一種增韌型改性木塑復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】一種增韌型改性木塑復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于,由以下重量份數(shù)的原料組成：改性纖維、聚丙烯40?60份、聚氯乙烯30?40份、POE彈性體6?10份，納米碳酸鈣3?5份，硅烷偶聯(lián)劑5?20份、主抗氧化劑，潤滑劑4?6份，相容劑5?10份。本發(fā)明是通過改性木質(zhì)纖維，以合適的長徑比加入木塑配料中，同時(shí)加入納米材料和彈性體，制備出增韌型木塑復(fù)合材料。本發(fā)明所制備的木塑復(fù)合材料具有良好的綜合力學(xué)性能。
【專利說明】
一種増韌型改性木塑復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供一種增韌型改性木塑復(fù)合材料的制備方法，涉及復(fù)合材料的制備，特別涉及一種增韌型改性木塑復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]木塑材料是利用木粉或塑料粉末混合擠壓成型的，具有良好的力學(xué)性能，可減少聚合物的使用，減少了環(huán)境污染，同時(shí)可降低板材生產(chǎn)降低成本。木塑復(fù)合材料結(jié)合了木質(zhì)纖維材料與聚合物的優(yōu)點(diǎn)，具有表面硬度高、尺寸穩(wěn)定性、耐水性、耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，但木塑材料是一種離散的短纖維結(jié)構(gòu)，其韌性很差，在受強(qiáng)力沖擊時(shí)，容易脆斷斷成兩段或多段。另外，木粉表面具有很多的羥基、羧基等極性基團(tuán)，與表面具有非極性基團(tuán)的疏水性聚合物不能很好的融合，造成木粉和聚合物基體兩相之間的界面結(jié)合性能較差，導(dǎo)致制成的木塑復(fù)合材料具有較差的韌性和力學(xué)強(qiáng)度。
[0003]木塑復(fù)合材料的增韌方法有四種，(I)增加聚合物基體的韌性，(2)通過使用偶聯(lián)劑、界面相容劑等，(3)改善填料與聚合物之間的界面相容性優(yōu)化填料的性能，如填料的含量、顆粒的大小以及分散性，(4)增大填料的長徑比。
[0004]本發(fā)明綜合增韌木塑復(fù)合材料的方法主要從增加聚合物基體的韌性以及增大填料的長徑比兩個(gè)方面入手，以期達(dá)到增韌的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種增韌型改性木塑復(fù)合材料的制備方法，其主要內(nèi)容是改性木質(zhì)纖維，以合適的長徑比加入木塑配料中，同時(shí)加入納米材料和彈性體，制備增韌型木塑復(fù)合材料。
[0006]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下方案:
[0007]—種增韌型改性木塑復(fù)合材料，其特點(diǎn)在于，由以下重量份數(shù)的原料組成:改性纖維、聚丙烯40-60份、聚氯乙烯30-40份、POE彈性體6-10份，納米碳酸鈣3-5份，硅烷偶聯(lián)劑5-20份、主抗氧化劑，潤滑劑4-6份，相容劑5-10份。
[0008]作為優(yōu)選，所述改性纖維由木粉和竹纖維組成，按重量份木粉占160-230份，竹纖維占6-10份。
[0009]作為優(yōu)選，所述改性纖維制備方法為，將木粉或竹纖維放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到110°C時(shí)分兩次加入2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的木粉和竹纖維。
[0010]作為優(yōu)選所述木粉為粒徑大小為15μηι( 150)，含水率1%。
[0011 ] 作為優(yōu)選，所述竹纖維長徑比16，平均長度為0.8mm。
[0012]作為優(yōu)選，所述納米碳酸鈣的處理方法與改性木粉制備方法相同，將納米碳酸鈣放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到110°C時(shí)分兩次加入2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的納米CaC03。
[0013]作為優(yōu)選，所述POE彈性體是一種飽和的乙烯一辛烯共聚物。
[0014]作為優(yōu)選，所述硅烷偶聯(lián)劑為MH550硅烷偶聯(lián)劑。
[0015]作為優(yōu)選，所述抗氧化劑為抗氧化劑1010和抗氧化劑168以1:3重量比混合而得。
[0016]作為優(yōu)選，所述相容劑為馬來酸醉接枝相容劑(PP-g-MAH)。
[0017]作為優(yōu)選，所述潤滑劑為石蠟油。
[0018]一種增韌型改性木塑復(fù)合材料制備方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行:
[0019]I)將木粉和竹纖維按照一定的配合比例放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到110°C時(shí)分兩次加入占木粉和竹纖維總重2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的木粉和竹纖維。
[°02°] 2)將納米碳酸|丐放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到110°c時(shí)分兩次加入2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的納米CaCO3。
[0021]3)按重量份數(shù)稱取原料，改性纖維166-240份、聚丙烯40-60份、聚氯乙烯30-40份、POE彈性體6-10份，納米碳酸鈣3-5份，硅烷偶聯(lián)劑5-20份、主抗氧化劑2份，潤滑劑4_6份，相容劑5-10份。
[0022]4)再將3)中原料投入高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌lh，得到混合物料。
