一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料及制备方法技术

本发明专利技术公开一种反应挤出法改性聚烯烃‑木质素复合材料及其制备方法，该复合材料的组成以质量份数计为：聚烯烃100份，木质素40‑100份，引发剂0.01‑5份，反应单体0.01‑15份，润滑剂3‑10份，抗氧化剂0.1‑1份。该复合材料的制备方法包括：首先按照复合材料的组成进行配料，将上述组成按比例均匀混合，然后将共混物置于反应设备中反应，从而制得聚烯烃‑木质素复合材料。与现有技术相比，本发明专利技术可以有效增强聚烯烃‑木质素复合材料的相容性，赋予材料良好的性能，并且降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料及制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，尤其涉及到接枝改性、生物基材料复合材料制备方法，具体涉及一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚烯烃是一种常用的聚合物材料，聚烯烃具有相对密度小、耐化学药品性、耐水性好；良好的机械强度、电绝缘性等特点。可用于薄膜、管材、板材、各种成型制品、电线电缆等。在农业、包装、电子、电气、汽车、机械、日用杂品等方面有广泛的用途。但是聚烯烃不具有生物降解性，目前的处理手段有填埋处理、焚烧处理等方法，焚烧环境污染很大，填埋处理，不可以降解，特别是农用膜之类的影响植物呼吸，带来很多的隐患。木质素是以苯基丙烷为结构单元，通过碳－碳键和醚键高度交联的三维网状结构天然芳香族化合物。目前木质素是造纸业的副产物，目前对于木质素的应用十分有限，大部分经过焚烧处理，不仅造成资源浪费，而且产生很大的环境污染。基于此，聚烯烃-木质素复合材料，是一种环保的材料，不但可以减少生物资源的浪费和环境污染，还可以制备出性能好、环境友好的绿色材料，在世界各国大力倡导环保的氛围下，聚烯烃-木质素无疑是一种具有前途的高分子复合材料。木质素加入聚烯烃中能够增加聚烯烃的刚性，经过接枝改性后，韧性能够满足日常使用条件。由于木质素分子结构中含有羟基、甲氧基等基团，极性很强，而聚烯烃属于非极性物质，两者的极性差别大，相容性很差。木质素与聚烯烃共混时容易发生团聚，使制备的复合材料力学性能变差，影响工业应用。本专利技术提供了一种聚烯烃-木质素增加相容性的方法，制备出了性能良好的聚烯烃-木质素复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料及其制备方法，其操作简单，复合材料综合性能好。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料，按质量份数计算，该复合材料的组成和含量如下：为了进一步优化上述技术方案，本专利技术所采取的技术措施还包括：优选地，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯，以及聚丙烯衍生物和聚乙烯衍生物，其中聚丙烯衍生物为乙烯-丙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯无规共聚物，同时聚乙烯为低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，中密度聚乙烯等。优选地，所述木质素是分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香型高聚物，粒径为50-500目。优选地，所述引发剂为过氧化物类引发剂；更优选地，所述引发剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化异丙基苯、过氧化叔丁基苯甲酸酯、过氧化叔丁基二碳酸酯、叔丁基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化苯甲酰中的一种或几种。优选地，所述反应单体为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或者几种。优选地，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸铝、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或者几种优选地，所述抗氧剂为酚类抗氧剂，例如1010等酚类抗氧剂。另一方面，本专利技术还提供一种上述的反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料的制备方法，其包括如下步骤：步骤(1)先把100份的聚烯烃、40-100份的木质素按比例称量好，常温下混合均匀；步骤(2)将重量份数为0.01-5份的引发剂、重量份数为0.01-15份的反应单体、重量份数为3-10份的润滑剂、重量份数为0.1-1份的抗氧剂混合均匀，将该混合物与步骤(1)所得的聚乳酸/木质素混合物一起加入到反应设备内，在预定的反应温度下共混，从而制得聚烯烃-木质素复合材料。优选地，所述反应设备为密炼机、反应型挤出机中的至少一种，所述反应温度为130-190℃，其中所述密炼机的转子转速为50-200rpm，所述反应型挤出机的螺杆转速为100-600rpm。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：(1)本专利技术制备的聚烯烃-木质素复合材料综合力学性能好；(2)本专利技术与其他制备方法相比操作简单，效果好；(3)本专利技术将可生物降解的造纸副产品-木质素和常用塑料聚烯烃有机的结合起来，制造出半生物降解的塑料，既可以充分利用造纸副产品木质素，又可以提高聚烯烃的综合力学性能；(4)本专利技术在聚烯烃-木质素复合材料制备过程中完全不涉及溶剂的使用，所用的所有组分不需要进一步处理，直接通过搅拌机进行物理混合；(5)本专利技术通过密炼机或挤出机熔融共混制备聚烯烃-木质素复合材料，该方法完全具有工业化大规模生产的可能性。