一种高强度耐候PE微晶木复合材料及其制备方法，本发明专利技术之高强度耐候PE微晶木复合材料，主要由以下原材料制备而成：PE塑料:100份，生物质粉：100‑300份，硫酸盐：10‑120份，相容剂:1.8‑8份，增韧剂：3‑10份；抗氧剂：0.4‑0.8份，耐候剂：0.2‑0.5份，色粉：0.5‑3份，润滑剂：1‑4份。本发明专利技术还包括所述高强度耐候PE微晶木复合材料的制备方法。本发明专利技术之PE微晶木复合材料，生产能耗低，生产综合成本低，经挤塑模、注塑模、压延模制备成各种尺寸的板材、型材，产品可广泛应用于室外园林景观、外墙挂板、室内外地板、家居等建筑材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料应用和木塑复合材料
，具体涉及一种高强度耐候PE微晶木复合材料及其制备方法。
技术介绍
PE木塑材料属于绿色环保材料，具有如下特点：1)良好的加工性能，木塑复合材料内含塑料和纤维，因此，具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，且握钉力明显优于其他合成材料；2)良好的机械性能，木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于加工过程中纤维与塑料充分混合，木塑材料具有与实木相当的抗拉、抗弯等机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。3)具有防水、防虫、耐腐蚀性能，使用寿命长。但是要生产出各方面性能优异的产品，却困难较大，主要原因是：1)因PE木塑材料含有大量的亲水性基团-羟基，植物纤维具有很强的极性，而常用树脂基体通常为非极性的，故植物纤维和树脂基体间的相容性很差，界面粘结强度低，影响了木塑材料的机械性能；2)由于羟基间可形成氢键，植物纤维之间有很强的相互作用，使得其在树脂基体中的分散差；3)成型加工时植物纤维粉易降解变色，不合适的配混和加工工艺会导致木塑材料的性能下降。所以生产木塑制品的关键技术是在保证植物纤维高填充量的前提下，如何确保木塑材料的高加工流动性、树脂与木粉之间的良好相容性，以达到最佳机械性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，解决现有技术在生产PE木塑产品过程中生产能耗高、生产效率低、加工过程中容易变色、烧料的问题，提供一种高强度耐候PE微晶木复合材料及其制备方法，所得复合材料机械性较好。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：本专利技术之高强度耐候PE微晶木复合材料，按重量份数计，主要由以下原材料制备而成：PE塑料:100份，生物质粉：100-300份，硫酸盐：10-120份，相容剂:1.8-8份，增韧剂：3-10份；抗氧剂：0.4-0.8份，耐候剂：0.2-0.5份，色粉：0.5-3份，润滑剂：1-4份。所述PE塑料，优选PE树脂，更优选为HDPE、LDPE树脂中的至少一种，更优选PE树脂的熔融指数≤5。所述生物质粉为过60目筛(优选粒径为80-120目)的农作物秸秆粉、木粉、竹粉等中的至少一种。优选其含水量＜1wt％。优选添加比例20-80份。所述硫酸盐过400目筛，选取无水硫酸钙、二水硫酸钙、半水硫酸钙、无水及含结晶水硫酸锌、无水及含结晶水硫酸镁的至少一种。可为粉体或晶须。优选添加比例60-100份。所述相容剂为马来酸酐(MAH)接枝聚乙烯/乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)，按如下方法制备：先用3-5ml的丙酮溶解0.5-1.5克过氧化二异丙苯，然后将所得混合溶液与400-800克乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)，200-600克低密度聚乙烯(LDPE)，10-20克马来酸酐(MAH)混合均匀，在160-180℃的条件下利用双螺杆熔融接枝得到相容剂马来酸酐接枝聚乙烯/乙烯-辛烯共聚物弹性体(MAH-g-PE/POE)。所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中的至少一种，优选POE8150。所述抗氧剂优选为胺类抗氧剂、酚类抗氧剂中的至少一种，更优选抗氧剂1010。所述耐候剂优选为受阻胺紫外光吸收剂、锌钛紫外光屏蔽剂中的至少一种。优选GW944、GW531中的至少一种。所述色粉为无机颜料。所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙中的至少一种。本专利技术之高强度耐候PE微晶木复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将PE塑料:100份，生物质粉：100-300份，硫酸盐：10-120份，相容剂：2-8份，增韧剂：3-10份；抗氧剂：0.4-0.8份，耐候剂：0.2-0.5份，色粉0.5-3份，润滑剂：1-4份，投入高速混合机，在400-500rpm转速下混合3-6分钟，得到混合料；(2)将混合料在同向平行双螺杆挤出机中混炼挤出造粒，得到PE微晶木复合材料母粒；(3)将步骤(2)所得PE微晶木复合材料母粒通过单螺杆挤出，经过模具加工后，再抽负压冷却定型或通过定型模板冷却定型；(4)将冷却定型后的材料通过辅机牵引，切割成一定尺寸的产品。所述PE微晶木复合材料的制备方法，双螺杆挤出机工艺参数如下：加工温度为130-200℃，主机转数为300-550rpm。单螺杆挤出工艺参数如下：加工温度为140-200℃。模具加工温度为160-200℃。