一种集装箱底板用耐磨高强度竹塑复合材料制造技术

本发明专利技术公开一种集装箱底板用耐磨高强度竹塑复合材料，涉及人造板材技术领域。本发明专利技术公开的集装箱底板用耐磨高强度竹塑复合材料，是由以下原料组成：改性竹粉、聚乙烯树脂、热塑性聚氨酯弹性体、超高分子量聚硅氧烷分散液、相容剂、交联剂、抗氧剂、润滑剂和耐老化剂；改性竹粉是通过碱处理竹粉，然后加入氧化铝粉末、海藻酸钠、聚氧乙烯烷基胺和含氢硅油进行改性制得的。本发明专利技术提供的耐磨高强度竹塑复合材料，具有优异的抗冲击性、韧性和耐环境开裂性能，还具有优异的防水性、阻燃性、耐腐蚀性和耐老化性，提高了竹材的利用率，具有较长的使用寿命，降低了生产成本，减少了环境污染。减少了环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种集装箱底板用耐磨高强度竹塑复合材料


[0001]本专利技术属于人造板材
，尤其涉及一种集装箱底板用耐磨高强度竹塑复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]集装箱是一种具有一定强度、刚度和规格专供周转使用的大型装货容器。在海运中，集装箱运输成为当今世界范围内最广泛的运输方式，其需求量以及集装箱的质量也是日益发展，因此集装箱底板领域得到了快速的更新换代。集装箱底板是众多结构用板材中需求量最大的板材之一，不仅要求有极高的强度、刚度和较好的耐久性，还需要进行特殊的化学防虫处理，有较高的技术难度以及质量要求，传统的底板是采用单一锯切单板制造，并且要求板材的气干密度达到0.62～0.82g/cm2，并随着自然资源日渐不足且集装箱用量的持续增长，各国已开始寻求其它材料代替木材制作集装箱底板。
[0003]目前，集装箱底板的材料主要有以下几种：一是金属底板，一般选用钢材作为基材，具有韧性高、抗冲击性强、耐腐蚀、耐老化等优点，但是自身重量大，运输成本高，且难以对货物固定；二是塑料复合底板，来源于高分子复合材料(HDPE、CARIL、Tiber底板等)，有较高的强度、韧性、耐腐蚀耐老化等综合性能优异，但是其制造成本较高，生产复杂，短期内难以推广使用；三是竹材底板，主要是全竹胶合板和竹木胶合板，具有成本低廉、抗弯强度高、耐老化、耐腐蚀等优点，但是铺装过程中衔接部分难以控制，影响胶合强度及机械强度，从而导致底板质量不稳定；四是速生经济林树材底板，资源丰富，环保，成本较低，但是速生树材的力学性能很差，需要对其进行预处理，以提高单板本身的机械性能，具有较好的潜力，是现有研究人员的研究热点之一。
[0004]竹塑复合材料是一种新型结构的材料，具有质轻、抗腐蚀、耐高温、抗老化、易降解等一系列的优点，且有助于提高竹子的利用价值，降低塑料的使用量以及减少环境污染，具有极大的开发利用前景。但是，将竹塑复合材料应用于集装箱底板仍面临较大的技术难题，其中主要是的竹纤维与塑料之间的兼容性问题，无法满足高强度的集装箱底板的要求，而且集装箱底板在装运货物的过程中，难免发生碰撞、摩擦等，则需要竹塑复合材料有较优的韧性、耐环境开裂性、抗冲击性和防滑耐磨性能，这也是现有竹塑复合材料所不能达到的。本专利技术的技术人员针对现有的问题，开发出一种高耐磨、高强度的竹塑复合材料，以满足现有集装箱底板的需求，降低生产成本，保护环境。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种集装箱底板用的耐磨高强度竹塑复合材料，具有优异的抗冲击性、韧性和耐环境开裂性能，还具有优异的防水性、阻燃性、耐腐蚀性和耐老化性，提高了竹材的利用率，具有较长的使用寿命，降低了生产成本，减少了环境污染。
[0006]为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种集装箱底板用的耐磨高强度竹塑复合材料，是由以下质量份数的原料组成：改性竹粉50
‑
60份、聚乙烯树脂20
‑
30份、热塑性聚氨
酯弹性体10
‑
20份、超高分子量聚硅氧烷分散液3
‑
5份、相容剂5
‑
8份、交联剂3
‑
6份、抗氧剂1
‑
3份、润滑剂1
‑
3份和耐老化剂1
‑
2份；
[0007]所述聚乙烯树脂是由超高分子量聚乙烯和LLDPE以1：(2
‑
3)的质量比混合而成；
[0008]所述改性竹粉的制备方法包括以下步骤：
[0009]S1.将竹粉加入到盛有8wt％的NaOH溶液的反应釜中，升温至75
‑
85℃，搅拌30min，然后加入氧化铝粉末和海藻酸钠，降温至50
‑
60℃，搅拌1
‑
2h，冷却至室温，得预处理混合物；
[0010]S2.将上述预处理混合物用稀酸调节pH值至5
‑
