纳米竹纤维、纳米竹纤维树脂复合生态木及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米竹纤维、纳米竹纤维树脂复合生态木及其制备方法，属于复合材料制造技术领域。本发明专利技术的纳米竹纤维树脂复合生态木由包括如下成分的原料制成：竹纤维和树脂粉，所述竹纤维在原料中的质量百分为65‑75％；所述树脂粉为聚氯乙烯、丙烯酸共聚物中的至少一种。本发明专利技术的纳米竹纤维由竹片经过煮浸、脱水、木聚糖去除处理、软化处理、研磨得到，所述软化处理是采用过氧化氢溶液浸泡处理，所述木聚糖去除处理是采用碳酸氢钠溶液浸泡处理。本发明专利技术的纳米竹纤维树脂复合生态木力学性能好，绿色环保，应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
纳米竹纤维、纳米竹纤维树脂复合生态木及其制备方法
本专利技术涉及一种纳米竹纤维、纳米竹纤维树脂复合生态木及其制备方法，属于复合材料制造

技术介绍
木塑复合材料具有突出的性能和较低的成本，在许多领域都得到了广泛应用。目前，木塑复合材料大部分是以PE、PP等高分子与木粉复配来制备，但是PE和PP的防火性能差，使得这种木塑复合材料的应用范围受到限制，因此，在许多改进的工艺中，都采用耐火性能好的树脂或加入较多阻燃剂来提高复合材料的防火性能。而且，当前制造的木塑复合材料中，大部分都是以木粉与树脂复合，或者采用木粉与竹粉的混合物与树脂复合，由于木质纤维的成分复杂，木质纤维与树脂复合时，对工艺的要求较高，制得的复合材料的力学性能也有待提升。如果仅采用竹粉与树脂复合制备出一种复合材料，则可以大大提高复合材料的性能，还能够降低工艺要求。如申请公布号为CN108892892A的中国专利技术专利公开了一种相变竹木纤维板材，该相变竹木纤维板材的配方如下：PVC树脂为45-50份，800目的重钙粉为20-30份，1250目的轻钙粉为20-30份，80-100目的木粉10-50份，发泡调节剂4-6份，稳定剂2-4份，黄发泡剂为1-3份，10-30℃恒温相变材料PCM为0.35-3.5份，硬脂酸18010.2-0.5份，小管磨粉料20-25份。其中，木粉可以为紫竹粉。在木粉为紫竹粉时，可以充分发挥竹纤维的特点，使制得的竹木纤维板的性能大大提升。但是，该竹木纤维板材中竹粉的添加量较少，树脂的添加量较多，力学性能仍然较差，而且制得的材料握钉性能差，在用作装饰材料时，适用范围容易受限。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种纳米竹纤维树脂复合生态木，其生产成本低，力学性能好。本专利技术的另一个目的是提供一种纳米竹纤维，其纤维纯度高，与树脂粉的结合能力好。本专利技术的另一个目的是提供一种纳米竹纤维树脂复合生态木的制备方法，该方法简单易操作，制得的纳米竹纤维树脂复合生态木表面耐冷热性能好。为了实现上述第一个目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种纳米竹纤维树脂复合生态木，由包括如下成分的原料制成：竹纤维和树脂粉，所述竹纤维在原料中的质量百分为60-75％；所述树脂粉为聚氯乙烯、丙烯酸共聚物中的至少一种。通过上述方案，纳米竹纤维树脂复合生态木的制备原料中，竹纤维的量非常大，其质量分数达到65-75％，这样使得树脂粉在原料中比例大大降低，在经过加工后制得的生态木中，大量的竹纤维相互交错分布，加入的树脂粉均匀地分布在竹纤维的交联空间内，在加工时经过高温处理后，树脂能够将竹纤维联结固定，使最终制成的生态木的握钉力和静曲强度非常高，大大提高了生态木的力学性能。竹纤维比例的提高，也使得生态木的成本大大降低。本专利技术进一步优选为：所述竹纤维由竹片经过煮浸、脱水、木聚糖去除处理、软化处理、研磨得到，所述软化处理是采用过氧化氢溶液浸泡处理，所述木聚糖去除处理是采用碳酸氢钠溶液浸泡处理。通过上述方案，采用过氧化氢(H2O2，hydrogenperoxide)溶液将竹纤维浸泡后，除了能够将竹纤维进行漂白外，还能够使竹纤维的纤维束分解，解离为更细的纤维，这些更细的纤维具有更高的软化程度，达到了个体纤维的软化状态，同时还保持了竹纤维组织的原始韧性。处理后的软化竹纤维在于树脂在挤出融合时，能够大大提高其与树脂的交联程度，而且还不会降低竹纤维的力学性能。柔软的纤维可以随着树脂的温度变化逐渐提高均质的比例，充分的交联还可以提高成品的美观度，由于处理后的竹纤维的含水量交底(不超过3％)，在充分的交联状态下不会产生气泡，能够降低产品的瑕疵。由于竹纤维制备时经过了煮浸，在煮浸过程中，竹材中的木聚糖会发生部分溶解、变性并沉积在竹纤维表面，在脱水时也很难除去，会影响后续加工过程中与树脂的结合。