竹纤维增强复合绳线的生产工艺制造技术

本发明专利技术提供竹纤维增强复合绳线的生产工艺。所述竹纤维增强复合绳线是以等效直径为0.1～0.5mm天然竹纤维加捻成竹纤维绳线，然后浸、轧偶联剂溶液进行改性，再按生产目标产品进行浸、轧相应特性的树脂及功能性助剂。本发明专利技术的竹纤维增强复合绳线，可以用来制备竹纤维复合板材、型材、管材等，也可以作为竹纤维复合绳线直接使用或制成毡、布等竹纤维织物。本发明专利技术的竹纤维增强复合绳线的理论长度无限，解决了竹纤维复合材料特别是缠绕管材中竹纤维的搭接导致的竹纤维复合材料的不连续性，以及引起复合材料应力不均匀性等缺点。同时，对竹纤维复合绳线进行了偶联剂改性、树脂预覆增强，使竹纤维复合材料的生产工艺大大简化，减少了生产成本。

Production Technology of Bamboo Fiber Reinforced Composite Rope

【技术实现步骤摘要】
竹纤维增强复合绳线的生产工艺
本专利技术属于竹纤维及复合材料领域，具体涉及竹纤维增强复合绳线的生产工艺。
技术介绍
竹子具有强度高、质地坚硬、密度低、吸水膨胀率低、耐磨性好、不易变形等特点，利用物理机械方法从竹材中提取的天然竹纤维(也称竹原纤维)，具有稳定性好、防霉防虫蛀、质轻、比强度和比模量高等优良特性，属于可再生资源，具有可以自然降解、绿色环保的特性。近年来，天然竹纤维增强复合材料受到了格外的关注和重视，目前已成为新型材料领域研发的重点和热点。目前，制备竹纤维增强复合材料使用的天然竹纤维多为散乱状的短竹纤维，不能使天然竹纤维优良的力学性能的得到充分利用。如专利CN201710164549.8、CN201810166028.0、CN201820032413.1等都采用的是短竹纤维来制备复合材料。还有专利CN201410259842.9、CN201410319366.5、CN201410383421.7等是直接以竹篾作为增强体制备复合材料，由于竹篾存在长度有限、竹节处应力集中等缺陷，造成了现有竹缠绕材料的不连续性，导致复合材料存在应力不均匀等问题。同时，相比较于经过竹材开纤与脱胶处理得到的天然竹纤维，竹篾中木质素、果胶、灰分等非纤维素物质含量高，影响了竹篾与树脂间的界面结合，使复合材料力学性能较低，产品使用寿命较短。因此，针对现有的竹纤维增强复合材料存在的竹纤维长度短、存在应力集中、界面结合差等问题，开发出竹纤维增强复合绳线，充分发挥天然竹纤维自身的优良性能，并从抗弯抗撞击、刚度、拉伸强度以及避免开裂等方面均满足超大复合管材在加工制造和长期使用过程的质量要求，正成为本领域亟需解决的技术问题所在。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供竹纤维增强复合绳线的生产工艺，将散乱的天然竹纤维复合为有序、顺直的绳线，可以直接使用或制成毡、布等竹纤维织物，并充分发挥天然竹纤维比强度、比模量高等优良特性。同时，解决了传统竹纤维复合管材的应力不均匀性等问题，满足缠绕工艺在长度上可连续性的要求，得到性能优异的竹纤维复合材料，并减少了生产成本。本专利技术的技术方案如下：竹纤维增强复合绳线的生产工艺，包括以下步骤：步骤1、以等效直径为0.1～0.5mm天然竹纤维加捻成竹纤维绳线。步骤2、选Y-氨基丙基三乙基硅氧烷(KH550)、Y-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(KH560)、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(NDZ-201)中的一种或几种作偶联剂，按偶联剂5-20％、醇60-75％、水5-35％的质量分数配制成改性溶液。步骤3、对竹纤维绳线浸、轧改性溶液，竹纤维绳线与偶联剂改性溶液的质量比为1:10-1:20，浸渍时间为30-60min，使偶联剂与竹纤维充分反应，60～80℃烘干。步骤4、将热塑或热固性树脂调配成包覆液，树脂与醇的质量比为20:80-50:50。或者将树脂熔融，直接得到包覆液。步骤5、对改性后的竹纤维绳线浸、轧包覆液，60～80℃烘干、成卷。本专利技术的优点在于：本专利技术将天然竹纤维通过加捻制成竹纤维绳线，可以直接使用或制成毡、布等竹纤维织物，也可以得到了理论长度无限长的竹纤维增强复合绳线，解决了竹纤维复合材料特别是缠绕复合管材对竹纤维的搭接问题，使复合材料内部的应力分布均匀，提高了复合材料的力学性能。