[发明专利]一种竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法，具体包括以下原料及重量份数：聚乳酸60～80份、滑石粉10～30份、改性竹纤维3～15份、增韧剂2～15份、偶联剂0.1～0.3份、抗氧剂0.1～0.3份、辅助抗氧剂0.2～0.6份、润滑剂0.2～0.5份、成核剂0.2～1份、抗浮纤剂0.1～0.3份和抗水解剂0.5～3份。本发明的复合材料通过对竹纤维进行改性和热处理，使用偶联剂对竹纤维和滑石粉进行处理，并按照一定的拌料顺序、适合的挤出工艺参数，解决了竹纤维/聚乳酸复合材料产品表面粗糙、有银丝、局部有黑点、聚乳酸与竹纤维相容性不好的问题。

技术领域

本发明属于高分子材料改性领域，具体涉及一种竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

目前，由于不可降解塑料所造成的白色污染越来越严重，人们正在逐步的努力使用一些可降解的塑料来代替一些不可降解的塑料，其中，聚乳酸就是当前可降解材料中的主要材料之一，它具有可再生性和完全可降解性，而且对人体完全无害，在一次性餐具和食品包装方面，有着广泛的应用前景。

竹纤维因其低廉的价格，被广泛的应用于与聚合物的复合。而在众多的竹纤维与聚合物的复合材料当中，聚乳酸在许多性质上，完全可以代替一些石油原料生产出来聚合物，比如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）等，因此聚乳酸／竹纤维复合材料是一种极具市场开发前景的环境友好型材料。

但是在聚乳酸和竹纤维的复合过程中仍然存在很多问题，例如，竹纤维在聚乳酸树脂中不易分散、两者的相容性不好、竹纤维在加工过程中发生碳化等等。由此导致最终得到产品的外观粗糙、有银丝、表面有黑点、耐热性差、韧性差等问题。

发明内容

本发明针对竹纤维/聚乳酸复合材料存在的以上问题，提供了一种竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法。

本发明的目的是制备一种表面光滑无银丝、无黑点、具有良好的耐热性、耐水解性的竹纤维/聚乳酸复合材料。

本发明的另一个目的是所制备的竹纤维/聚乳酸复合材料能够在餐具、儿童玩具、日用品上得到很好的应用。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

按重量份数计包括以下原料：聚乳酸60～80份、滑石粉10～30份、改性竹纤维3～15份、增韧剂2～15份、偶联剂0.1～0.3份、抗氧剂0.1～0.3份、辅助抗氧剂0.2～0.6份、润滑剂0.2～0.5份、成核剂0.2～1份、抗浮纤剂0.1～0.3份和抗水解剂0.5～3份；

所述改性竹纤维的制备步骤为：

（1）将竹纤维用氢氧化钠溶液和水交替洗涤，洗涤后干燥；

（2）将干燥后竹纤维加入聚乙二醇溶液中，并加入液体石蜡，升温至100～120℃，机械搅拌20～30min，搅拌后加入十六烷基硫酸钠，以800～1000r/min转速搅拌得混合液；

（3）向混合液中加入柠檬酸，搅拌反应1～3h，反应后离心分离，收集沉淀物，用无水乙醇洗涤后干燥，即可得到改性竹纤维。

所述聚乳酸为注塑级树脂，熔点在190～220℃。

所述滑石粉粒径为2～4微米，所述竹纤维的目数为20～200目。

所述增韧剂选自为丁二醇酯聚合物，其中优选为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯或聚己二酸-1,4-丁二醇酯中的一种或多种。

所述偶联剂为硅烷类偶联剂，其中优选硅烷类偶联剂KH-550、硅烷类偶联剂KH-560中的一种或者两种。

所述抗氧剂为酚类抗氧剂，所述辅助抗氧剂为亚磷酸盐。

所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。