竹纤维增强复合材料

竹纤维增强复合材料

本发明是关于一种新型复合材料—竹纤维增强塑料的提 出，并且涉及到这种复合材料在其它几种复合材料中的应 用，在我国其归为建材。

复合材料的种类很富哦，依其复合型式分类：(1)纤维增 强复合材料；(2)层合复合材料；(3)颗粒晶须增强复合材 料。该基体材料分类有木质体系，聚合物基体系，金属体系， 陶瓷体系，混凝土体系。其中以纤维增强塑料发展快，品种 多，应用广，用于增强的纤维有玻璃纤维碳纤维，合成纤维， 人造纤维，植物纤维，金属丝等。其中玻璃纤维占90％以上， 我国自五十年代就开展了对玻璃纤维增强塑料(即玻璃钢) 的研究，但由于玻璃纤维生产能耗高，产品对人体有影响， 价格贵，难于广泛应用。

层复合材料有纸塑铝复合、木塑复合和刚塑复合。

颗粒晶须增强复合材料有玻璃氮珠、氧化硅、碳晶须、石 墨、木粉、碳酸钙、氧化铝等。

利用竹材的复合材料有竹胶合板，但其吸滴，曾建强度低， 气密层，装饰性不佳，而克里增强复合材料不宜加工大型结 构件，限制了它的应用，可见上述增强塑料都有不足之处。

玻璃纤维的研究和使用的人很多，其应用范围也越来越 广，玻璃纤维现已开始应用于复合材料—混凝土、人造大理 石、人造板、沥青和石膏制品中，起增强纤维作用，使这些 复合材料都不同程度地提高了性能。

针对木材越来越短缺，钢材越来越紧密的状况，以我国资 源丰富的竹材做成竹塑复合材料替代木材和钢铁，这是本发 明的目的之一。

本发明的另一目的是在复合材料—混凝土、人造大理石、 人造板及石膏制品中使用竹纤维塑料复合材料骨架，提出一 系列竹塑复合材料增强混凝土、人造大理石、人造板、石膏 制品和沥青防水材料。

竹篾纤维坚韧、挺拔、拉力强、有弹性。耐冲击、耐磨损、 来源广、易加工、无霉害、无能耗、价格低，其不足之处是 吸水易潮、易霉烂、易虫蛀、易燃、耐候性差，而塑料正好 能补其之短，有耐水、耐腐蚀、粘接力强，装饰性及密封性 好的优点。将这两种材料取长补短，经人工“复合”，使其 保持各自的最佳性能，依各种产品要求，设计出合理结构型 式，选用不同的树酯，不同的成型工艺，生产出竹篾纤维增 强塑料系列产品，满足市场需要，增加社会财富，使我国复 合材料又添新秀。

本发明系采用各种竹材主茎加工竹篾丝(片)纤维，枝梢 下脚料加工成粉料，用于增强热固性、热塑性塑料，取纤维 增强塑料、层合复合、颗粒复合为一物，集装饰与结构材料 为一体。制造出轻质、高强、节能、价廉的竹塑复合材料及 各种板、管、箱、桶、池槽、容器、型材、杆件及模压件类 产品。

具体制造方法如下：取新鲜竹材打下枝梢，制成4～6公分 高片，泡入5％石灰水中20～30添，取出漂洗干净，去外皮， 加工成不同规格的竹丝或竹片，在沸水中煮2小时放进2％ 的粉水中浸泡2小时，再在5％醋酸溶液中浸泡1小时，取 出用清水漂洗干净，进烘室干燥，余下的枝梢下脚料加工成 120～200目状粉料，直接进烘干室干燥备用。

烘干后的竹片、篾丝、竹粉料要求含水量小于6％。可增 强尿醛、酚醛、三聚氰胺、呋喃、环氧、聚氨酯、不饱和聚 酯树脂等热固性塑料，也可增强聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯、热塑性聚酯、聚酰胺、ABS及其它混合改性类热 塑性塑料，在各种竹塑复合材料中，树脂含量须大于20％。

竹片编织成网状席用于增强各类板材。竹粉与树脂混合拌 后均匀地撒在浸过实质的饰面材料上，再铺放经双面浸树脂 竹席，叠放到设计层数或厚度，送热压机热压，如被增强的 塑料是粉料或片料，即一层粉料(或片料)，一层竹席叠铺， 热压工艺参数参照玻璃纤维增强同种塑料板材，也可加工成 罗纹钢状竹塑复合材料做骨架，将一定比例的竹粉、木屑、 稻壳、葵花子壳。棉杆短切料(长8～15mm)和树脂搅拌均 匀，用挤压成工艺成型“高聚物混凝土”各种大规模方板及 型板等。举一个各组所占比例的例子：5％竹粉，10％锯木屑， 15％稻壳，20％葵花子壳(或花生壳)，20％绵杆短切料(长 8～15mm)，30％树脂。

本发明提出的竹纤维增强塑料既是材料，又是结构，又是 产品，与竹胶合板相比，防潮，耐腐蚀，不虫蚀，装饰性， 耐候性，物理性能均好，竹材利用率高，与玻璃钢相比，原 材料来源广，节能，刚性优于玻璃钢，价格只有玻璃钢的一 般，在成型人造大理石、石膏制品、混凝土、沥青防水材料 和人造板中，已有用玻璃纤维增强，压竹塑复合材料代替玻 璃纤维，再造增强的人造大理石、石膏制品、混凝土、沥青 防水材料和人造板是竹塑复合材料的良好使用例子。

下面是生产增强的人造大理石、石膏制品、混凝土、沥青 防水材料和人造板的具体方法：

将毫米的竹丝编织成网状，浸渍环氧或不饱和或聚酯树脂后，在成型人造大理石、石膏制品时，放在里面做骨架增强。

将加工成厚5～8毫米，款、宽10～16毫米，长度依设计要 求的竹片，经环氧树脂粘合车管杆材，浸渍二次后，用抗碱 玻璃纤维纱浸环氧改性酚醛树脂，缠绕成罗纹钢状竹筋复合 材料，代替钢筋，扎成骨架，增强混凝土。

将加工成0.5毫米，宽10毫米的竹片编织成宽1.1米， 长80～100米卷席代替纸、玻璃纤维、依照生产油毡工艺， 制造出增强沥青防水材料。

用高精度旋切机将竹材旋切成厚0.5～1.5毫米薄片，铺平 浸树脂，照生产胶合板方法制造出层压住宿班，夹心竹纤复 塑面板。用单面浸树脂贴面人造板，使人造板各种性能大大 提高，美观耐用。

将竹丝加工成毫米，长10～50毫米短切纤维，加20％竹粉，20％锯木屑，方树脂后模压成各种模压件。

竹塑复合材料应用于各种复合材料汇总，为我国建材领域 开创了一条新路，与现有建材相比，它具有原料来源广，成 本低，加工容易，性能优良的突出优点。竹塑复合材料科利 用我国大量积压的竹材，使我国目前木材、钢材、塑料原料 短缺的现状有所缓和，竹子生长适应地广，成材快，与塑料 “复合”后，形成竹塑复合材料，更能避短扬长，甲乙充分 利用，是代钢代木的新材料。