[0023]5)然后將4)中經(jīng)混合的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，擠出溫度為160 0C，擠出轉(zhuǎn)速為200r/min。
[0024]6)最后將5)中經(jīng)擠出造粒的物質(zhì)置于模具中，進(jìn)行注塑成型，即得所需木塑復(fù)合材料。
[0025]本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明所制備的木塑復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度為10.2-12.5KJ/m2，具有良好的沖擊韌性。其拉伸強(qiáng)度也較大，為30-35Mpa，說明本發(fā)明所制備的木塑復(fù)合材料具有良好的綜合力學(xué)性能。
[0026]以下通過【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步解釋說明。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例1
[0028]—種增韌型改性木塑復(fù)合材料，由以下重量份數(shù)的原料組成:改性纖維、聚丙烯40-60份、聚氯乙烯30-40份、POE彈性體6-10份，納米碳酸鈣3-5份，硅烷偶聯(lián)劑5-20份、主抗氧化劑，潤滑劑4-6份，相容劑5-10份。
[0029]作為優(yōu)選，所述改性纖維由木粉和竹纖維組成，按重量份木粉占160-230份，竹纖維占6-10份。
[0030]所述木粉為粒徑大小為15μπι( 150)，含水率I %。
[0031 ] 所述竹纖維長徑比16，平均長度為0.8mm。
[0032]所述POE彈性體是一種飽和的乙烯一辛烯共聚物。
[0033]所述硅烷偶聯(lián)劑為MH550硅烷偶聯(lián)劑。
[0034]所述抗氧化劑為抗氧化劑1010和抗氧化劑168以1:3重量比混合而得。
[0035]所述相容劑為馬來酸醉接枝相容劑(PP-g-MAH)。
[0036]所述潤滑劑為石蠟油。
[0037]實(shí)施例2—種實(shí)施例1增韌型改性木塑復(fù)合材料的制備方法
[0038]I)將木粉和竹纖維按質(zhì)量160:6的比例放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到110°C時(shí)分兩次加入占木粉和竹纖維總質(zhì)量2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑(每次1%)，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的木粉和竹纖維。
[0039]2)將納米碳酸|丐放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到110°C時(shí)分兩次加入占納米碳酸鈣重量2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑(每次1%)，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的納米CaC03。
[0040]3)按重量份數(shù)稱取原料，改性纖維166份、聚丙烯40份、聚氯乙烯30份、POE彈性體6份，納米碳酸鈣3份，硅烷偶聯(lián)劑5-20份、主抗氧化劑2份，潤滑劑4份，相容劑5份。
[0041 ] 4)再將3)中原料投入高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌lh，得到混合物料。[0042 ] 5)然后將4)中經(jīng)混合的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。雙螺桿擠出機(jī)中的各個(gè)區(qū)域的設(shè)定溫度為第一區(qū)域?yàn)?80°C，第二區(qū)域?yàn)?90°C，第三區(qū)域?yàn)?10°C，第四區(qū)域?yàn)?90 °C，擠出溫度為160 °C，擠出轉(zhuǎn)速為200r/min。(上海金瑋擠出機(jī)械制造有限公司SJZ65/132木塑擠出機(jī))
[0043]6)最后將5)中經(jīng)擠出造粒的物質(zhì)置于模具中，進(jìn)行注塑成型，即得所需木塑復(fù)合材料。
[0044]力學(xué)性能測試:沖擊強(qiáng)度11.2KJ/m2，拉伸強(qiáng)度35.6Mpa。
[0045]實(shí)施例3:—種實(shí)施例1增韌型改性木塑復(fù)合材料的制備方法
[0046]I)將木粉和竹纖維按質(zhì)量230:10的比例放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到110°C時(shí)分兩次加入占木粉和竹纖維總質(zhì)量2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑(每次1%)，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的木粉和竹纖維。
[0047]2)將納米碳酸I丐放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到110°C時(shí)分兩次加入占納米碳酸鈣重量2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑(每次1%)，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的納米CaC03。
[0048]3)按重量份數(shù)稱取原料，改性纖維240份、聚丙烯60份、聚氯乙烯40份、POE彈性體1份，納米碳酸鈣5份，硅烷偶聯(lián)劑5份、主抗氧化劑2份，潤滑劑6份，相容劑1份。
[0049]4)再將3)中原料投入高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌lh，得到混合物料。
