[發明專利]一種改性竹粉材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010798903.4
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111909450A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 王利軍;黎晨欣
• 申請（專利權）人: 上海第二工業大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L97/02;C08H8/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 王潔平

本發明屬于改性塑料技術領域，具體為一種改性竹粉材料的制備方法。本發明方法包括：（1）將竹粉進行一定程度上的吸濕處理；（2）將步驟（1）中的竹粉經堿溶液預處理后，進行去離子水清洗，調節pH至7.0?7.8，再進行抽濾；（3）將經步驟（2）中處理的竹粉在120~200℃的溫度下烘干；（4）將烘干后得到的竹粉與聚丙烯進行共混，在一定擠出溫度、注塑溫度下進行擠塑成型，得到竹粉/聚丙烯復合材料。本發明通過對竹粉進行堿處理和熱烘干，提高竹粉與聚丙烯間的復合能力，獲得力學性能較好的竹塑復合材料，具有良好的市場應用研究前景。

技術領域

本發明屬于改性塑料技術領域，特別涉及一種改性竹粉材料的制備方法。

背景技術

隨著工業化進程的加快，單一材料的性能不再滿足人們日益增長的物質文化需要，研究開發性能多樣良好的復合材料成為材料領域學者的聚焦點。幾十年來，國內外研究學者通過實驗測試，探索研究了纖維增強復合材料的結構與性能等問題。相比較于傳統纖維，天然纖維優勢顯著，在汽車領域中的應用更加亮眼，產生的經濟、環境和社會效益不可忽視。但是復合材料的性能在未經改性前較差，因為竹纖維的極性較強，兩者共混時兩物相容性較差，結合力變弱，從而復合材料的機械性能較差。竹子在我國產量大，是良好的可再生資源。竹塑復合材料已在工業生產中得到一定程度的應用，包括門窗框架、家具、汽車面板、室內裝潢、園藝用品、包裝、貨架等，相較于其他同類型產品，所需原材料成本大大降低，具有良好的市場應用前景。

近年來，國內外團隊針對竹粉進行了一系列的研究。中國專利CN108864566A通過提供一種納米粒子與液體增塑劑添加，獲得納米粒子改性竹粉；中國專利CN103319818B通過對竹粉前處理、竹粉偶聯包裹處理等，制備了一種利用竹粉生產的聚氯乙烯竹塑制品的制備方法；中國專利CN105566874A提供了一種聚乳酸竹粉復合材料的制備方法；美國專利US20170073852A1研究了竹纖維混紡紗的制造方法；美國專利US5882745A公開了通過馬來化聚丙烯，優化竹纖維增強聚丙烯復合材料；歐洲專利EP2322713A1公開了通過將竹管橫向于其縱軸進行分解，進而與塑料復合的方法。

通常來說，對材料進行改性來提升性能是普遍方法。改性通常有塑料基體改性以及添加第三組分改性，上述方法所需原料成分復雜，安全性較低，故相較而言，對植物纖維的表面直接進行改性，方法簡單高效。但單一的表面改性對竹塑復合材料性能的提升不夠。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的在于提出一種改性竹粉新材料的制備方法；本發明方法不僅實現了天然資源的廢物利用，并且緊跟《中國制造2025》規劃，踐行了綠色制造的理念。本發明的技術方案具體介紹如下。

一種改性竹粉材料的制備方法，具體步驟如下：

（1）對竹粉進行吸濕處理；

（2）將步驟（1）得到的竹粉經堿溶液預處理后，用去離子水清洗，調節pH至7.0~7.8，再進行抽濾；

（3）將經步驟（2）處理的竹粉在140~200℃的溫度下烘干；

（4）將烘干后得到的竹粉與聚丙烯進行共混，在一定擠出溫度、注塑溫度下進行擠塑成型，得到竹粉/聚丙烯復合材料。

上述步驟（1）中，竹粉目數為60-80目，吸濕處理后竹粉中的水分含量為3wt%-10wt%。

上述步驟（2）中，竹粉浸泡在堿溶液中，堿溶液為濃度為2~4wt%的氫氧化鈉溶液，浸泡時間為20~30h。

上述步驟（3）中，烘干溫度為140℃~200℃，烘干時間為12~30h。

上述步驟（4）中，竹粉和聚丙烯混合的質量比為1:8~1:10。

上述步驟（4）中，采用雙螺旋擠出機進行擠塑成型，擠出溫度為170℃，螺旋桿的轉速為75-100r/min，注塑溫度為180℃。