專利名稱：一種高密度聚乙烯竹塑復合管材及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種復合管材，具體涉及是一種高密度聚乙烯竹塑復合管材及制備方法。
背景技術：
竹塑復合材料是以竹材和塑料為原料，加入偶聯劑等改性助劑，經過熱壓復合、熔融擠出等不同加工方式制成的一種新型材料。這種材料既能充分發揮各組分的優點，克服因竹材強度低、變異性大等造成的使用局限性，又能克服有機材料低彈性模量等使用缺陷。 并能改進材料的物理力學性能和加工性能，降低成本，并擴大其應用范圍，提高材料的附加值。目前已廣泛用于建筑領域的門窗、模板、地板、吊頂和屋面板，包裝領域的搬運墊板和托盤，交通領域的鐵路軌枕和高速公路的噪音隔板等。竹纖維價廉、易得且具有一定的強度，可作為增強劑來改進聚烯烴的力學性能并降低生產成本。另外，竹纖維作為天然可再生材料，具有生物降解性，是一種可減輕目前“白色污染”的新材料。現有技術中公開了 “竹材料的生產方法以及使用該方法制造的竹塑產品”，是將竹材加工成木粉，投入到混煉機中，加入活化劑，及UPVC或PVC以及各種助劑，再次混煉，造粒，成型，最后進行表面處理。但是現有技術由于容易吸水，極性也很強的特性使得其與塑料的相容性很差，加工技術要求較高，對竹塑材料的加工成型設備要求高。

發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種高密度聚乙烯竹塑復合管材及制備方法， 該制備方法工藝簡單，操作方便，且該高密度聚乙烯竹塑復合管材具有高模量、高強度、高尺寸穩定性等優良性能。為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是一種高密度聚乙烯竹塑復合管材，該竹塑復合管材原料組成配比包括
高密度聚乙烯
竹粉
增溶劑
填充劑
阻燃劑
潤滑劑
100 份， 30-50 份， 3-8 份， 5-15 份， 1-5 份， 1-5 份。 在本發明一個較佳實施例中，該竹塑復合材料原料組成配比包括
高密度聚乙烯
竹粉
增溶劑
填充劑
阻燃劑
100 份，
35-45 份， 3-5 份， 10-15 份， 2-3 份，
4潤滑劑2-3份。
在本發明ー個較佳實施例中，該竹塑復合材料原料組成配比包括
高密度聚乙烯100份，
竹粉40份，
增溶劑4份，
填充劑12份，
阻燃劑2. 5份，
潤滑劑2. 5份。在本發明一個較佳實施例中，所述的增溶劑為馬來酸改性聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種。在本發明一個較佳實施例中，所述的填充劑為針狀的硅灰石。在本發明一個較佳實施例中，所述的阻燃劑為硼酸鋅和氯化石蠟按照1 ；1質量比混合而成的粉末。在本發明一個較佳實施例中，所述的潤滑劑為石蠟、甘油或硬酯酸的一種或幾種。本發明還公開了一種高密度聚乙烯竹塑復合管材的制備方法，該方法包括如下步驟
(1)竹粉的預處理將竹屑粉碎成粒度小于1.2mm竹顆粒，然后將竹顆粒在防霉防蛀劑中浸漬4-6min，再將上述經過防霉防蛀處理后的竹顆粒烘干至含水率為2_4%，得干燥的竹顆粒，最后干燥的竹顆粒上噴灑防水劑，得處理后的竹顆粒，防水劑的用量是干燥的竹顆粒重量的0. 2-0. 5% ；
(2)按質量份數比將各組分投入高速混合機中初混3-5min，混合攪拌均勻，在雙螺桿擠出機中將經過初混的物料擠出造粒，溫度控制在200-210°C ；
(3)將已烘干的混合料投入到管材擠出機中，擠出得高密度聚乙烯竹塑復合管材。在本發明一個較佳實施例中，步驟(3)所述管材擠出機各段溫度為一段溫度為 95-100°C，二段溫度為175-180°C，三段溫度為180_185°C，四段溫度為195-200°C，主機轉速為 50r/mino本發明的有益效果是
1、本發明將竹粉與偶聯劑、增容劑等助劑及高密度聚乙烯和針狀的硅灰石進行共混， 然后經雙螺桿擠出造粒，利用造粒料擠出增強增剛的竹塑復合管材，該復合管材強度和剛性較純HDPE管材大幅提高，管材的的線性收縮率，拉伸強度等綜合性能均顯著提高。2、本發明擴大了竹塑復合管材的應用領域，可運用于有望用于市政埋地排水、排污等領域。3、提高廢棄竹粉資源的綜合利用率，降低因廢棄竹粉資源處理不當對環境造成的危害開辟了新途徑。