6，然后加入聚氧乙烯烷基胺和含氢硅油，升温至50℃，搅拌2h，经抽滤、洗涤、烘干，研磨过400目筛网，制得改性竹粉。
[0011]进一步的，所述竹粉是采用毛竹制备而成的粉末，所述竹粉颗粒过500目筛网，所述竹粉的含水量小于10％。
[0012]进一步的，所述NaOH溶液与所述竹粉的质量比为(8
‑
10)：1，所述氧化铝粉末与所述竹粉的质量比为(0.05
‑
0.07)：1，所述海藻酸钠与所述竹粉的质量比为(0.03
‑
0.05)：1，所述聚氧乙烯烷基胺与所述竹粉的质量比为(0.04
‑
0.06)：1，所述含氢硅油与所述竹粉的质量比为(0.05
‑
0.08)：1。
[0013]进一步的，所述相容剂为PE
‑
g
‑
MAH或EVA
‑
g
‑
MAH中的任意一种。
[0014]进一步的，所述交联剂为苯乙烯/丙烯酸接枝恶唑啉。
[0015]进一步的，所述抗氧剂为亚磷酸三丁酯、亚磷酸三苯酯、酸性亚磷酸十二烷基酯、亚磷酸酯或磷酸胺中的任意一种。
[0016]进一步的，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺或聚乙烯蜡中的任意两种及以上。优选的是，润滑剂为硬脂酸钙和乙撑双硬脂酰胺的混合物。
[0017]进一步的，所述耐老化剂是由炭黑和防老剂264以质量比为2：1的比例组成。
[0018]本专利技术还提供了一种集装箱底板用耐磨高强度竹塑复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0019](1)将聚乙烯树脂、热塑性聚氨酯弹性体和交联剂混合，于100℃下搅拌3min，然后加入改性竹粉和超高分子量聚硅氧烷分散液，搅拌20min，得预备混合物；
[0020](2)将上述预备混合物、抗氧剂、相容剂、润滑剂、耐老化剂依次加入到高速混料机中混合30min，混合温度为120
‑
130℃，然后直接通入双螺杆挤出机中挤出造粒，其中，挤出机温度为150
‑
190℃，螺杆转速为40
‑
50r/min，即得耐磨高强度竹塑复合材料。
[0021]本专利技术取得了以下有益效果：
[0022]1、本专利技术的竹塑复合材料是以改性竹粉、聚乙烯树脂和热塑性聚氨酯弹性体为基体，在抗刮耐磨助剂、相容剂、交联剂、抗氧剂等的作用下制得的，该竹塑复合材料中的改性竹粉与聚乙烯树脂和热塑性聚氨酯弹性体之间具有较好的界面结合力，界面粘结性较强，从而提高了竹塑复合材料的抗拉强度和抗弯强度，并具有较好的韧性和抗冲击能力；热塑性聚氨酯弹性的加入，提高了竹塑复合材料的耐磨性、韧性、抗冲击性和耐环境开裂性；超高分子量聚硅氧烷分散液的加入，显著提高了本专利技术抗刮耐磨性，并且还提高了本专利技术的强度和抗冲击强度；相容剂的加入，使各组分官能团之间进行反应，增加了纤维、树脂、弹性体等之间的界面粘结性，提高了竹塑复合材料的力学强度和耐环境开裂性；抗氧剂的加入，不仅提高了竹塑复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集装箱底板用耐磨高强度竹塑复合材料，其特征在于，是由以下质量份数的原料组成：改性竹粉50
‑
60份、聚乙烯树脂20
‑
30份、热塑性聚氨酯弹性体10
‑
20份、超高分子量聚硅氧烷分散液3
‑
5份、相容剂5
‑
8份、交联剂3
‑
6份、抗氧剂1
‑
3份、润滑剂1
‑
3份和耐老化剂1
‑
2份；所述聚乙烯树脂是由超高分子量聚乙烯和LLDPE以1：(2
‑
3)的质量比混合而成；所述改性竹粉的制备方法包括以下步骤：S1.将竹粉加入到盛有8wt％的NaOH溶液的反应釜中，升温至75
‑
85℃，搅拌30min，然后加入氧化铝粉末和海藻酸钠，降温至50
‑
60℃，搅拌1
‑
2h，冷却至室温，得预处理混合物；S2.将上述预处理混合物用稀酸调节pH值至5
‑
6，然后加入聚氧乙烯烷基胺和含氢硅油，升温至50℃，搅拌2h，经抽滤、洗涤、烘干，研磨过400目筛网，制得改性竹粉。2.根据权利要求1所述的集装箱底板用耐磨高强度竹塑复合材料，其特征在于，所述竹粉是采用毛竹制备而成的粉末，所述竹粉颗粒过500目筛网，所述竹粉的含水量小于10％。3.根据权利要求1所述的集装箱底板用耐磨高强度竹塑复合材料，其特征在于，所述NaOH溶液与所述竹粉的质量比为(8
‑
10)：1，所述氧化铝粉末与所述竹粉的质量比为(0.05
‑
0.07)：1，所述海藻酸钠与所述竹粉的质量比为(0.03
‑
0.05)：1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，胡立明，蒋胜，
申请(专利权)人：益阳桃花江竹业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：