进一步，步骤(2)与步骤(3)可连续加工也可分开加工，即步骤(2)可直接将混炼好的材料切粒，得PE微晶木复合材料母粒，再将所得PE微晶木复合材料母粒挤出成型、注塑成型或压延成型为板材或型材。本专利技术的优点及有益效果是：1、本专利技术所提供的高强度耐候PE微晶木复合材料，因矿物硫酸盐粉体具有较好的润滑性，有利于生物质纤维粉在加工时降低对设备的磨损；2、本专利技术所提供的高强度耐候PE微晶木复合材料，因硫酸盐的独特作用，有利于纤维粉的均匀分散，从而提高PE木塑体系中生物质纤维粉的含量；3、本专利技术所提供的高强度耐候PE微晶木复合材料，因制备的相容剂MAH-g-PE/POE能有效的增加生物质粉及硫酸盐与PE树脂的界面作用力，使得制备的材料机械性能、耐候性明显增加。本专利技术之PE微晶木复合材料经挤塑模、注塑模、压延模制备成各种尺寸的板材、型材，产品可广泛应用于室外园林景观、外墙挂板、室内外地板、家居等建筑材料。本专利技术制备的高强度耐候PE微晶木复合材料产品生产能耗低，生产综合成本低，材料机械性能优异，产品尺寸收缩小，防腐、耐候。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明，并附加碳酸钙为填料的PE木塑材料为对比例。实施例1按重量份数计，本实施例高强度耐候PE微晶木复合材料配方组成表1：表1实施例1原料配比所述生物质粉为过60目筛的农作物秸秆粉。其含水量＜1wt％。所述相容剂为MAH-g-PE/POE，为马来酸酐(MAH)接枝聚乙烯/乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)，按如下方法制备：先用5ml的丙酮(化学纯，青岛化学试剂厂)溶解1.5克过氧化二异丙苯(化学纯，广州淘湾化工有限公司)，然后将所得混合溶液与800克乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)(埃克森美孚VM620)，600克低密度聚乙烯(LDPE)(陶氏化学615C)，20克马来酸酐(MAH)(化学纯，上海化学试剂三厂)混合均匀，在180℃的条件下利用双螺杆熔融接枝得到相容剂马来酸酐接枝聚乙烯/乙烯-辛烯共聚物弹性体(MAH-g-PE/POE)。实施例2按重量份数计，实施例2之高强度耐候PE微晶木复合材料配方组成如下表：表2实施例2原料配比所述生物质粉为过60目筛的木粉。其含水量＜1wt％。所述相容剂为MAH-g-PE/POE，为马来酸酐(MAH)接枝聚乙烯/乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)，按如下方法制备：先用5ml的丙酮(化学纯，青岛化学试剂厂)溶解1.5克过氧化二异丙苯(化学纯，广州淘湾化工有限公司)，然后将所得混合溶液与800克乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)(埃克森美孚VM620)，600克低密度聚乙烯(LDPE)(陶氏化学615C)，20克马来酸酐(MAH)(化学纯，上海化学试剂三厂)混合均匀，在180℃的条件下利用双螺杆熔融接枝得到相容剂马来酸酐接枝聚乙烯/乙烯-辛烯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度耐候PE微晶木复合材料，其特征在于，按重量份数计，主要由以下原材料制备而成：PE塑料:100份，生物质粉：100‑300份，硫酸盐：10‑120份，相容剂: 1.8‑8份，增韧剂：3‑10份；抗氧剂：0.4‑0.8份，耐候剂：0.2‑0.5份，色粉：0.5‑3份，润滑剂：1‑4份。
【技术特征摘要】
1.一种高强度耐候PE微晶木复合材料，其特征在于，按重量份数计，主要由以下原材料制备而成：PE塑料:100份，生物质粉：100-300份，硫酸盐：10-120份，相容剂:1.8-8份，增韧剂：3-10份；抗氧剂：0.4-0.8份，耐候剂：0.2-0.5份，色粉：0.5-3份，润滑剂：1-4份。2.根据权利要求1所述的高强度耐候PE微晶木复合材料，其特征在于，所述生物质粉添加比例为20-80份；所述硫酸盐添加比例为60-100份。3.根据权利要求1或2所述的高强度耐候PE微晶木复合材料，其特征在于，所述PE塑料，为HDPE、LDPE树脂中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的高强度耐候PE微晶木复合材料，其特征在于，所述生物质粉为过60目筛的农作物秸秆粉、木粉、竹粉中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的高强度耐候PE微晶木复合材料，其特征在于，所述硫酸盐过400目筛，选取无水硫酸钙、二水硫酸钙、半水硫酸钙、无水及含结晶水硫酸锌、无水及含结晶水硫酸镁的至少一种。6.根据权利要求1或2所述的高强度耐候PE微晶木复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯/乙烯-辛烯共聚物弹性体，按如下方法制备：先用3-5ml的丙酮溶解0.5-1.5克过氧化二异丙苯，然后将所得混合溶液与400-800克乙烯-辛烯共聚物弹性体，200-600克低密度聚乙烯，10-20克马来酸酐混合均匀，在160-180℃的条件下利用双螺杆熔融接枝，得到相容剂马来酸酐接枝聚乙烯/乙烯-辛烯共聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏胜培，彭梅醒，杨治，骆仁锋，罗琼林，曹理朝，段锦华，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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