一种PP/ABS木塑复合板材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种PP/ABS木塑复合板材及其制备方法，该木塑复合板材由以下重量份的材料制备而成：木粉60-80份，PP/ABS复合材料20-40份，润滑剂1-3份。其制备方法包括：(1)制备PP/ABS复合材料；(2)制备PP/ABS木塑复合板材：将经氧化处理的PP/ABS复合材料、烘干后的木粉及润滑剂按比例置于高速混合机中混合再加入平行双螺杆挤出机中挤出塑化，再破碎加入锥形双螺杆挤出机挤出成型，制得PP/ABS木塑复合板材。本发明专利技术通过强氧化性液体处理来赋予塑料基体表面以极性来提高塑料和木料之间的相容性，避免了相容剂的使用，降低了成本，减少了对环境的损害。

【技术实现步骤摘要】
一种PP/ABS木塑复合板材及其制备方法
本专利技术属于高分子复合材料
，涉及一种PP/ABS木塑复合板材及其制备方法。
技术介绍
木塑复合材料(WPC)是以植物纤维(如木粉、竹粉、糠粉、秸秆粉等)和塑料(如PE、PP、PVC等)为主要原料，并加入适量添加剂，用挤出成型法或其它成型法制成的类似于木材特性的型材或异型材，其产品主要用作木材的替代品。其中PP-WPC具有一系列优点：硬度、模量较高，耐磨性能较好，热变形温度较高等，且吸水率低，不虫蛀，耐腐烛性优于木材，并可以像塑料一样回收利用，是一种优良的绿色环保材料。PP-WPC作为木材的替代品使用，要求其具有良好的木质感，这对于装饰材料很重要，提高PP-WPC中植物纤维的用量不仅能够显著改善材料的木质感，同时能够有效降低其生产成本。而用挤出成型法来制备植物纤维含量高且性能好的PP-WPC，还需要对现有的配方组和工艺进行改进，需要研究配方和工艺条件对PP-WPC力学性能的影响。现有技术中由于PE、PP等热塑性塑料具有明显的非极性，是一种典型的惰性材料，而作为填充物的木粉，主要成分为纤维素、半纤维素和抽取物，化学成分以多糖为主，分子中存在大量的羟基，有些羟基形成分子内氢键，使得木粉具有很强的极性，且加工时不容易分散。二者复合时，界面强度很差，大大削弱了材料的力学性能，尤其是冲击性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种PP/ABS木塑复合板材及其制备方法，该方法对PP/ABS复合材料进行氧化处理，改善塑料与木粉的界面相容性，制备得到机械强度高、成本低廉的木塑复合板材。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：提供一种PP/ABS木塑复合板材，所述木塑复合板材由以下重量份的材料制备而成：木粉60-80份，PP/ABS复合材料20-40份，润滑剂1-3份。按上述方案，所述润滑剂为石蜡。按上述方案，所述PP/ABS复合材料经过氧化处理而且包括以下重量含量的组分：PP树脂63-77份，ABS树脂23-37份，交联剂0.1-0.4份，助交联剂1-4份。按上述方案，所述PP/ABS复合材料氧化处理工艺为：60-70℃条件下，将PP/ABS复合材料置于硫酸-重铬酸钾混合液中浸泡10-15min，所述硫酸-重铬酸钾混合液由22.5重量份K2CrO7，187.5体积份浓H2SO4，84体积份H2O配制而成。优选的是，所述交联剂为过氧化二异丙苯。优选的是，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。本专利技术PP/ABS木塑复合板材的制备方法步骤如下：(1)制备PP/ABS复合材料：将制备PP/ABS复合材料的原材料放入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、造粒得到PP/ABS复合材料，制备PP/ABS复合材料的原材料各组分的重量配比为：PP树脂63-77份，ABS树脂23-37份，交联剂0.1-0.4份，助交联剂1-4份；(2)制备PP/ABS木塑复合板材：对步骤(1)所得PP/ABS复合材料进行氧化处理，并将木粉烘干至含水量<2wt％，按重量比例称取经氧化处理的PP/ABS复合材料20-40份、烘干后的木粉60-80份及润滑剂1-3份，置于高速混合机中混合，制得预混料，将预混料加入平行双螺杆挤出机中挤出塑化制得塑化料，再将塑化料破碎加入锥形双螺杆挤出机挤出成型，制得PP/ABS木塑复合板材。按上述方案，步骤(1)所述双螺杆挤出机各区的温度为：T1＝145-170℃，T2＝180-190℃，T3＝190-195℃，T4＝200℃，T模＝190-205℃。按上述方案，步骤(2)所述PP/ABS复合材料进行氧化处理工艺为：60-70℃条件下，将PP/ABS复合材料置于硫酸-重铬酸钾混合液中浸泡10-15min，所述硫酸-重铬酸钾混合液由22.5重量份K2CrO7，187.5体积份浓H2SO4，84体积份H2O配制而成。优选的是，步骤(2)所述烘干条件为105℃烘干12h。按上述方案，步骤(2)所述高速混合机的工作转速为900-1100转/分钟，混合时间为5min；所述锥形双螺杆挤出机挤出速度为0.6m/min，料筒温度分别设定175，180,182，181℃，模具温度设定为180℃。按上述方案，步骤(2)所述平行双螺杆挤出机各区的温度为：T1＝160-180℃，T2＝185-190℃，T3＝190-200℃，T4＝200℃，T模＝195-205℃。