CN102786809A - 一种竹塑复合材料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竹塑复合材料，其特征在于：由以下组分组成：竹粉、聚乙烯和助剂。进一步地说：按照质量比例计，竹粉、聚乙烯和助剂的比例为(20-60):(70-35):(10-5)。所述竹粉为粉碎到350-500目的超细粉体。所述助剂包括相容剂、润滑剂、偶联剂中的一种或几种。所述聚乙烯为粉碎到直径为1-1.5毫米的粒子。本发明还提供了一种竹塑复合材料的制备工艺，其特征在于：步骤如下：1）竹粉处理；2）备料共混；3）造粒。本发明兼具聚乙烯和竹材的特点，具有良好的防潮、防腐性，耐虫蛀，强度高，韧性好，硬度大以及二次加工性良好，同时，本发明可以将无法回收利用的竹材边角料、竹屑粉粹回收，二次利用，变废为宝，具有良好的经济效益。

Description

一种竹塑复合材料及其制备工艺

技术领域

本发明属于包装材料以及包装材料的生产工艺，具体地说，涉及竹塑复合材料及其制备工艺。

背景技术

包装材料涉及纸质材料、塑料、金属、玻璃陶瓷、木材等材料领域，占世界材料总消耗量很大部分，并且包装废弃物所产生的垃圾问题已成为环境污染的重要部分。包装行业已经使用木材、纸板、瓦楞纸板、纸浆模塑等生物质材料，用于制成工业包装和生活容器，但是塑料不易降解，纸质材料易吸湿、刚度和强度低，木材笨重、易霉变等等，这些缺点限制它们在包装领域的应用和发展。人们对资源的有效利用和绿色环保材料的需求不断增加，使高效开发利用生物质材料制备新材料、新能源正日益成为当前材料领域的研究热点之一。

竹塑复合材料是一种采用竹纤维填充、增强聚合物的新型改性环保材料，它兼具聚合物和竹材的特点：防潮、防腐、耐虫蛀、强度高、韧性好、硬度大以及二次加工性良好；可以将无法回收利用的竹材边角料、竹屑粉粹回收二次利用，变废为宝，因此研制竹塑复合材料作为包装材料具有重要意义。竹塑复合材料的研制不仅克服了竹材和塑料的各自缺点，开创了两者应用的新方向，而且缓解了资源和能源匮乏、环境污染的问题，使其在包装行业具有良好的应用和发展前景。

竹塑复合材料从结构上分析是聚合物充当连续相、竹纤维充当分散相而形成的两相结构材料。但是未经处理的竹纤维含有大量的羟基而呈亲水性，与疏水性的塑料混合时，存在比较大的界面能差，两者界面结合作用较弱。此外，竹纤维存在的大量羟基基团易形成氢键，从而使竹纤维发生团聚，导致其在聚合物中不能均匀分散，使得竹塑复合材料的机械性能较低。这些问题不解决会限制竹塑复合材料的发展和应用，因此针对竹纤维与聚合物界面性能的研究是重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种竹塑复合材料及其制备工艺，以实现提高力学强度以及其耐潮耐腐蚀性能。同时，此竹塑复合材料成型后含水率很低，并且可以长时间保持干燥。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种竹塑复合材料，其特征在于：由以下组分组成：竹粉、聚乙烯和助剂。

进一步地说：

按照质量比例计，竹粉、聚乙烯和助剂的比例为(20-60):(70-35):(10-5)。

更进一步地说：

按照质量比例计，竹粉、聚乙烯和助剂的比例为30:65:5或50:43:7。

更进一步地说：

所述竹粉为粉碎到350-500目的超细粉体。

所述助剂包括相容剂、润滑剂、偶联剂中的一种或几种。

所述聚乙烯为粉碎到直径为1-1.5毫米的粒子。

本发明还提供了一种竹塑复合材料的制备工艺，其特征在于：步骤如下：

1）、竹粉处理：将粗制竹粉用20%工业双氧水和20%工业片碱处理浸泡，烘干，将其粉碎到350目，待用；

2）、备料共混：按照各组分的份数备料：先将聚乙烯破碎至直径1.2毫米的粒子，再将聚丙烯、竹粉、助剂依次加入高速混料机中混合20分钟，待各组分充分混合后，得预混料；

3）、造粒：将预混料经双螺杆挤出机造粒，温度控制在：一区180度，二区170度，三区190度，喂料转速控制在30Hz，主机转速控制在40Hz，即可得到竹塑复合材料粒子。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明利用竹粉和聚乙烯，再加上助剂制成了一种竹塑复合材料。本发明兼具聚乙烯和竹材的特点，具有良好的防潮、防腐性，耐虫蛀，强度高，韧性好，硬度大以及二次加工性良好，同时，本发明可以将无法回收利用的竹材边角料、竹屑粉粹回收，二次利用，变废为宝，具有良好的经济效益。