将竹纤维采用碱液浸泡，碱液可以采用碳酸氢钠(NaHCO3，食用苏打，sodiumbicarbonate)，碱液能够除去竹纤维表面沉积的木聚糖，同时也不会使竹纤维分解，去除木聚糖后，竹纤维在真空、高压、高温的状态下，最大化地与树脂交联，去除木聚糖后，还增大了竹纤维的比表面积，分子间的电子能够与树脂产生更高的交换和平衡，融合状态提高到最高点，最大化地形成均质材料，尽可能地提高竹纤维的融合比例，降低材料的配方成本，提高制得的板材的力学性能。还可以使成品的外观更接近实际的木质感。本专利技术进一步优选为：所述树脂粉在原料中的质量分数为18-22％。通过上述方案，树脂粉在原料中所占的比例较低，能够保证与竹纤维充分交联，还能够进一步降低生产成本。本专利技术进一步优选为：所述竹纤维在原料中的质量百分比为60-70％，优选为70％。通过上述方案，对竹纤维的比例进行了进一步优化，使竹纤维与树脂粉及其他原料进行更加合理的搭配，从整体上进一步提高生态木的力学性能。本专利技术进一步优选为：所述原料还包括如下质量百分比的成分：纳米级轻钙2-3％、纳米级重钙2-3％、偶联剂1-1.5％、脱模剂2-2.5份、硅微粉1-2％、阻燃剂0.5-1％。通过上述方案，轻钙、重钙、硅微粉的加入能够改善产品的密度和刚度，同时还有利于提高产品的防火性能，阻燃剂的加入能够使产品的阻燃性能达到更高的级别。偶联剂的加入能够使在高分子的材料分子表面的电子通过偶联剂的作用将纤维素和轻质钙表面的电子能均衡，使高分子和纤维及其他原料充分结合，提高产品微观力学的结合，使产品强度增高。脱模剂的加入使得产品制备时，脱模更加顺畅，得到表面质量更高的产品。本专利技术进一步优选为：所述纳米级轻钙的粒度为1100-1300目，纳米级重钙的粒度为1000-1200。通过上述方案，轻钙和重钙的粒径均非常小，能够使轻钙和重钙颗粒均匀地分布在竹纤维的空隙中，更好地起到填充加强作用。为了实现上述第二个目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种纳米竹纤维，所述纳米竹纤维由竹片经过煮浸、脱水、木聚糖去除处理、软化处理、研磨得到，所述软化处理是采用过氧化氢溶液浸泡处理，所述木聚糖去除处理是采用碳酸氢钠溶液浸泡处理。通过上述方案，采用过氧化氢溶液将竹纤维浸泡并研磨后，竹纤维具有更高的软化程度，同时还保持了竹纤维组织的原始韧性。将竹纤维采用碱液浸泡后，能够除去竹纤维表面沉积的木聚糖，促进竹纤维在后续加工过程中与树脂的交联程度。为了实现上述第三个目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种上述的纳米竹纤维树脂复合生态木的制备方法，包括如下步骤：将竹纤维与树脂粉、纳米级轻钙、纳米级重钙、偶联剂、脱模剂、硅微粉、阻燃剂混合均匀，造粒，挤压成型，脱模，即得。通过上述方案，由于上述竹纤维经过木聚糖去除处理、软化，与树脂的交联结合能力大大提高，再与树脂及相关辅料混合，通过挤压成型制成生态木成品，可以得到竹纤维含量高，树脂含量低的产品，提高了生态木的力学性能，还降低了生产成本。该工艺制得的生态木产品还具有良好的表面质量，表面耐冷热性能好。本专利技术进一步优选为：所述挤出步骤采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米竹纤维树脂复合生态木，其特征在于，由包括如下成分的原料制成：竹纤维和树脂粉，所述竹纤维在原料中的质量百分为60-75％；所述树脂粉为聚氯乙烯、丙烯酸共聚物中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米竹纤维树脂复合生态木，其特征在于，由包括如下成分的原料制成：竹纤维和树脂粉，所述竹纤维在原料中的质量百分为60-75％；所述树脂粉为聚氯乙烯、丙烯酸共聚物中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的纳米竹纤维树脂复合生态木，其特征在于，所述竹纤维由竹片经过煮浸、脱水、木聚糖去除处理、软化处理、研磨得到，所述软化处理是采用过氧化氢溶液浸泡处理，所述木聚糖去除处理是采用碳酸氢钠溶液浸泡处理。


3.根据权利要求1或2所述的纳米竹纤维树脂复合生态木，其特征在于，所述树脂粉在原料中的质量分数为18-22％。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的纳米竹纤维树脂复合生态木，其特征在于，所述竹纤维在原料中的质量百分比为60-70％，优选为70％。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的纳米竹纤维树脂复合生态木，其特征在于，所述原料还包括如下质量百分比的成分：纳米级轻钙2-3％、纳米级重钙2-3％、偶联剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：金明，刘秀明，丛森，
申请(专利权)人：北京普罗国际投资有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11