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料的制备方法，按质量份数计算，该复合材料的组成和含量如下：其中，木质素是分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香型高聚物，粒径为50-500目。上述配方按照下列步骤进行反应：步骤(1)先把聚乙烯和木质素按比例称量好，常温下混合均匀；步骤(2)将称量好的DCP、GMA、硬脂酸、1010混合均匀后，与聚乙烯和木质素混合物一起加入到反应型挤出机中，挤出机温度设定为150℃，螺杆转速为400RPM，挤出造粒，制得聚乙烯-木质素复合材料粒子。将上述复合材料粒子经注塑成型(注塑温度为130-180℃，注塑压力为40-80MPa，注塑速度为50-150mm/s，保压压力为40-50MPa，保压时间5S，冷却时间15S)制得标准测试样条，备用。实施例2一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料的制备方法，按质量份数计算，该复合材料的组成和含量如下：其中，木质素是分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香型高聚物，粒径为50-500目。上述配方按照下列步骤进行反应：步骤(1)先把聚乙烯和木质素按比例称量好，常温下混合均匀；步骤(2)将称量好的DCP、GMA、硬脂酸、1010混合均匀后，与聚乙烯和木质素混合物一起加入到反应型挤出机中，挤出机温度设定为190℃，螺杆转速为300RPM，挤出造粒，制得聚乙烯-木质素复合材料粒子。将上述复合材料粒子经注塑成型(注塑工艺同实施例1)制得标准测试样条，备用。实施例3一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料的制备方法，按质量份数计算，该复合材料的组成和含量如下：其中，木质素是分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香型高聚物，粒径为50-500目。上述配方按照下列步骤进行反应：步骤(1)先把聚乙烯和木质素按比例称量好，常温下混合均匀；步骤(2)将称量好的DCP、GMA、硬脂酸、1010混合均匀后，与聚乙烯和木质素混合物一起加入到反应型挤出机中，挤出机温度设定为160℃，螺杆转速为100RPM，挤出造粒，制得聚乙烯-木质素复合材料粒子。将上述复合材料粒子经注塑成型(注塑工艺同实施例1)制得标准测试样条，备用。实施例4一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料的制备方法，按质量份数计算，该复合材料的组成和含量如下：其中，木质素是分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香型高聚物，粒径为50-500目。上述配方按照下列步骤进行反应：步骤(1)先把聚乙烯和木质素按比例称量好，常温下混合均匀；步骤(2)将称量好的DCP、GMA、硬脂酸、1010混合均匀后，与聚乙烯和木质素混合物一起加入到反应型挤出机中，挤出机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应挤出法改性聚烯烃‑木质素复合材料，其特征在于，按质量份数计算，该复合材料的组成和含量如下：

【技术特征摘要】
1.一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料，其特征在于，按质量份数计算，该复合材料的组成和含量如下：2.根据权利要求1所述的一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料，其特征在于，所述木质素是分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香型高聚物，粒径为50-500目。3.根据权利要求1所述的一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料，其特征在于，所述引发剂为过氧化物类引发剂。4.根据权利要求1所述的一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料，其特征在于，所述引发剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化异丙基苯、过氧化叔丁基苯甲酸酯、过氧化叔丁基二碳酸酯、叔丁基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化苯甲酰中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料，其特征在于，所述反应单体为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或者几种。6.根据权利要求1所述的一种反应挤出法改性聚烯烃-木质素复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，侯立军，邵威，
申请(专利权)人：济宁明升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37