[0050]5)然后將4)中經(jīng)混合的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。雙螺桿擠出機(jī)中的各個(gè)區(qū)域的設(shè)定溫度為第一區(qū)域?yàn)?80°C，第二區(qū)域?yàn)?90°C，第三區(qū)域?yàn)?10°C，第四區(qū)域?yàn)?90°C，擠出溫度為160°C，擠出轉(zhuǎn)速為200r/min。
[0051]6)最后將5)中經(jīng)擠出造粒的物質(zhì)置于模具中，進(jìn)行注塑成型，即得所需木塑復(fù)合材料。
[0052]力學(xué)性能測試:沖擊強(qiáng)度12.5KJ/m2，拉伸強(qiáng)度30.8Mpa。
[0053]以上實(shí)施例中，若無特別說明，其組分均為市購現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品。
[0054]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0055]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種增韌型改性木塑復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量份數(shù)的原料組成:改性纖維、聚丙烯40-60份、聚氯乙烯30-40份、POE彈性體6-10份，納米碳酸鈣3-5份，硅烷偶聯(lián)劑5-20份、主抗氧化劑，潤滑劑4-6份，相容劑5-10份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增韌型改性木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述改性纖維由木粉和竹纖維組成，按重量份木粉占160-230份，竹纖維占6-10份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增韌型改性木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述改性纖維制備方法為:將木粉和竹纖維放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到IlOtC時(shí)分兩次加入占纖維重量2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的木粉或竹纖維。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增韌型改性木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述木粉為粒徑大小為15μηι，含水率1%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增韌型改性木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述竹纖維長徑比16，平均長度為0.8mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增韌型改性木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述納米碳酸鈣為經(jīng)鋁酸醋活化的納米CaCO3,具體處理方法為:將納米碳酸鈣放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到110°C時(shí)分兩次加入2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的納米CaC〇3 ο7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增韌型改性木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧化劑為抗氧化劑11和抗氧化劑168以1:3重量比混合而得。8.一種增韌型改性木塑復(fù)合材料制備方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行: 1)將木粉或竹纖維放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到IlOtC時(shí)分兩次加入占木粉或竹纖維總重量2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的木粉和竹纖維； 2)將納米碳酸|丐放入到高速混合機(jī)中，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下高速1min攪拌，待溫度升高到110°C時(shí)分兩次加入2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑，兩次加入的時(shí)間間隔為5min，然后再攪拌處理5min，取出，得到經(jīng)鋁酸醋活化的納米CaCO3 ； 3)按重量份數(shù)稱取原料，，改性纖維166-240份、聚丙烯40-60份、聚氯乙烯30-40份、POE彈性體6-10份，納米碳酸鈣3-5份，硅烷偶聯(lián)劑5-20份、主抗氧化劑2份，潤滑劑4_6份，相容劑5-10份。 4)再將3)中原料投入高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌lh，得到混合物料； 5)然后將4)中經(jīng)混合的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒;擠出溫度為160°C，擠出轉(zhuǎn)速為200r/min。 6)最后將5)中經(jīng)擠出造粒的物質(zhì)置于模具中，進(jìn)行注塑成型，即得所需木塑復(fù)合材料。
【文檔編號】C08L27/06GK105924999SQ201610533505
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月7日
【發(fā)明人】方曉鐘, 肖磊, 馬巖, 姚紅焱, 高威威, 李豐奎, 賈紅瀅
【申請人】安徽國風(fēng)木塑科技有限公司