本专利技术的原理在于：ABS树脂是苯乙烯系列三元共聚物，它是由苯乙烯(St)和丙烯腈(AN)、丁二烯(Bd)三种单体接枝共聚而成的一种工程塑料。ABS是一种典型的橡胶增韧塑料体系，为二相结构，树脂相为连续相，橡胶相为分散相，构成所谓"海岛"结构，树脂相和橡胶相的界面是接枝层，这种结构使树脂的性能发生了明显的变化，尤其是冲击性能。ABS是无定形聚合物，无明显的熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例的不同，在160-190℃范围即具有充分的流动性，且热稳定性好，在约高于285℃时才出现分解现象，加工温度范围较宽，同时ABS存在腈键等极性基团，可与极性的植物纤维有较好的相容性，适合制备木塑复合材料。但同时ABS树脂冲击强度和拉伸强度低，用PP改性ABS，可以形成网络核相，实现这两种树脂的优势互补。本专利技术先制备PP/ABS复合材料，然后利用酸液对塑料(PP/ABS复合材料)表面分子进行强氧化处理,从而在其表面引入羧基、醛基、羰基等极性基团，进一步增强其与强极性材料木粉的相容性，最后采用挤出成型法制备PP/ABS木塑复合板材。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术采用强氧化性液体处理来赋予塑料树脂基体(PP/ABS复合材料)表面以极性来提高塑料和木料两相之间的界面相容性，在不影响木塑材料性能的前提下避免了相容剂的使用，降低了成本，减少了对环境的损害；2、本专利技术制成的PP/ABS木塑复合板材兼具PP基木塑复合材料和ABS基木塑复合材料的优点，具有良好的力学性能(弯曲强度可达46.6MPa；弯曲模量可达2644MPa；冲击强度可达13.9MJ/m-2；拉伸强度可达33MPa)，是一种质优价廉的木塑复合材料。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1称取63gPP树脂、27gABS树脂、0.1g交联剂(过氧化二异丙苯)、1g助交联剂(三烯丙基异氰脲酸酯)待用，所称取的PP树脂、ABS树脂要先置于鼓风烘箱中在80℃温度下干燥4h；将称取的PP树脂、ABS树脂、交联剂、助交联剂送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经水槽冷却，牵引到切粒机造粒得到PP/ABS复合材料，熔融挤出过程中双螺杆挤出机各区的温度为：T1＝145-170℃，T2＝180-190℃，T3＝190-195℃，T4＝200℃，T模＝190-205℃。取20g上述制备的PP/ABS复合材料在65℃温度下经硫酸-重铬酸钾混合液浸泡15min后，洗涤干燥。其中硫酸-重铬酸钾混合液组分为K2CrO722.5g，浓H2SO4187.5mL，H2O84mL。先将木粉在105℃烘干12h，至含水量<2wt％，然后称取80g干木粉、20g上述经处理后的PP/ABS复合材料、1g润滑剂(石蜡)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PP/ABS木塑复合板材，其特征在于，所述木塑复合板材由以下重量份的材料制备而成：木粉60‑80份，PP/ABS复合材料20‑40份，润滑剂1‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种PP/ABS木塑复合板材，其特征在于，所述木塑复合板材由以下重量份的材料制备而成：木粉60-80份，PP/ABS复合材料20-40份，润滑剂1-3份；所述PP/ABS复合材料经过氧化处理而且包括以下重量含量的组分：PP树脂63-77份，ABS树脂23-37份，交联剂0.1-0.4份，助交联剂1-4份；所述PP/ABS复合材料氧化处理工艺为：60-70℃条件下，将PP/ABS复合材料置于硫酸-重铬酸钾混合液中浸泡10-15min，所述硫酸-重铬酸钾混合液由22.5重量份K2Cr2O7，187.5体积份浓H2SO4，84体积份H2O配制而成，重量份与体积份的关系按g/mL计算。2.根据权利要求1所述的PP/ABS木塑复合板材，其特征在于所述润滑剂为石蜡。3.根据权利要求1所述的PP/ABS木塑复合板材，其特征在于所述交联剂为过氧化二异丙苯；所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。4.一种权利要求1-3任一所述的PP/ABS木塑复合板材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)制备PP/ABS复合材料：将制备PP/ABS复合材料的原材料放入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、造粒得到PP/ABS复合材料，制备PP/ABS复合材料的原材料各组分的重量配比为：PP树脂63-77份，ABS树脂23-37份，交联剂0.1-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：高山俊，詹孟宇，续云昊，沈春晖，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42