一種竹纖維‑聚氯乙烯複合材料及其製備方法與流程
2024-04-08 11:19:05
本發明涉及複合材料領域，尤其涉及一種竹纖維-聚氯乙烯複合材料及其製備方法。
背景技術：
：隨著全民的環保意識逐漸增強，對可再生、易降解以及健康無汙染材質的開發利用越來越得到廣泛的重視。竹纖維是從自然生長的竹子中提取出的纖維素纖維，其具有良好的透氣性、吸水性和染色性等，具備天然抗菌、抑菌、除蟎、防臭和抗紫外線功能，竹纖維被大量運用於紡織品、醫療器械以及造紙等行業中。聚氯乙烯材料具有優良的耐化學腐蝕性、電絕緣性、阻燃性且質輕易搬運。聚氯乙烯塑料因其製造成本低廉、加工簡單以及成品耐用等特性而被廣泛應用於各行各業。竹纖維-聚氯乙烯複合材料兼具了其兩種組成材質的優點，使用竹纖維-聚氯乙烯複合材料製作的板材表面光潔、質地密實，既克服了竹質板材易變質、強度低等缺陷，又克服了聚氯乙烯材料模量低等缺點，具有較好的吸溼防潮、抗蛀蟲、易降解等性能，是一種新型的環保材料。技術實現要素：本發明的目的是提供一種竹纖維-聚氯乙烯複合材料及其製備方法。本發明提供以下技術方案：一種竹纖維-聚氯乙烯複合材料，由如下質量份數的組份配製而成：竹纖維40-80份、聚氯乙烯50-100份、增韌劑10-50份、偶聯劑2-4份、增容劑5-10份、熱穩定劑20-25份、潤滑劑4-15份、增塑劑2-12份。優選的，所述偶聯劑為鈦酸酯、鋁酸酯、矽烷中的一種或幾種。優選的，所述增韌劑為羥丙基甲基纖維素、丙酸纖維素中的一種或兩種。優選的，所述增容劑為丙烯酸酯與馬來酸酯的接枝物或共聚物。優選的，所述熱穩定劑為蓖麻油酸鋅、烷酸鈣中的一種或兩種。優選的，所述潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸中的一種或幾種。優選的，所述增塑劑為檸檬酸三丁酯、環氧大豆油中的一種或兩種。一種竹纖維-聚氯乙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：(1)將竹纖維放入100-110℃的烘箱中乾燥10-20min，去除水分；(2)在竹纖維表面均勻塗抹增塑劑，塗抹量為所述增塑劑能全部覆蓋所述纖維表面；(3)將所述塗抹增塑劑後的竹纖維放在平板硫化機上壓20min，壓力為5mpa，然後乾燥10-15min，得改性竹纖維；(4)將上述改性竹纖維和聚氯乙烯在熱混合機中混合均勻，同時加入增韌劑、偶聯劑、增容劑、熱穩定劑、潤滑劑和增塑劑混合均勻，控制混合溫度為100-120℃，轉速在200-400r/min；混合均勻後冷卻至20-40℃，得預混料。(5)將上述預混料送入雙螺杆造粒機中進行造粒，其中造粒機機筒溫度為140-170℃，轉速為20-50r/min。(6)將上述造粒後的材料送入雙螺杆擠出機擠出成型，分切，冷卻，即得竹纖維-聚氯乙烯複合材料。本發明的優點是：1、本發明的竹纖維-聚氯乙烯複合材料質量輕、無毛刺、耐腐蝕、防蟲防潮且具有更強的力學性能，實現了植物纖維與人工高分子材料的複合，應用範圍更廣泛；2、本發明將塗抹增塑劑後的竹纖維再經過硫化機進行按壓處理，使得增塑劑能夠均勻的滲透入竹纖維，增大了竹纖維與增塑劑的接觸程度，使兩者之間的化學反應更徹底；3、本發明首先將竹纖維進行表面處理後再與各成分進行混合，使得親水性的竹纖維和憎水性的聚氯乙烯之間有更好的界面相容性。具體實施方式下面結合實施例對本發明做進一步說明。實施例1一種竹纖維-聚氯乙烯複合材料，由如下質量份數的組份配製而成：竹纖維40份聚氯乙烯50份增韌劑羥丙基甲基纖維素10份偶聯劑鈦酸酯2份增容劑馬來酸酐接枝聚丙烯5份熱穩定劑蓖麻油酸鋅20份潤滑劑聚乙烯蠟4份增塑劑檸檬酸三丁酯2份。其具體製備方法為：a)將竹纖維放入105℃的烘箱中乾燥15min，去除水分；b)在竹纖維表面均勻塗抹0.5份增塑劑以全面覆蓋竹纖維表面；c)將所述塗抹增塑劑後的竹纖維放在平板硫化機上壓20min，壓力為5mpa，然後乾燥10-15min，得改性竹纖維，所述硫化機的型號為xlb25-d；d)將上述改性竹纖維和聚氯乙烯在熱混合機中混合均勻，同時加入增韌劑、偶聯劑、增容劑、熱穩定劑、潤滑劑和剩餘增塑劑混合均勻，控制混合溫度為110℃，轉速在300r/min；混合均勻後冷卻至30℃，得預混料。e)將上述預混料送入雙螺杆造粒機中進行造粒，其中造粒機機筒溫度為150℃，轉速為40r/min。f)上述造粒後的材料送入雙螺杆擠出機擠出成型，分切，冷卻，即得竹纖維-聚氯乙烯複合材料。實施例2一種竹纖維-聚氯乙烯複合材料，由如下質量份數的組份配製而成：竹纖維40份聚氯乙烯100份增韌劑丙酸纖維素50份偶聯劑鋁酸酯4份增容劑馬來酸酐接枝聚乙烯10份熱穩定劑烷酸鈣25份潤滑劑聚乙烯蠟15份增塑劑環氧大豆油12份。其具體製備方法與實施例1中的製備方法一樣。實施例3一種竹纖維-聚氯乙烯複合材料，由如下質量份數的組份配製而成：竹纖維60份聚氯乙烯70份增韌劑丙酸纖維素30份偶聯劑鋁酸酯3份增容劑馬來酸酐接枝聚乙烯7份熱穩定劑烷酸鈣22份潤滑劑聚乙烯蠟10份增塑劑環氧大豆油8份。其具體製備方法與實施例1中的製備方法一樣。對實施例1-3所製得的竹纖維-聚氯乙烯複合材料進行性能測試，測試結果如下表所示：性能指標實施例1實施例2實施例3密度(g/cm3)0.921.061.00硬度/hrr727974拉伸強度(mpa)11.515.412.8彎曲強度(mpa)22.336.028.3衝擊強度(kj/m2)5.652.83.87由上表可知：本發明的竹纖維-聚氯乙烯複合材料質量輕，且具有較強的抗拉伸、彎曲、及衝擊能力，是一種綠色環保高性能的新型複合材料。當前第1頁12