[发明专利]一种CPC炭塑复合材料及其制备工艺

说明书

本发明属于塑料复合材料技术领域，尤其涉及一种CPC炭塑复合材料及其制备工艺。本发明的原料组成包括高密度聚乙烯树脂，竹炭纤维，木粉以及马来酸酐相容剂，而其中的竹炭纤维长度有0.12‑0.23mm、0.55‑0.80mm这两个最优的范围，最后再配合特定且区分开来的竹炭纤维制备方法、炭塑复合材料混炼方法，保证最终的炭塑复合材料兼具较高的抗冲击强度和较高的拉伸强度。本发明具有以下优点：第一，使用竹炭纤维部分代替了木粉，大大降低了地板的腐坏、霉变速度，延长其有效使用寿命；第二，竹炭纤维在制备时经过了煅烧环节，纤维表面的极性得以降低，其相较于原始的竹纤维，与树脂界面之间的相容性更好，竹炭纤维在地板中的分布更加均匀，进一步提升地板的结构强度。

技术领域

本发明属于塑料复合材料技术领域，尤其涉及一种CPC炭塑复合材料及其制备工艺。

背景技术

木塑复合材料，其最常见的应用就是户外地板，其原料组成主要包括木粉、塑料颗粒以及加工助剂。木塑复合地板主要具有生态环保，经济实惠、可塑性强、防火等级高以及安装方便等优点。但是另一方面，由于木粉中含有大量的单糖、木质素等营养成份，为各种霉菌、真菌提供了营养来源，最终导致地板相对的容易腐坏、霉变，有效使用寿命相对缩短。

例如专利公开号为CN107793675A、公开日为2018.03.13的中国发明专利，公开了一种木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：（1）木粉处理、（2）纤维填料处理、（3）混炼造粒、（4）挤出成型。

但是该发明专利中的木塑复合材料，其木粉原料没有经过充分的预处理，仍然会给霉菌提供大量营养物质，材料自身就是很好的霉变环境，因此其生产的木塑地板，有效使用寿命就相对较短。

所以更进一步的，现在已经出现了用竹炭纤维部分代替木粉的新型木塑复合材料，即炭塑复合材料，我们可以称之为Charcoal Plasticc Composites，简称CPC技术。

例如专利公开号为CN109370112A、公开日为2019.02.22的中国发明专利，公开了一种竹炭纤维木塑复合地板，按重量份其由以下组分组成：聚氯乙烯粉80-100份，竹粉30-45份，竹炭纤维15-25份，聚氨酯丙烯酸酯3-8份，萜烯树脂10-15份，液态水性环氧树脂10-40份，陶土0.01-0.02份，马来酸酐1-2份，蛭石1-2份，水杨酸甲酯0.5-3.5份，苯并三唑1-2份，煤矸石2-5份，对硝基酚1-2份，纤维素醚0.5-0.8份，滑石粉0.5-0.9份。

但是该发明专利中的竹炭纤维木塑复合地板，在其生产和使用过程中，至少存在以下三个不足之处。

第一、原料种类较多，大大增加了地板生产的成本，增加了配料难度，降低了地板生产效率。

第二、该复合地板的抗冲击强度不达标，地板的侧边容易先产生裂纹，逐渐小块掉落，最终影响地板的有效使用寿命。

第三、该复合地板的拉伸强度不达标，地板相对的容易在中间直接裂开、断裂。

所以综上所述，针对炭塑复合材料，不仅要保证其突出的防虫防腐能力，还要兼顾其物理力学性能，保证较好的结构强度，不易碎裂、不易断裂。

发明内容

本发明提供一种CPC炭塑复合材料及其制备工艺，其原料组成包括高密度聚乙烯树脂，竹炭纤维，木粉以及马来酸酐相容剂，而其中的竹炭纤维长度有0.12-0.23mm、0.55-0.80mm这两个最优的范围，最后再配合特定且区分开来的竹炭纤维制备方法、炭塑复合材料混炼方法，保证最终的炭塑复合材料兼具较高的抗冲击强度和较高的拉伸强度。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种CPC炭塑复合材料，原料组成包括：高密度聚乙烯树脂，竹炭纤维，木粉以及马来酸酐相容剂，所述竹炭纤维的长度为0.12-0.23mm，或者是0.55-0.80mm。