同时采用偶联剂对竹纤维绳线进行改性处理，解决了竹纤维与塑料基材间界面相容性差、粘结力差问题。同时，由于对竹纤维绳线进行了预覆增强，使竹纤维增强复合材料的生产过程大大简化，减少生产成本。具体实施方式实施例1步骤1、以等效直径为0.1mm天然竹纤维加捻成竹纤维绳线。步骤2、选择Y-氨基丙基三乙基硅氧烷(KH550)偶联剂，按偶联剂5％、乙醇70％、水25％的质量分数配制成改性溶液。步骤3、对竹纤维绳线浸、轧改性溶液，竹纤维绳线与偶联剂改性溶液的质量比为1:10，浸渍时间为30min，使偶联剂与竹纤维充分反应，80℃烘干。步骤4、将酚醛树脂与乙醇按30:70比例调配成包覆液。步骤5、对改性后的竹纤维绳线浸、轧包覆液，80℃烘干、成卷，即可得到竹纤维/酚醛树脂复合绳线。实施例2步骤1、以等效直径为0.2mm天然竹纤维加捻成竹纤维绳线。步骤2、选择Y-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(KH560)偶联剂，按偶联剂10％、乙醇75％、水15％的质量分数配制成改性溶液。步骤3、对竹纤维绳线浸、轧改性溶液，竹纤维绳线与偶联剂改性溶液的质量比为1:15，浸渍时间为45min，使偶联剂与竹纤维充分反应，80℃烘干。步骤4、170℃加热聚氯乙烯熔融，得到包覆液。步骤5、对改性后的竹纤维绳线浸、轧包覆液，80℃烘干、成卷，即可得到竹纤维/聚氯乙稀复合绳线。实施例3步骤1、以等效直径为0.5mm天然竹纤维加捻成竹纤维绳线。步骤2、选择异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(NDZ-201)，按偶联剂15％、乙醇60％、水25％的质量分数配制成改性溶液。步骤3、对竹纤维绳线浸、轧改性溶液，竹纤维绳线与偶联剂改性溶液的质量比为1:20，浸渍时间为60min，使偶联剂与竹纤维充分反应，80℃烘干。步骤4、175℃加热聚氯乙烯熔融，按聚氯乙烯重量的30％加入氮系阻燃剂并充分搅拌，即可得到包覆液。步骤5、对改性后的竹纤维绳线浸、轧包覆液，80℃烘干、成卷，即可得到阻燃竹纤维/聚氯乙稀复合绳线。本专利技术制备的竹纤维增强复合绳线既可直接使用或制成毡、布等竹纤维织物，也可作为生产竹纤维缠绕复合材料的原料。竹纤维增强复合绳线作为增强材料，既缩短了制作板材、型材、管材等竹纤维复合材料工艺流程，又提高了竹纤维复合材料的综合性能。虽然以上描述了本专利技术的具体实施方式，但是熟悉本
的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本专利技术的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本专利技术的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本专利技术的权利要求所保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.竹纤维增强复合绳线的生产工艺，其特征在于：所述竹纤维增强复合绳线是将等效直径为0.1～0.5mm的天然竹纤维加捻成竹纤维绳线，然后浸、轧偶联剂溶液，再按生产目标产品进行浸、轧相应特性的树脂及功能性助剂。

【技术特征摘要】
1.竹纤维增强复合绳线的生产工艺，其特征在于：所述竹纤维增强复合绳线是将等效直径为0.1～0.5mm的天然竹纤维加捻成竹纤维绳线，然后浸、轧偶联剂溶液，再按生产目标产品进行浸、轧相应特性的树脂及功能性助剂。2.根据权利要求1所述的竹纤维增强复合绳线的生产工艺，其特征在于：偶联剂选Y-氨基丙基三乙基硅氧烷(KH550)、Y-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(KH560)、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(NDZ-201)中的一种或几种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，彭建新，王春红，任子龙，鹿超，
申请(专利权)人：张毅，
类型：发明
国别省市：福建,35