一种抗老化木塑复合材料及光稳定剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗老化木塑复合材料及光稳定剂的制备方法。该木塑复合材料由以下原料重量组分制备得到：聚氯乙烯100份，剑麻纤维20-40份，热稳定剂1-5份，润滑剂1-8份，抗氧剂0.5-2份，增塑剂6-10份，由化学简式P(HAPBT-co-MTMP-co-AEG-cp-OA)表示的光稳定剂0.5-5份。该木塑复合材料因特殊光稳定剂的加入很好地提高了材料的耐老化效果，并且材料具有较好的物理力学性能和加工性，进一步拓宽了木塑复合材料的应用领域，不仅可以应用到室内一些木质材料方面也适合于建筑装饰、交通运输、市政、园林等户外材料的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种抗老化木塑复合材料及光稳定剂的制备方法
本专利技术涉及一种复合材料，更具体来说，本专利技术涉及一种抗老化木塑复合材料及光稳定剂的制备方法。
技术介绍
木塑复合材料因具有耐用、寿命长，有类似木质材料的外观，密度低，比木材尺寸稳定性好，不会产生裂缝、翘曲、无木材节疤、斜纹、容易成型等优异特性已经广泛应用到建筑、室内外各种铺板、物流方面的各种托盘、园林里一些桌椅、装饰产品等各个方面。近年来随着大气污染的加剧以及石油资源日渐匮乏，采用天然植物纤维与塑料基体以及废旧塑料制成性能优异的木塑复合材料成为工业界和科学界普遍关注的问题，进一步推动了木塑复合材料的发展，木塑复合材料的应用范围也不断扩大。木塑复合材料在室外使用时，将不可避免地受到热、光、氧、微生物等作用而发生老化，导致材料降解、变色和力学性能下降等，从而影响材料的外观美感和使用性能，其中紫外光对木塑复合材料的老化降解起着至关重要的作用。木塑材料的老化失效问题已成为限制木塑复合材料进一步发展和应用的关键问题。解决方法是可以在木塑复合材料的表面涂覆一层保护膜，但是对于表面涂层不可避免的存在涂层的剥落等问题，而选择合适的稳定剂、改性剂、紫外光吸收剂等可以更好的抑制木塑复合材料的老化。木塑复合材料因同时含有植物纤维与塑料基体，致使木塑复合材料的老化机理十分复杂，目前对木塑复合材料老化性能方面专利有如中国专利CN101708617A以木粉、塑料粒子、马来酸酐、硬脂酸盐、抗氧剂、紫外线吸收剂等组合制备成耐老化木塑复合材料板，专利所用紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，是目前传统常用的一类二苯甲酮紫外线吸收剂，一般材料优良的耐老化性能来源于所添加的助剂光稳定剂与抗氧剂等作用，该专利未突出耐老化效果。中国专利CN103483846A公开了一种由木粉、聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、耐老化剂、增韧剂、填料、润滑剂组成的耐老化抗脆冷聚丙烯基木塑复合材料，但所用耐老化剂为抗氧剂与UV-531构成，所以光稳定剂存在分子量低加工过程易分解等不足。中国专利CN104031399公开了一种由麦秸秆、聚丙烯、脱模剂、抗老化剂组成，所用抗老化剂选用UV327，也是材料中常用的光稳定剂，同样存在分子量低易分解等不足；中国专利CN104231430A公开了一种抗污耐老化木塑材料的制备方法及制品，以PP、木粉基体原料与纳米炭黑光稳定剂以及其他助剂构成，所用纳米炭黑存在难以分散等不足。中国专利CN104356545A公开了一种高耐候性PVC木塑复合材料及其制备方法，以PVC与锯末粉为主要原料，然后与复合助剂及苯并三氮唑光稳定剂构成，存在长期使用光稳定效果不好的不足。
技术实现思路
作为各种广泛且细致的研究和实验结果，本专利技术的专利技术人已经发现，在木塑复合材料中含有特定的光稳定剂时，所述光稳定剂的相应基团和分子链具有双重防御光老化的功能，并且还能促进其他成分结合，进一步提高所述木塑复合材料的稳定性。基于这种发现，完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的就是提供一种具有防御光老化的光稳定剂。本专利技术还有一个目的就是利用特定的光稳定剂解决木塑复合材料的老化问题，使得在复合材料中加入合适量的复合型高分子光稳定剂，通过吸收紫外光和扑捉光降解引发的自由基来达到光稳定化作用，另外该光稳定剂具有特殊的分子结构不仅具有光稳定效果，还可以起到偶联剂的作用，使剑麻纤维与塑料基体结合更好，从而起到更好的光稳定化作用，这样的木塑复合材料具有较好的物理力学性能和加工性，进一步拓宽了木塑复合材料的应用领域。为了实现根据本专利技术的这些目的和其他优点，提供了一种抗老化木塑复合材料及光稳定剂的制备方法。该木塑复合材料由以下原料重量组分制备得到：聚氯乙烯：100份，剑麻纤维：20-40份，热稳定剂：0-5份，润滑剂：1-8份，抗氧剂：0.5-2份，增塑剂：6-10份，由下面显示的[结构式]表示的光稳定剂：0.5-5份，[结构式]其中，a，b，c，d为随机的正整数。优选的是，聚氯乙烯用聚丙烯或聚乙烯中的一种替换。优选的是，剑麻纤维是偶联剂改性处理的剑麻纤维。其中，剑麻纤维改性处理包括以下步骤：步骤1.将剑麻纤维剪成2～6mm长度的短纤维，用2-4％NaOH水溶液浸泡30-40分钟，洗涤至中性后烘干备用；步骤2.