CN103756145A - 一种竹纤维改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种竹纤维改性聚丙烯材料及其制备方法，竹纤维改性聚丙烯材料是由100份聚丙烯、50-100份竹纤维、25-50份马来酸酐接枝聚丙烯、1-2份抗氧剂、2-4份份润滑剂、1-2份遮味剂混合、挤出造粒制备而成。本发明制得的竹纤维改性聚丙烯不仅气味小，而且较好地解决了聚丙烯与竹纤维的相容性，避免了挤出造粒时“模头堵塞”、“熔体毛糙”的现象；而且采用冷拉条切粒时也不会出现断条现象，提高了生产效率。

Description

一种竹纤维改性聚丙烯材料及其制备方法
 
技术领域
本发明属于改性聚丙烯技术领域，尤其涉及一种竹纤维改性聚丙烯材料及其制备方法。
 
背景技术
竹纤维就是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能，是一种真正意义上的天然环保型绿色纤维。目前可用竹纤维来对聚丙烯进行改性，可以获得一种抗菌的、外观类似于竹子的半降解塑料。
然而由于竹纤维的化学成分主要是纤维素、半纤维素和木质素，表面含有大量的醇羟基，属于亲水性的极性材料。而聚丙烯由于结构的规整性，属于亲油性的非极性材料，与竹纤维相容性不好。在用双螺杆挤出机对它们进行共混挤出时，竹纤维与聚丙烯会因为相容性不好而出现“模头堵塞”、“熔体毛糙”等缺陷；而用冷拉条方式进行拉条切粒时，极易发生断条现象，从而会影响生产效率。
中国专利CN102229749B公开了一种新型竹塑复合材料，通过添加增韧剂，有效地改善了竹塑复合材料的韧性，但相容剂添加量较低，不能解决这种竹塑复合材料在挤出时“模头堵塞”、“熔体毛糙”的问题，及冷拉条切粒时出现的断条现象。此外，由于竹粉的氧化分解，会让这种竹塑复合材料带有难闻的气味，影响该竹塑复合材料的应用范围。
 
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术缺陷，提供一种竹纤维改性聚丙烯，不仅气味小，而且可以采用冷拉条切粒进行切粒，顺利生产。
一种竹纤维改性聚丙烯材料，其特征在于，由以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯 100份
竹纤维 50-100份
马来酸酐接枝聚丙烯 25-50份
抗氧剂 1-2份
润滑剂 2-4份
遮味剂1-2份。
所述竹纤维的含水率低于2%、细度不小于100目。
所述马来酸酐接枝聚丙烯与竹纤维的质量比为1：2。
所述抗氧剂由四（β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸）季戊四醇酯（抗氧剂1010）、三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（抗氧剂168）与硫代二丙酸双十八醇酯（抗氧剂DSTDP）按照质量比为3：3：4复配而成。
所述润滑剂由硬脂酸和马来酸酐接枝聚丙烯蜡按照质量比1：1复配而成。
所述遮味剂为粉末吸附型遮味剂。
本发明的另一个目的是提供一种上述的竹纤维改性聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按配比将聚丙烯、竹纤维、马来酸酐接枝聚丙烯 、抗氧剂、润滑剂、遮味剂置于高混机中，高速混合2-5min；
（2）将步骤（1）所得物料加入双螺杆挤出机中，在150-180℃挤出造粒，制得竹纤维改性聚丙烯材料。
本发明所述的竹纤维改性聚丙烯，具有以下优点：
（1）本发明添加了三元复配抗氧剂，可以有效降低竹纤维的氧化分解，避免产生发出难闻气味的芳香类物质。
（2）本发明添加粉末吸附型遮味剂，可以吸附竹粉因热氧分解所产生的难闻气味的芳香类物质；使得本发明制备的竹纤维改性聚丙烯材料气味小，适应范围广。
（3）本发明组分中通过添加适量的马来酸酐接枝聚丙烯及由硬脂酸和马来酸酐接枝聚丙烯蜡组成的润滑剂，可以较好地改善竹纤维与聚丙烯的相容性；并且在通过双螺杆挤出机挤出造粒时，避免了“模头堵塞”、“熔体毛糙”现象的发生，切粒时可采用生产中常用的冷拉条切粒方式进行切粒，不会发生断条现象而提高生产效率。
 
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
气味测试方法：称取20g塑料粒子置于250ml磨口瓶中，盖好盖子，置于80℃烘箱烘2h后，打开盖子，闻第一股气味。
实施例中所用的原材料见表1，除特殊说明外，实施例中各组分都为重量份。
表1 原材料一览表
Figure 2014100066140100002DEST_PATH_IMAGE002
实施例1
（1）称取100份聚丙烯T30S、50份100目竹纤维、25份马来酸酐接枝聚丙烯PP-G1001 、0.3份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168、0.4份抗氧剂DSTDP、1份润滑剂硬脂酸、1份润滑剂马来酸酐接枝聚丙烯蜡6452、1份遮味剂SW100，置于高混机中，高速混合3min；
（2）将步骤（1）所得物料加入双螺杆挤出机中，挤出机各段温度在150-180℃挤出造粒，制备本发明所述的竹纤维改性聚丙烯。将此聚丙烯进行气味测试，结果见表2。
对比例1
（1）称取100份聚丙烯T30S、50份100目竹纤维、0.3份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168、0.4份抗氧剂DSTDP、1份润滑剂硬脂酸、1份润滑剂马来酸酐接枝聚丙烯蜡6452、1份遮味剂SW100，置于高混机中，高速混合3min；
（2）将步骤（1）所得物料加入双螺杆挤出机中，挤出机各段温度在150-180℃挤出造粒，制备本发明所述的竹纤维改性聚丙烯。将此聚丙烯进行气味测试，结果见表2。
 
