一种聚丙烯塑木及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚丙烯塑木及其制备方法，所述聚丙烯塑木的原料由以下重量份数组分构成：聚丙烯100份、木粉50‑60份、硅烷偶联剂4‑6份、钛酸酯偶联剂2‑3份、聚乙二醇1‑2份、分散剂1.5‑3份、硬脂酸钙0.1‑0.3份和邻苯二甲酸二辛酯0.3‑0.5份，所述硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的质量比为2：1。本发明专利技术所提供的聚丙烯塑木，木粉添加量大、加工助剂用量低，效果好，能在较低用量下，即可改善木塑复合材料的分散性、相容性和加工流动性，且加工过程中无有毒气体逸出，提高了生产安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种聚丙烯塑木及其制备方法。
技术介绍
木塑复合材料(WFPC)的原料来源丰富，成本低廉，不仅可使用废旧塑料和木制品废弃物及边角料、锯屑、农作物秸秆等回收资源，而且木塑产品本身可回收再加工成木塑产品，对废物利用和替代木材、保护森林具有双重的环保意义。木粉属于轻而硬的颗粒材料，少量填充于塑料基体时，所得木塑制品欠缺硬木的质感，只有在木粉用量较大时才能显示出木塑材料的优点和价格优势。木粉的主要成分是木质素和纤维素等，含有丰富的羟基基团，容易产生自聚，影响其在塑料基体中的分散度，同时木粉与塑料基体的相容性不佳，容易导致复合材料产生界面张力，界面粘结力差，从而导致木塑复合材料的强度低，大大限制其使用范围。现有技术中常采用PP-g-MAH改善木粉和PP基体的相容性，PP-g-MAH的使用量较大，且其中残余的游离马来酸酐，在复合材料加工过程中大量挥发逸出，影响操作人员的身心健康。同时该类复合材料加工流动性不佳，导致挤出加工生产效率不佳，甚至会发生堵塞机头的现象，因此，开发一种体系相容性好、加工性能优异的聚丙烯塑木复合材料成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种聚丙烯塑木，其中含有少量加工助剂即可大幅度改善木料与PP塑料基体的相容性和加工流动性，同时提高塑木的机械性能。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案为：一种聚丙烯塑木，其原料由以下重量份数组分构成：聚丙烯100份、木粉50-60份、硅烷偶联剂4-6份、钛酸酯偶联剂2-3份、聚乙二醇1-2份、分散剂1.5-3份、硬脂酸钙0.1-0.3份和邻苯二甲酸二辛酯0.3-0.5份，所述硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的质量比为2：1。当硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的质量比为2：1时，偶联剂在较低的使用量下即可达到最佳的改善效果，使得木粉的添加量最大，仍具有良好的分散效果，聚合物基体对其包覆程度较高。硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂可以跟木粉中羟基基团发生反应，降低木粉的化学极性，减少木粉自聚结团，增强木粉在基体中的分散性，同时硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂与聚合物基体具有良好的相容性，因此能改善木粉与PP基体的界面张力，提高复合材料机械强度。采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂混合物替代PP-g-MAH，能更有效改善木粉的团聚现象，且用量更少，效果更好，同时能减少加工过程中有毒气体逸出，提高了生产安全性。聚乙二醇具有增容的效果，能协同改善复合材料的相容性，提高材料的机械性能，同时聚乙二醇能有效改善复合材料的加工流动性，提高加工效率。作为优选，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷。作为优选，所述钛酸酯偶联剂为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯。作为优选，所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠或甲基戊醇。作为优选，所述聚乙二醇的平均分子量为600或1000。本专利技术同时提供了一种聚氯乙烯塑木的制备方法，包括如下步骤：(1) 将硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和聚乙二醇溶于无水乙醇中，再将混合溶液加入烘干过的木粉中，混合均匀，于60-70℃真空干燥24小时，得到改性木粉待用；(2) 将分散剂、硬脂酸钙和邻苯二甲酸二辛酯溶于丙酮中得混合溶液B，待用；(3) 将聚丙烯、步骤(1)所得改性木粉和步骤(2)所得混合溶液B加入容器中，混合均匀，于50-60℃真空干燥4-6小时后，加入双螺杆挤出机挤出造粒；所述双螺杆挤出机的温度设置为165℃、170℃、175℃、180℃和190℃，挤出机转速为15-20r/min。作为优选，步骤(1)中所述烘干过的木粉中水含量≤10%，木粉中含量低于10%更便于其充分吸取含偶联剂和聚乙二醇的混合溶液，以便对木粉充分改性，使木粉分散性良好，与基体相容性增加。