具體實施例方式一種高密度聚乙烯竹塑復合管材，該竹塑復合管材原料組成配比包括 高密度聚乙烯 100份，
竹粉30份-50份，增溶劑3-8份，
填充劑5-15份，
阻燃劑1-5份，
潤滑劑1-5份。其中，所述的增溶劑為馬來酸改性聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種；所述的填充劑為針狀的硅灰石；所述的阻燃劑為硼酸鋅和氯化石蠟按照 1 ；1質量比混合而成的粉末；所述的潤滑劑為石蠟、甘油或硬酯酸的一種或幾種。一種高密度聚乙烯竹塑復合管材的制備方法，該方法包括如下步驟
(1)竹粉的預處理將竹屑粉碎成粒度小于1.2mm竹顆粒，然后將竹顆粒在防霉防蛀劑中浸漬4-6min，再將上述經過防霉防蛀處理后的竹顆粒烘干至含水率為2_4%，得干燥的竹顆粒，最后干燥的竹顆粒上噴灑防水劑，得處理后的竹顆粒，防水劑的用量是干燥的竹顆粒重量的0. 2-0. 5% ；
(2)按質量份數比將各組分投入高速混合機中初混3-5min，混合攪拌均勻，在雙螺桿擠出機中將經過初混的物料擠出造粒，溫度控制在200-210°C ；
(3)將已烘干的混合料投入到管材擠出機中，擠出得高密度聚乙烯木塑復合管材制品。步驟(3)所述管材擠出機各段溫度為一段溫度為95-100°C，二段溫度為 175-180°C，三段溫度為180-185°C，四段溫度為195_200°C，主機轉速為50r/min。現在結優選實施例對本發明作進一步詳細的說明。實施例1
高密度聚乙烯100份、竹粉30份、馬來酸酐改性聚乙烯3份、針狀的硅灰石15份、硼酸鋅2. 5份、氯化石蠟2. 5份、石蠟5份。制作方法為將竹屑粉碎成粒度小于1. 2mm竹顆粒，然后將竹顆粒在防霉防蛀劑中浸漬4-6min，再將上述經過防霉防蛀處理后的竹顆粒烘干至含水率為2_4%，得干燥的竹顆粒，最后干燥的竹顆粒上噴灑防水劑，得處理后的竹顆粒，防水劑的用量是干燥的竹顆粒重量的0. 2-0. 5% ；按質量份數比將各組分投入高速混合機中初混3min，混合攪拌均勻，在雙螺桿擠出機中將經過初混的物料擠出造粒，溫度控制在200°C ；將已烘干的混合料投入到管材擠出機中，管材擠出機各段溫度為一段溫度為95°C，二段溫度為175°C，三段溫度為 180°C，四段溫度為195°C，主機轉速為50r/min。擠出得高密度聚乙烯竹塑復合管材制品1。實施例2
高密度聚乙烯100份、竹粉35份、乙烯-丙烯酸共聚物4份、針狀的硅灰石8份、硼酸鋅1份、氯化石蠟1份、甘油2份。制作方法為將竹屑粉碎成粒度小于1. 2mm竹顆粒，然后將竹顆粒在防霉防蛀劑中浸漬4-6min，再將上述經過防霉防蛀處理后的竹顆粒烘干至含水率為2_4%，得干燥的竹顆粒，最后干燥的竹顆粒上噴灑防水劑，得處理后的竹顆粒，防水劑的用量是干燥的竹顆粒重量的0. 2-0. 5% ；按質量份數比將各組分投入高速混合機中初混3-5min，混合攪拌均勻， 在雙螺桿擠出機中將經過初混的物料擠出造粒，溫度控制在200°C ；將已烘干的混合料投入到管材擠出機中，管材擠出機各段溫度為一段溫度為95°C，二段溫度為175°C，三段溫度為 180°C，四段溫度為195°C，主機轉速為50r/min。擠出得高密度聚乙烯竹塑復合管材制品2。實施例3高密度聚乙烯100份、竹粉40份、乙烯-丙烯酸共聚物4份、針狀的硅灰石12份、硼酸鋅1. 25份、氯化石蠟1. 25份、甘油2. 5份。制作方法為將竹屑粉碎成粒度小于1. 2mm竹顆粒，然后將竹顆粒在防霉防蛀劑中浸漬4-6min，再將上述經過防霉防蛀處理后的竹顆粒烘干至含水率為2_4%，得干燥的竹顆粒，最后干燥的竹顆粒上噴灑防水劑，得處理后的竹顆粒，防水劑的用量是干燥的竹顆粒重量的0. 2-0. 5% ；按質量份數比將各組分投入高速混合機中初混3-5min，混合攪拌均勻， 在雙螺桿擠出機中將經過初混的物料擠出造粒，溫度控制在210°C ；將已烘干的混合料投入到管材擠出機中，管材擠出機各段溫度為一段溫度為100°C，二段溫度為180°C，三段溫度為185°C，四段溫度為200°C，主機轉速為50r/min。擠出得高密度聚乙烯竹塑復合管材制品3。實施例4
