[發明專利]一種竹纖維增強材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410257715.5
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN105295191A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 萬春霞
• 申請（專利權）人: 上海圳拓實業有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L97/02;C08L23/16;C08L51/06;C08L25/08;C08K13/06;C08K5/19;C08K3/22;C08K3/36;C08K7/00;C08K3/34;C08K3/04
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技術領域

本發明屬于復合材料領域，具體涉及一種竹纖維增強材料及其制備方法。

背景技術

木塑材料可以采用木材代替部分塑料，從而節約了寶貴的石油資源。但是對于木塑材料而已，木質纖維的纖維強度較低，通常當木質纖維的加入量增加時，會導致木塑材料的力學性能急劇下降。竹纖維是從自然生長的竹子中提取出的一種纖維素纖維，相對普通的木質纖維素而言，具有更好的拉伸強度。

現有的木塑材料，包括竹纖維增強塑料材料普遍存在木質纖維素或竹纖維在長時間使用的情況下，容易遭到細菌的腐蝕降解，從而影響到材料的整體力學性能和使用壽命。中國專利103450534A公開了一種竹纖維增強聚乙烯材料，包括以高密度聚乙烯樹脂、低密度聚乙烯樹脂、竹纖維、炭黑、抗氧劑、增塑劑、潤滑劑、相容劑。該竹纖維增強聚乙烯材料具有耐磨性好、耐老化、抗沖擊性強，但同樣也存在竹纖維易被細菌腐蝕降解的缺陷。

而在抗菌材料方面，銀離子抗菌劑雖然有較好的抗菌效果，但價格較高，使用過程中的抗菌效率相對較低。且金屬銀分散到塑料材料中后，后期很難進行回收，對資源浪費較大。如能提供一種力學性能優異，抗菌能力強的竹纖維增強材料，同時達到力學強度高，抗菌效果好，抗菌作用持久的要求，將提高竹纖維增強材料的使用范圍。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的是提供一種竹纖維增強材料及其制備方法，該竹纖維增強材料具有力學性能好，抗菌能力強，抗菌時間長，耐候性好，使用壽命長的優點。

本發明的技術方案如下：

一種竹纖維增強材料，由包括以下重量份的組分制成：

優選的，所述的竹纖維的直徑為200um～1000um，長徑比為1：(10～100)。

優選的，所述的增韌劑為乙丙橡膠或三元乙丙橡膠；或所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。

優選的，所述的有機抗菌劑按照以下方法制得：將1～5g氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物加入50ml氯仿溶劑中，加入1～5g芐基二甲基十二烷基氯化銨，加熱至50～80℃攪拌15～30min，過濾，洗滌干燥得到復合微粒；按重量份秤取復合微粒5份，殼聚糖1～3份，山梨酸鉀0.2～0.8份，混合均勻制得所述抗菌劑。

優選的，所述的殼聚糖為2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖。

氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物與芐基二甲基十二烷基氯化銨制得的復合微粒既含有高分子鏈段，又含有殺菌基團，具有性能穩定，不揮發，殺菌效果顯著的優點，同時高分子鏈段的相對分子質量越大，抗菌效果越好。

優選的，所述的無機抗菌劑為光催化型無機抗菌劑與片狀無機填料按重量比為1：(1～3)的混合物。

優選的，所述的光催化型無機抗菌劑選自氧化鋅、二氧化硅或銳鈦型二氧化鈦中的一種或一種以上；

所述的片狀無機填料選自片狀蒙脫土、片狀硅酸鹽、片狀石墨中的一種或一種以上。

氧化鋅、二氧化硅和銳鈦型二氧化鈦屬于光催化型無機抗菌劑，在光照后能產生高度活性的空穴電子對，進而在產品表面生成強氧化性的·OH自由基，從而在短時間內殺死與其接觸的細菌。

無機抗菌劑中采用光催化型無機抗菌劑與片狀無機填料的混合物，片狀無機填料在復合材料中均勻分散后，可以起到一定的阻隔作用，使復合材料中的抗菌成分緩慢的釋放到竹纖維增強材料的表面，從而延長了竹纖維增強材料的有效抗菌時間。

優選的，所述的偶聯劑選自γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或一種以上；

或所述的增塑劑選自柏木油，蓖麻油、綠芥末精油中的一種或一種以上。

柏木油，蓖麻油、綠芥末精油作為天然原料，本身具有一定的抗菌作用，同時在復合材料加工的過程中還可以起到增塑的作用。

優選的，所述的抗氧劑選自(N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺)、(三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯)、(1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基芐基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮)或(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)中的一種或一種以上。

一種上述竹纖維增強材料的制備方法，包括以下步驟：