CN107353501A - 一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料及其制备方法，其特征在于，硅酸酯在酸性条件下会发生水解和聚合，形成凝胶，加入小麦秸秆和竹粉后，会对其进行包裹，最终干燥后形成将气凝胶，一方面增加了目标材料的抗压强度、抗裂强度，使材料的憎水性提升，另一方面促进了小麦秸秆和竹粉的分散程度，并且包裹后，减少竹纤维、小麦秸秆分解，改善其与塑料基体的亲和性及流动性；气凝胶质轻，坚固耐用，导热率低，绝缘能力强，可以显著的提高复合材料的保温性能，阻燃性能，延长使用寿命，使复合材料能更好的应用到门窗材料领域。

Description

一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种门窗材料，具体涉及一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料及其制备方法。
背景技术
我国是农业生产大国，农作物稻秆的年产量在2009年己将近7亿吨，其中小麦结秆和稻秸秆约占40%-60%。古往今来，我国的农作物结秆主要用于农村喂养牲畜、生火做饭等，农村经济发展越来越快，然而稻秆利用率却大大降低，大量稻秆在农田里焚烧，火光和浓烟严重污染了空气环境，甚至给民用航空带来影响。稻秆如何处理是我国面临的重大资源利用问题，因此开展稻秆的综合利用工作也是我国施行可持续发展战略的重要举措。稻秆是一种宝贵资源，也是天然高分子材料，来源丰富，价格低廉、密度低、可循环利用，具有良好的降解性。秸秆资源的综合利用对能耗的降低以及自然资源的充分利用具有重要意义。
付菁菁在《麦秸秆-粉煤灰-PP发泡复合保温材料制备及性能研究》中，利用小麦秸秆、粉煤灰和聚丙烯制备了一种保温材料，但是其保温性能，阻燃性能和绝缘能力都有待进一步提高。
发明内容
基于以上思考，本发明旨在提供一种竹纤维、小麦秸秆与基体的亲和性及流动性较好、阻燃、质轻的门窗材料，及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案实现：
一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a. 将10-20份竹粉在100-120℃条件下干燥6-10h，至绝干；将10-20重量份小麦秸秆自然晾干后剪成适宜长度，然后投入粉碎机中粉碎，再倒入振动筛中，过筛，取粒度≥40目的小麦秸秆粉备用；
b. 将20-30份硅酸酯、20-40份水、3-5份十六烷基三甲基溴化铵和20-30份乙醇混合，用盐酸调溶液pH至1.5-2.0，在反应温度40-60℃下进行水解反应5-30min，得到溶胶；向其中加入步骤a所得物、10-30份氨水，搅拌均匀后静置8-12h，得到湿凝胶，乙醇洗涤、干燥、粉碎；
c. 将步骤b所得物、50-70份等规聚丙烯、3-5份硬脂酸一起加入到高速混合机中，混合8-12min，制得预混料；将预混料放入转矩流变仪中密练10-15min后，卸料粉碎，加入10-20份发泡剂AC1601和2-5份硬脂酸锌，搅拌均匀，经注塑机注塑成型。
所述的一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，步骤b所述盐酸的浓度为0.5-1mol/L。
所述的一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，步骤b所述氨水的浓度为0.5-2mol/L。
所述的一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，步骤c所述转矩流变仪温度为160-220℃，转速为30-50 r•min-1。
本发明的有益效果是：硅酸酯在酸性条件下会发生水解和聚合，形成凝胶，加入小麦秸秆和竹粉后，会对其进行包裹，最终干燥后形成将气凝胶，一方面增加了目标材料的抗压强度、抗裂强度，使材料的憎水性提升，另一方面促进了小麦秸秆和竹粉的分散程度，并且包裹后，减少竹纤维、小麦秸秆分解，改善其与塑料基体的亲和性及流动性；气凝胶质轻，坚固耐用，导热率低，绝缘能力强，可以显著的提高复合材料的保温性能，阻燃性能，延长使用寿命，使复合材料能更好的应用到门窗材料领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述。
实施例
一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a. 将20份竹粉在120℃条件下干燥10h，至绝干；将20重量份小麦秸秆自然晾干后剪成适宜长度，然后投入粉碎机中粉碎，再倒入振动筛中，过筛，取粒度≥40目的小麦秸秆粉备用；
b. 将30份硅酸酯、40份水、5份十六烷基三甲基溴化铵和30份乙醇混合，用盐酸调溶液pH至2.0，在反应温度60℃下进行水解反应30min，得到溶胶；向其中加入步骤a所得物、30份氨水，搅拌均匀后静置12h，得到湿凝胶，乙醇洗涤、干燥、粉碎；
c. 将步骤b所得物、70份等规聚丙烯、5份硬脂酸一起加入到高速混合机中，混合12min，制得预混料；将预混料放入转矩流变仪中密练15min后，卸料粉碎，加入20份发泡剂AC1601和5份硬脂酸锌，搅拌均匀，经注塑机注塑成型。
所述的一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，步骤b所述盐酸的浓度为1mol/L。
所述的一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，步骤b所述氨水的浓度为2mol/L。
所述的一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，步骤c所述转矩流变仪温度为220℃，转速为50 r•min-1。

Claims (4)

1.一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a. 将10-20份竹粉在100-120℃条件下干燥6-10h，至绝干；将10-20重量份小麦秸秆自然晾干后剪成适宜长度，然后投入粉碎机中粉碎，再倒入振动筛中，过筛，取粒度≥40目的小麦秸秆粉备用；
b. 将20-30份硅酸酯、20-40份水、3-5份十六烷基三甲基溴化铵和20-30份乙醇混合，用盐酸调溶液pH至1.5-2.0，在反应温度40-60℃下进行水解反应5-30min，得到溶胶；向其中加入步骤a所得物、10-30份氨水，搅拌均匀后静置8-12h，得到湿凝胶，乙醇洗涤、干燥、粉碎；
c. 将步骤b所得物、50-70份等规聚丙烯、3-5份硬脂酸一起加入到高速混合机中，混合8-12min，制得预混料；将预混料放入转矩流变仪中密练10-15min后，卸料粉碎，加入10-20份发泡剂AC1601和2-5份硬脂酸锌，搅拌均匀，经注塑机注塑成型。
2.根据权利要求1所述的一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，步骤b所述盐酸的浓度为0.5-1mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，步骤b所述氨水的浓度为0.5-2mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种轻质耐用的竹塑复合门窗材料的制备方法，其特征在于，步骤c所述转矩流变仪温度为160-220℃，转速为30-50 r•min-1。
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