高密度聚乙烯100份、竹粉50份、乙烯-丙烯酸共聚物8份、針狀的硅灰石5份、硼酸鋅0. 5份、氯化石蠟0. 5份、硬酯酸1份。制作方法為將竹屑粉碎成粒度小于1. 2mm竹顆粒，然后將竹顆粒在防霉防蛀劑中浸漬4-6min，再將上述經過防霉防蛀處理后的竹顆粒烘干至含水率為2_4%，得干燥的竹顆粒，最后干燥的竹顆粒上噴灑防水劑，得處理后的竹顆粒，防水劑的用量是干燥的竹顆粒重量的0. 2-0. 5% ；按質量份數比將各組分投入高速混合機中初混3-5min，混合攪拌均勻， 在雙螺桿擠出機中將經過初混的物料擠出造粒，溫度控制在210°C ；將已烘干的混合料投入到管材擠出機中，管材擠出機各段溫度為一段溫度為100°C，二段溫度為180°C，三段溫度為185°C，四段溫度為200°C，主機轉速為50r/min。擠出得高密度聚乙烯竹塑復合管材制品4。 表1為實施例1-4中高密度聚乙烯木塑復合管材制品的綜合物理性能
權利要求
1.一種高密度聚乙烯竹塑復合管材，其特征在于，該竹塑復合管材原料組成配比包括高密度聚乙烯 100份， 竹粉30-50份，增溶劑3-8份，填充劑5-15份，阻燃劑1-5份，潤滑劑1-5份。
2.根據權利要求1所述的高密度聚乙烯竹塑復合管材，其特征在于，該竹塑復合材料原料組成配比包括高密度聚乙烯 100份， 竹粉35-45份，增溶劑3-5份，填充劑10-15份，阻燃劑2-3份，潤滑劑2-3份。
3.根據權利要求2所述的高密度聚乙烯竹塑復合管材，其特征在于，該竹塑復合材料原料組成配比包括高密度聚乙烯 100份， 竹粉40份，增溶劑4份，填充劑12份，阻燃劑2. 5份，潤滑劑2. 5份。
4.根據權利要求1所述的高密度聚乙烯竹塑復合管材，其特征在于，所述的增溶劑為馬來酸改性聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種。
5.根據權利要求1所述的高密度聚乙烯竹塑復合管材，其特征在于，所述的填充劑為針狀的硅灰石。
6.根據權利要求1所述的高密度聚乙烯竹塑復合管材，其特征在于，所述的阻燃劑為硼酸鋅和氯化石蠟按照1 ；1質量比混合而成的粉末。
7.根據權利要求1所述的高密度聚乙烯竹塑復合管材，其特征在于，所述的潤滑劑為石蠟、甘油或硬酯酸的一種或幾種。
8.一種高密度聚乙烯竹塑復合管材的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟(1)竹粉的預處理將竹屑粉碎成粒度小于1.2mm竹顆粒，然后將竹顆粒在防霉防蛀劑中浸漬4-6min，再將上述經過防霉防蛀處理后的竹顆粒烘干至含水率為2_4%，得干燥的竹顆粒，最后干燥的竹顆粒上噴灑防水劑，得處理后的竹顆粒，防水劑的用量是干燥的竹顆粒重量的0. 2-0. 5% ；(2)按質量份數比將各組分投入高速混合機中初混3-5min，混合攪拌均勻，在雙螺桿擠出機中將經過初混的物料擠出造粒，溫度控制在200-210°C ；(3)將已烘干的混合料投入到管材擠出機中，擠出得高密度聚乙烯竹塑復合管材。
9.根據權利要求8所述的高密度聚乙烯竹塑復合管材，其特征在于，步驟(3)所述管材擠出機各段溫度為一段溫度為95-100°C，二段溫度為175-180°C，三段溫度為180_185°C， 四段溫度為195-200°C，主機轉速為50r/min。
全文摘要
本發明涉及一種高密度聚乙烯竹塑復合管材，該竹塑復合管材原料組成配比包括高密度聚乙烯100份、竹粉30-50份、增溶劑3-8份、填充劑5-15份、阻燃劑1-5份、潤滑劑1-5份。制備方法為先將竹粉進行預處理，再按質量份數比將各組分投入高速混合機中初混3-5min，混合攪拌均勻，在雙螺桿擠出機中將經過初混的物料擠出造粒，溫度控制在200-210℃；最后將已烘干的混合料投入到管材擠出機中，擠出得高密度聚乙烯竹塑復合管材。本發明工藝簡單，操作方便，且制得的材料具有高模量、高強度、高尺寸穩定性等優良性能。
文檔編號F16L9/12GK102382350SQ20111030253
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月9日 優先權日2011年10月9日
發明者顧惠忠 申請人:常熟市威騰進出口有限公司