作为优选，步骤(1)中所述无水乙醇质量为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和聚乙二醇总质量的8-10倍。作为优选，步骤(2)中所述丙酮的质量为分散剂、硬脂酸钙和邻苯二甲酸二辛酯总质量的8-12倍。本专利技术的有益效果为：本专利技术所提供的聚丙烯塑木，木粉添加量大、加工助剂用量低，效果好，能在较低用量下，即可改善木塑复合材料的分散性、相容性和加工流动性，且加工过程中无有毒气体逸出，提高了生产安全性。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1(1) 将4g硅烷偶联剂、2g钛酸酯偶联剂和1g聚乙二醇溶于56g无水乙醇中，再将混合溶液加入50g烘干过的木粉（含水率为10%）中，混合均匀，于60℃真空干燥24小时，得到改性木粉待用；(2) 将2g分散剂、0.2g硬脂酸钙和0.3g邻苯二甲酸二辛酯溶于20g丙酮中得混合溶液B，待用；(3) 将100g PP、步骤(1)所得改性木粉和步骤(2)所得混合溶液B加入容器中，混合均匀，于50℃真空干燥6小时后，加入双螺杆挤出机挤出造粒；所述双螺杆挤出机的温度设置为165℃、170℃、175℃、180℃和190℃，挤出机转速为15r/min；(4) 制样：将PP塑木颗粒采用平板硫化机200℃制得4mm厚片材，采用万能制样机制成标准试样。测得：复合材料拉伸强度为28.6MPa，冲击强度为16.5MPa，最大转矩为21.2N/m，平衡转矩为20.3 N/m，平衡时间为176 S。实施例2(1) 将6g硅烷偶联剂、3g钛酸酯偶联剂和1.5g聚乙二醇溶于94.5g无水乙醇中，再将混合溶液加入55g烘干过的木粉（含水率为8%）中，混合均匀，于65℃真空干燥24小时，得到改性木粉待用；(2) 将1.5g分散剂、0.1g硬脂酸钙和0.4g邻苯二甲酸二辛酯溶于20g丙酮中得混合溶液B，待用；(3) 将100g PP、步骤(1)所得改性木粉和步骤(2)所得混合溶液B加入容器中，混合均匀，于60℃真空干燥4小时后，加入双螺杆挤出机挤出造粒；所述双螺杆挤出机的温度设置为165℃、170℃、175℃、180℃和190℃，挤出机转速为20r/min；(4) 制样：将PP塑木颗粒采用平板硫化机200℃制得4mm厚片材，采用万能制样机制成标准试样。测得：复合材料拉伸强度为27.8MPa，冲击强度为16.9 MPa，最大转矩为22.3N/m，平衡转矩为21.5N/m，平衡时间为170 S。实施例3(1) 将5g硅烷偶联剂、2.5g钛酸酯偶联剂和2g聚乙二醇溶于95g无水乙醇中，再将混合溶液加入60g烘干过的木粉（含水率为9%）中，混合均匀，于70℃真空干燥24小时，得到改性木粉待用；(2) 将3g分散剂、0.3g硬脂酸钙和0.5g邻苯二甲酸二辛酯溶于45.6g丙酮中得混合溶液B，待用；(3) 将100g PP、步骤(1)所得改性木粉和步骤(2)所得混合溶液B加入容器中，混合均匀，于55℃真空干燥5小时后，加入双螺杆挤出机挤出造粒；所述双螺杆挤出机的温度设置为165℃、170℃、175℃、180℃和190℃，挤出机转速为18r/min；(4) 制样：将PP塑木颗粒采用平板硫化机2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯塑木，其特征在于，所述聚丙烯塑木的原料由以下重量份数组分构成：聚丙烯100份、木粉50‑60份、硅烷偶联剂4‑6份、钛酸酯偶联剂2‑3份、聚乙二醇1‑2份、分散剂1.5‑3份、硬脂酸钙0.1‑0.3份和邻苯二甲酸二辛酯0.3‑0.5份，所述硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的质量比为2：1。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯塑木，其特征在于，所述聚丙烯塑木的原料由以下重量份数组分构成：聚丙烯100份、木粉50-60份、硅烷偶联剂4-6份、钛酸酯偶联剂2-3份、聚乙二醇1-2份、分散剂1.5-3份、硬脂酸钙0.1-0.3份和邻苯二甲酸二辛酯0.3-0.5份，所述硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的质量比为2：1。2.如权利要求1所述的聚丙烯塑木，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷。3.如权利要求1所述的聚丙烯塑木，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯。4.如权利要求1所述的聚丙烯塑木，其特征在于，所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠或甲基戊醇。5.如权利要求1所述的聚丙烯塑木，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量为600或1000。6.制备权利要求1-5任一项所述的聚丙烯塑木的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄树瑛，
申请(专利权)人：安吉威龙塑木环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33