本发明充分利用了植物纤维竹粉的可生物降解性，容易降解，实现了全降解，无有害物质的产生。本发明提供的竹塑复合材料制成的工业包装和生活容器，实现了生物降解性，并且提高了工业包装和生活容器的力学强度以及其耐潮耐腐蚀性能。

本发明制成的竹塑复合材料成型后，含水率很低，并且可以长时间保持干燥，助剂的存在能够有效的防静电。利用本发明制成的保鲜材料，保鲜效果是纯塑料的2倍。另外，本发明采用的是竹材，做到了不砍伐树木，尽量有计划地使用竹制品，起到了保护森林的作用，预防地球气候边暖。

具体实施方式

实施例：

一种竹塑复合材料，由以下组分组成：竹粉、聚乙烯和助剂。

在本发明中，按照质量比例计，竹粉、聚乙烯和助剂的比例为 (20-60):(70-35):(10-5)。

在本实施例中，竹粉、聚乙烯和助剂的比例为30:65:5或50:43:7，是经过试验得到的最佳的一种配比。

考虑到实际情况和加工工艺的需要，在本实施例中，所述竹粉为粉碎到350-500目的超细粉体。所述助剂包括相容剂、润滑剂、偶联剂中的一种或几种。所述聚乙烯为粉碎到直径为1-1.5毫米的粒子。

本实施例制成的竹塑复合材料，兼具聚乙烯和竹材的特点，具有良好的防潮、防腐性，耐虫蛀，强度高，韧性好，硬度大以及二次加工性良好，同时，本发明可以将无法回收利用的竹材边角料、竹屑粉粹回收，二次利用，变废为宝，具有良好的经济效益。

本实施例还提供了一种竹塑复合材料的制备工艺，步骤如下：

1）、竹粉处理：将粗制竹粉用20%工业双氧水和20%工业片碱处理浸泡，烘干，将其粉碎到350目，待用；

2）、备料共混：按照各组分的份数备料：先将聚乙烯破碎至直径1.2毫米的粒子，再将聚丙烯、竹粉、助剂依次加入高速混料机中混合20分钟，待各组分充分混合后，得预混料；

3）、造粒：将预混料经双螺杆挤出机造粒，温度控制在：一区180度，二区170度，三区190度，喂料转速控制在30Hz，主机转速控制在40Hz，即可得到竹塑复合材料粒子。

另外，依据本发明的制备工艺生产的竹塑复合材料，本发明还提供了一种工业包装和生活容器的生产工艺，具体步骤如下：

a、拉片：将造粒好的竹塑复合材料粒子加到片材机中进行拉片，制成竹塑拉片，其中拉片温度维持在180度。

b、吸塑成型：选取适宜大小的竹塑拉片，通过吸塑成型机成型，在整个的吸塑成型过程中，吸塑机的加热温度维持在190度。

上述工业包装和生活容器的生产工艺，操作简单，便于实用，易于工业化实施，保证了足够的经济效益，有利于扩大竹塑复合材料制品在市场中的应用。

同时，上述生产工艺可以应用于所有的片材生产中。凡是利用上述生产工艺来生产片材的，也属于本发明的保护范围内。

本发明不局限于上述的优选实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种竹塑复合材料，其特征在于：由以下组分组成：竹粉、聚乙烯和助剂。

2.根据权利要求1中所述的竹塑复合材料，其特征在于：按照质量比例计，竹粉、聚乙烯和助剂的比例为（20-60）:（70-35）:（10-5）。

3.根据权利要求2中所述的竹塑复合材料，其特征在于：按照质量比例计，竹粉、聚乙烯和助剂的比例可以为30:65:5或50:43:7。

4.根据权利要求2中所述的竹塑复合材料，其特征在于：所述竹粉为粉碎到350-500目的超细粉体。

5.根据权利要求2中所述的竹塑复合材料，其特征在于：所述助剂包括相容剂、润滑剂、偶联剂中的一种或几种。

6.根据权利要求2中所述的竹塑复合材料，其特征在于：所述聚乙烯为粉碎到直径为1-1.5毫米的粒子。

7.一种竹塑复合材料的制备工艺，其特征在于：步骤如下：

1）、竹粉处理：将粗制竹粉用20%工业双氧水和20%工业片碱处理浸泡，烘干，将其粉碎到350目，待用；

2）、备料共混：按照各组分的份数备料：先将聚乙烯破碎至直径1.2毫米的粒子，再将聚丙烯、竹粉、助剂依次加入高速混料机中混合20分钟，待各组分充分混合后，得预混料；

3）、造粒：将预混料经双螺杆挤出机造粒，温度控制在：一区180度，二区170度，三区190度，喂料转速控制在30Hz，主机转速控制在40Hz，即可得到竹塑复合材料粒子。