[发明专利]一种防霉耐水型竹塑复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及竹塑复合材料制备技术领域，具体涉及一种防霉耐水型竹塑复合材料的制备方法。本发明以聚丙烯为基体，改性竹纤维和改性纳米氧化锌作为补强剂，并辅以自制抗菌乳液和含氢硅油等制备得到防霉耐水型竹塑复合材料，首先利用纳米碳酸钙和乙二胺四乙酸二钠对自制竹纤维进行表面改性，提高了竹塑复合材料的力学性能，利用硅烷偶联剂对纳米氧化锌进行改性，纳米氧化锌溶出的锌离子与细胞膜及膜蛋白质结合，通过损伤细胞的构造，阻止细菌繁殖，利用纳米氧化锌的特殊性质，起到杀菌防霉的功效，继续添加含氢硅油，形成致密的含氢硅油疏水保护层，利于竹塑复合材料的耐水性得到提高，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及竹塑复合材料制备技术领域，具体涉及一种防霉耐水型竹塑复合材料的制备方法。

背景技术

我国是世界上竹材资源最为丰富的国家，其中竹林面积、竹子种类以及经济利用水平都居世界首位。竹子具有生长快、成材早、强度高、韧性好、硬度大等优点，在许多领域得到广泛的应用。利用竹纤维、竹粉与其他材料复合的竹塑复合材料是一种具有广阔前景的复合材料。

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。竹塑复合材料具有免受紫外线侵害，褪色慢、免受虫害和菌类的侵蚀、防水耐蚀、不开裂、无腐烂、易于切割、具有天然的木质感、不含对人体有害的成分，对环境友好，可循环再生等优点，是一种绿色环保产品。竹塑复合材料现已被广泛用于汽车制造、建筑装饰、室内装潢、包装运输等领域。

但由于竹粉表面含有大量的极性基团如羟基和酚羟基等，表现出较强的亲水性，与热塑性塑料相容性差，在塑料基质中极易团聚，且物料的熔融流动性较差，分散不均匀，导致复合材料力学性能下降。由于竹纤维本身具有易燃性质，所以竹塑复合材料的阻燃性能不佳，在高温环境下也容易发生变形或者导致性能下降。

因此，研制出一种能够解决上述性能问题的竹塑复合材料非常有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前普通竹塑复合材料中的竹纤维表面含有大量的极性基团如羟基和酚羟基等，表现出较强的亲水性，因此很容易出现霉菌，另外竹纤维与热塑性塑料的相容性差，在塑料基质中极易团聚，且物料的熔融流动性较差，分散不均匀，导致复合材料力学性能下降的缺陷，提供了一种防霉耐水型竹塑复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种防霉耐水型竹塑复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取10～12g粒径为24～32nm的纳米氧化锌倒入带有90～100mL去离子水和50～60mL无水乙醇的烧杯中，并用超声波分散仪超声分散30～36min，得到纳米氧化锌分散液，将纳米氧化锌分散液和硅烷偶联剂KH-550按质量比为3：1混合置于烧杯中，在温度为75～85℃的条件下搅拌反应1～2h，得到混合液，将混合液放入离心机中，在转速为1000～1200r/min的条件下离心45～60min，分离得到沉淀物，并用无水乙醇洗涤沉淀物3～5次，最后放入真空干燥箱中，在温度为65～75℃下干燥1～2h，冷却出料，得到改性纳米氧化锌；

（2）将布洛芬、异噻唑啉酮和蒸馏水混合置于烧杯中搅拌，得到混合液，再向混合液中加入混合液质量1%的十二烷基硫酸钠，继续混合搅拌，得到自制抗菌乳液；

（3）称取80～90g竹片放入120～160mL氢氧化钠溶液中浸泡，加热升温，得到浸泡物，再向浸泡物中加入2～4g柠檬酸，继续保温浸泡，待竹片膨化变软后，用去离子水冲洗竹片，得到细纤维束，将细纤维束放入碳酸钠中陈化，得到陈化细纤维束，再用去离子水冲洗陈化细纤维束，最后放入烘箱中烘干，得到自制竹纤维，将自制竹纤维、纳米碳酸钙、乙二胺四乙酸二钠和去离子水混合置于烧杯中，密封浸泡，干燥出料，得到改性竹纤维；