实施例2
（1）称取100份聚丙烯T30S、75份100目竹纤维、37.5份马来酸酐接枝聚丙烯PP-G1001 、0.45份抗氧剂1010、0.45份抗氧剂168、0.6份抗氧剂DSTDP、1.5份润滑剂硬脂酸、1.5份润滑剂马来酸酐接枝聚丙烯蜡6452、1.5份遮味剂SW100，置于高混机中，高速混合2min；
（2）将步骤（1）所得物料加入双螺杆挤出机中，挤出机各段温度在150-180℃挤出造粒，制备本发明所述的竹纤维改性聚丙烯。将此聚丙烯进行气味测试，结果见表2。
 
对比例2
（1）称取100份聚丙烯T30S、75份100目竹纤维、37.5份马来酸酐接枝聚丙烯PP-G1001 、0.45份抗氧剂1010、0.45份抗氧剂168、0.6份抗氧剂DSTDP、1.5份遮味剂SW100，置于高混机中，高速混合2min；
（2）将步骤（1）所得物料加入双螺杆挤出机中，挤出机各段温度在150-180℃挤出造粒，制备本发明所述的竹纤维改性聚丙烯。将此聚丙烯进行气味测试，结果见表2。
 
实施例3
（1）称取100份聚丙烯T30S、100份100目竹纤维、50份马来酸酐接枝聚丙烯PP-G1001 、0.6份抗氧剂1010、0.6份抗氧剂168、0.8份抗氧剂DSTDP、2份润滑剂硬脂酸、2份润滑剂马来酸酐接枝聚丙烯蜡6452、2份遮味剂SW100，置于高混机中，高速混合5min；
（2）将步骤（1）所得物料加入双螺杆挤出机中，挤出机各段温度在150-180℃挤出造粒，制备本发明所述的竹纤维改性聚丙烯。将此聚丙烯进行气味测试，结果见表2。
对比例3
（1）称取100份聚丙烯T30S、100份100目竹纤维、50份马来酸酐接枝聚丙烯PP-G1001 、0.6份抗氧剂1010、0.6份抗氧剂168、0.8份抗氧剂DSTDP、2份润滑剂硬脂酸、2份润滑剂马来酸酐接枝聚丙烯蜡6452，置于高混机中，高速混合5min；
（2）将步骤（1）所得物料加入双螺杆挤出机中，在150-180℃挤出造粒，制备本发明所述的竹纤维改性聚丙烯。将此聚丙烯进行气味测试，结果见表2。
 
表2 实施例1-3与对比例1-3制备的改性聚丙烯材料在挤出时实验现象及其气味测试结果
  实验现象 气味测试
实施例1 顺利生产 无明显气味
对比例1 容易断条 无明显气味
实施例2 顺利生产 无明显气味
对比例2 模头易堵塞 无明显气味
实施例3 顺利生产 无明显气味
对比例3 顺利生产 有刺激性气味
可以看出，本发明通过添加适量的马来酸酐接枝聚丙烯及由硬脂酸和马来酸酐接枝聚丙烯蜡组成的润滑剂，可以较好地改善竹纤维与聚丙烯的相容性，避免了“容易断条”、“模头堵塞”等现象的发生，采用冷拉条切粒，不会出现断条现象，可以顺利生产。本发明通过添加遮味剂，还较好地解决了竹塑材料的气味问题。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种竹纤维改性聚丙烯材料，其特征在于，由以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯 100份
竹纤维 50-100份
马来酸酐接枝聚丙烯 25-50份
抗氧剂 1-2份
润滑剂 2-4份
遮味剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的竹纤维改性聚丙烯材料，其特征在于：所述竹纤维的含水率低于2%、细度不小于100目。
3.根据权利要求1所述的竹纤维改性聚丙烯材料，其特征在于：所述马来酸酐接枝聚丙烯与竹纤维的质量比为1：2。
4.根据权利要求1所述的竹纤维改性聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂由四（β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸）季戊四醇酯、三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯与硫代二丙酸双十八醇酯按照质量比为3：3：4复配而成。
5.根据权利要求1所述的竹纤维改性聚丙烯材料，其特征在于：所述润滑剂由硬脂酸和马来酸酐接枝聚丙烯蜡按照质量比1：1复配而成。
6.根据权利要求1所述的竹纤维改性聚丙烯材料，其特征在于：所述遮味剂为粉末吸附型遮味剂。
7.一种如权利要求1－6任一项所述的竹纤维改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按配比将聚丙烯、竹纤维、马来酸酐接枝聚丙烯 、抗氧剂、润滑剂、遮味剂置于高混机中，高速混合2-5min；
（2）将步骤（1）所得物料加入双螺杆挤出机中，在150-180℃挤出造粒，制得竹纤维改性聚丙烯材料。
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