将95％乙醇溶液，冰醋酸和硅烷偶联剂KH-550按质量比为93-100∶5∶2配制混合液，然后将上述经过碱处理干燥后的剑麻投入其中浸泡1-2小时，即得改性的剑麻纤维。优选的是，热稳定剂为钙锌复合稳定剂，润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡中的一种或两种，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种，抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076中的一种或两种。根据本专利技术，木塑复合材料也可以由以下原料重量组分制备得到：聚丙烯：100份，剑麻纤维：20-40份，润滑剂：1-8份，抗氧剂：0.5-2份，增塑剂：6-10份，由下面显示的[结构式]表示的光稳定剂：0.5-5份，[结构式]其中，a，b，c，d为随机的正整数。根据本专利技术，木塑复合材料还可以由以下原料重量组分制备得到：聚乙烯：100份，剑麻纤维：20-40份，润滑剂：1-8份，抗氧剂：0.5-2份，增塑剂：6-10份，由下面显示的[结构式]表示的光稳定剂：0.5-5份，[结构式]其中，a，b，c，d为随机的正整数。上述所用的光稳定剂可以通过以下方法合成：将2-(2′-羟基4′-丙烯酸酯基苯基)苯并三氮唑、甲基丙烯酸哌啶醇酯、丙烯酸十八醇酯和聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯四种单体按1-5∶1-9∶1-7∶1-8摩尔比加入到装有搅拌、冷凝装置的反应容器中，以偶氮二异丁腈为引发剂，加入量为单体总质量的1％-3％(wt)，以甲苯为溶剂，加入量为单体总质量的2-4倍，并通氮气保护，在70-85℃下反应12-24小时，得到不同分子量聚合产物，产物用石油醚沉淀，得到橙黄色脆性的梳状复合型苯并三唑类固体，即得到所述光稳定剂。优选的是，在通氮气保护后，在反应过程中分批加入分子量调节剂3-巯基丙酸，加入量为单体总质量的1％-7％。优选的是，所述光稳定剂为梳状复合型苯并三唑类高分子聚合物，其包含4-100000个由下列式表示的单元：[式]本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术加添的光稳定剂是梳状复合型苯并三唑类，其分子链中有自由基捕捉基团受阻胺成分以及紫外光吸收功能的苯并三唑基团，同时还含有亲水分子长链与亲油分子链，该光稳定剂具有双重防御光老化功能，另外亲水与亲油分子链并存还可以在木塑复合材料中起到偶联的作用，使剑麻纤维与PVC基体结合得更好，进一步提高了防御紫外光老化性能，该光稳定剂含有聚乙二醇分子链，有一定的润滑作用，提高了木塑复合材料的加工性能。而日常生活中的紫外光是引起材料老化褪色的主要原因，本专利技术在复合材料中加入合适的复合型高分子光稳定剂，通过吸收紫外光和捕捉光降解引发的自由基来达到光稳定化作用，另外该光稳定剂具有特殊的分子结构不仅具有光稳定效果，而且起到偶联剂的作用，使剑麻纤维与塑料基体及其他原料成分结合得更好，获得较好的物理力学性能和加工性的木塑复合材料，从而拓宽了木塑复合材料的应用领域。本专利技术的其他优点、目标和特征将部分通过下面的说明体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗老化木塑复合材料，其特征在于，所述木塑复合材料由以下原料重量组分制备得到：聚氯乙烯：100份，剑麻纤维：20‑40份，热稳定剂：1‑5份，润滑剂：1‑8份，抗氧剂：0.5‑2份，增塑剂：6‑10份，由下面显示的[结构式]表示的光稳定剂：0.5‑5份，[结构式]其中，a，b，c，d为随机的正整数。

【技术特征摘要】
1.一种抗老化木塑复合材料，其特征在于，所述木塑复合材料由以下原料重量组分制备得到：聚氯乙烯：100份，剑麻纤维：20-40份，热稳定剂：1-5份，润滑剂：1-8份，抗氧剂：0.5-2份，增塑剂：6-10份，由下面显示的[结构式]表示的光稳定剂：0.5-5份，[结构式]其中，a，b，c，d，n为随机的正整数。2.根据权利要求1所述的抗老化木塑复合材料，其特征在于，所述剑麻纤维是偶联剂改性处理的剑麻纤维。3.根据权利要求1或2所述的抗老化木塑复合材料，其特征在于，所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂，所述润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡中的一种或两种，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076中的一种或两种。4.一种抗老化木塑复合材料，其特征在于，所述木塑复合材料由以下原料重量组分制备得到：聚丙烯：100份，剑麻纤维：20-40份，润滑剂：1-8份，抗氧剂：0.5-2份，增塑剂：6-10份，由下面显示的[结构式]表示的光稳定剂：0.5-5份，[结构式]其中，a，b，c，d，n为随机的正整数。5.一种抗老化木塑复合材料，其特征在于，所述木塑复合材料由以下原...

【专利技术属性】
技术研发人员：于淑娟，韦德麟，陆树文，陈宽，
申请(专利权)人：广西师范学院，
类型：发明
国别省市：广西;45