[发明专利]一种微发泡竹粉‑橡胶复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合竹材制备技术领域，尤其涉及一种微发泡竹粉-橡胶复合材料的制备方法。

背景技术

竹塑复合材料是以竹纤维、竹粉的形态为增强材料或填料添加到热塑性塑料中，并通过加热使竹材与熔融状态的热塑性塑料进行复合而成，或指将有机单体注入竹材的微细结构中，然后采用辐射法或触媒法等处理，使有机单体与竹材组分产生接枝共聚或均聚物的一种材料。但是由于竹粉或竹纤维表面存在大量的极性羟基，其与高分子化合物的相容性很差，直接导致制得的复合材料使用性能较差，不能满足实际生产生活所需。

中国专利CN103396675公开了一种用于注塑级微发泡木塑复合材料的原材料的处理方法，是将竹木废粉在160-280℃下微波干燥处理后再经纳米氧化钙吸附处理，提高其与树脂基体的相容性。《胶体与聚合物》2016年9月第34卷第3期刊登的“竹粉改性橡胶复合材料的制备及性能研究”一文通过将竹粉经KH-580表面改性处理后与橡胶一起混炼成型，提高了橡胶材料的拉伸强度和断裂伸长率。可见上述对竹粉的处理方法均取得了一定的效果，但是热处理破坏了竹粉的天然质感，产品的市场竞争力不足。

发明内容

本发明为了弥补已有技术的缺陷，提供一种微发泡竹粉-橡胶复合材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种微发泡竹粉-橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将竹材经脱水干燥处理后粉碎成50-200目竹粉备用；

（2）经粉碎配料的竹粉投入有机硅溶胶中搅拌混合35-60min后过滤，所得物料在氮气氛围下以65-70℃的热风干燥处理25-50min，得硅溶胶包覆的竹粉备用；

（3）将环氧化天然橡胶、室温硫化硅橡胶投入密炼机中，在15-80℃温度下、以65-85rpm的转子转速下混炼12-16min，随后加入硅溶胶包覆的竹粉、助剂、发泡剂，继续混炼20-30min后得混炼胶；

（4）将混炼胶在50-100℃下硫化5-15min后出料，即得所述的微发泡复合材料。

所述的有机硅溶胶是由如下方法制备得到：取固含量为20-30%的市售硅溶胶，在搅拌条件下滴加硅烷偶联剂，滴加完毕后继续搅拌反应15-24h，随后加入四氢呋喃，混合均匀后将体系通过减压旋转蒸发除去水分，即得所述的有机硅溶胶。

所述的硅溶胶、硅烷偶联剂以及四氢呋喃三者的体积比为1:0.1-0.15:1-1.5。

所述的环氧化天然橡胶的环氧化程度为20-50%。

所述的助剂是由1-5%壳聚糖盐酸盐、20-30%硬脂酸、20-40%硫化促进剂M以及余量的硫磺组成。

所述的环氧化天然橡胶、室温硫化硅橡胶、硅溶胶包覆竹粉、助剂、发泡剂的重量配比如下：环氧化天然橡胶20-30、室温硫化硅橡胶50-60、硅溶胶包覆竹粉50-80、助剂3-8、发泡剂3-6。

本发明将经硅溶胶包覆处理后的竹粉与复合橡胶材料经低温硫化发泡处理，制得了一种综合性能良好的复合橡胶发泡材料，实现了竹粉与橡胶材料的有效结合，实现了竹资源的高值应用，降低了生产成本。本发明中使用的硅溶胶是经硅烷偶联剂改性后的有机硅溶胶，是一种非水的溶剂体系，避免了水分引入干燥处理后的竹粉中，包覆后的竹粉在较低的温度下即可除去溶剂，最大程度的保持了竹粉的自然状态，改性后的竹粉与橡胶体系具有优良的相容性和结合性，从而有效的提升了橡胶发泡材料的力学性能，降低了生产成本。

具体实施方式

一种微发泡竹粉橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将竹材经脱水干燥处理后粉碎成50目竹粉备用；

（2）经粉碎配料的竹粉投入有机硅溶胶中搅拌混合35min后过滤，所得物料在氮气氛围下以65℃的热风干燥处理25min，得硅溶胶包覆的竹粉备用；

（3）将环氧化天然橡胶、室温硫化硅橡胶投入密炼机中，在15℃温度下、以65rpm的转子转速下混炼12min，随后加入硅溶胶包覆的竹粉、助剂、发泡剂，继续混炼20min后得混炼胶；

（4）将混炼胶在50℃下硫化5min后出料，即得所述的微发泡复合材料。

所述的有机硅溶胶是由如下方法制备得到：取固含量为20%的市售硅溶胶，在搅拌条件下滴加硅烷偶联剂，滴加完毕后继续搅拌反应15h，随后加入四氢呋喃，混合均匀后将体系通过减压旋转蒸发除去水分，即得所述的有机硅溶胶，其中硅溶胶、硅烷偶联剂以及四氢呋喃三者的体积比为1:0.1:1。

所述的环氧化天然橡胶的环氧化程度为20%。