一种高韧性高强度的木塑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种高韧性高强度的木塑复合材料及其制备方法。该木塑复合材料，包括以下质量份的制备原料：木粉30～50份，高分子量聚乙烯11～20份，聚丙烯30～52份，界面改性剂2～10份。本发明专利技术以聚丙烯作为塑料基体的主要成分；以高分子量聚乙烯作为塑料基体的次要成分，具有增韧作用；以木粉作为填充物，可以提高木塑复合材料的强度；界面改性剂能够改善木粉和塑料基体间的界面结合，各组分协同作用，得到的木塑复合材料具有高韧性和高强度。本发明专利技术采用能够产生拉伸流场的挤出机制备木塑复合材料，在拉伸流场的作用下，高分子量聚乙烯和聚丙烯分子链沿流场方向取向，有利于提高木塑复合材料的韧性和强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性高强度的木塑复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种高韧性高强度的木塑复合材料及其制备方法。
技术介绍
木塑复合材料由木粉等生物质、塑料和相应加工助剂复合而成，有着低成本、绿色可回收的优势，可替代塑料和原木，目前在包装、建筑家装、园林景观和车辆船舶领域应用颇多。由于高强度的极性生物质原料和非极性塑料基体的不相容性，导致木塑复合材料的韧性不佳，限制了木塑复合材料的应用范围。加入橡胶等弹性体材料，能够有效提高木塑复合材料的韧性，但同时会导致木塑复合材料的强度下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高韧性高强度的木塑复合材料及其制备方法，本专利技术的木塑复合材料同时具备高韧性和高强度。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种高韧性高强度的木塑复合材料，包括以下质量份的制备原料：木粉30～50份，高分子量聚乙烯11～20份，聚丙烯30～52份，界面改性剂2～10份。优选的，所述高分子量聚乙烯的粘均分子量为40～300万。优选的，所述界面改性剂包括马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的一种或多种。优选的，所述木粉的粒径为40～100目。优选的，还包括抗氧剂，所述抗氧剂的质量为高分子量聚乙烯质量的0.1～0.3％。优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、1076、168、264、1098、B215、B225、DLTP、DSTP或TNPP。r>本专利技术提供了上述方案所述木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：将各制备原料进行混合，得到混合料；采用挤出机对所述混合料进行挤出，得到木塑复合材料；所述挤出机为能够产生拉伸流场的挤出机。优选的，所述混合的转速为500～1000rpm，时间为10～20min。优选的，所述挤出机为偏心转子挤出机或双螺杆挤出机。优选的，所述挤出后，还包括对挤出料进行成型。本专利技术提供了一种高韧性高强度的木塑复合材料，包括以下质量份的制备原料：木粉30～50份，高分子量聚乙烯11～20份，聚丙烯30～52份，界面改性剂2～10份。本专利技术以聚丙烯作为塑料基体的主要成分；以高分子量聚乙烯作为塑料基体的次要成分，具有增韧作用；以木粉作为填充物，可以提高木塑复合材料的强度；界面改性剂能够改善木粉和塑料基体之间的界面结合，各组分协同作用，得到的木塑复合材料具有高韧性和高强度。本专利技术提供了所述木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：将各制备原料进行混合，得到混合料；采用挤出机对所述混合料进行挤出，得到木塑复合材料；所述挤出机为能够产生拉伸流场的挤出机。本专利技术采用能够产生拉伸流场的挤出机对混合料进行挤出，在拉伸流场的作用下，高分子量聚乙烯和聚丙烯分子链沿流场方向取向，结晶度随之增大，塑料基体(指高分子量聚乙烯和聚丙烯)的分子链取向和高结晶度有利于提高木塑复合材料的强度；在拉伸流场的作用下，高分子量聚乙烯在聚丙烯中均匀分散，有着更小的粒径尺寸，高分子量聚乙烯和聚丙烯分子链间的相互扩散增强，两者之间的界面面积增大，界面厚度加厚，界面结合加强，有利于高韧性的高分子量聚乙烯在木塑复合材料中发挥增韧作用。同时，拉伸流场还促进了聚丙烯分子链对于木粉的包裹，木粉和聚丙烯的界面粘附加强，有利于提高木塑复合材料的韧性和强度。此外，相比现有技术通过碱处理、乙酰化等化学处理改善生物质原料和塑料基体的相容性，达到提高木塑复合材料韧性的目的(化学处理有着步骤繁琐的弊端)，本专利技术的制备方法更加简单高效。附图说明图1为实施例1制备的木塑复合材料中塑料基体取向的二维广角X射线衍射图片；图2为实施例1制备的木塑复合材料的液氮淬断面扫描电镜图片；图3为实施例1制备的木塑复合材料的冲击断面扫描电镜图片。具体实施方式本专利技术提供了一种高韧性高强度的木塑复合材料，包括以下质量份的制备原料：木粉30～50份，高分子量聚乙烯11～20份，聚丙烯30～52份，界面改性剂2～10份。在本专利技术中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。以质量份数计，本专利技术提供的高韧性高强度的木塑复合材料的制备原料包括木粉30～50份，优选为35～40份，更优选为40份。在本专利技术中，所述木粉的粒径优选为40～100目，更优选为50～90目，进一步优选为60～80目。本专利技术对所述木粉的种类没有特殊要求，在本专利技术的实施例中，具体采用桉木粉。在本专利技术中，所述木粉作为填充物可以提高木塑复合材料的强度。以所述木粉的质量份数为基准，本专利技术提供的高韧性高强度的木塑复合材料的制备原料包括高分子量聚乙烯11～20份，优选为11～18份，更优选为13～17份。在本专利技术中，所述高分子量聚乙烯的粘均分子量优选为40～300万，更优选为80～200万，进一步优选为80～150万，最优选为80万。在本专利技术中，所述高分子量聚乙烯作为塑料基体的组成部分，具有增韧作用。本专利技术采用上述粘均分子量的聚乙烯有利于提高木塑复合材料的韧性。以所述木粉的质量份数为基准，本专利技术提供的高韧性高强度的木塑复合材料的制备原料包括聚丙烯30～52份，优选为33～50份，更优选为35～48份。在本专利技术中，所述聚丙烯作为塑料基体的主要成分。以所述木粉的质量份数为基准，本专利技术提供的高韧性高强度的木塑复合材料的制备原料包括界面改性剂2～10份，优选为4～8份，更优选为5～6份。在本专利技术中，所述界面改性剂优选包括马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的一种或多种。当包括上述物质中的多种时，本专利技术对各物质的配比没有特殊要求，任意配比均可。本专利技术所述界面改性剂能够改善木粉和塑料基体之间的界面结合。优选的，本专利技术提供的高韧性高强度的木塑复合材料的制备原料还包括抗氧剂，所述抗氧剂的质量优选为高分子量聚乙烯质量的0.1～0.3％。在本专利技术中，所述抗氧剂优选为抗氧剂1010、1076、168、264、1098、B215、B225、DLTP、DSTP或TNPP。本专利技术提供了上述方案所述木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：将各制备原料进行混合，得到混合料；采用挤出机对所述混合料进行挤出，得到木塑复合材料；所述挤出机为能够产生拉伸流场的挤出机。本专利技术将各制备原料进行混合，得到混合料。在本专利技术中，所述混合的转速优选为500～1000rpm，更优选为600～900rpm；混合的时间优选为10～20min，更优选为15～20min。在本专利技术中，所述混合优选在高速混合机中进行。得到混合料后，本专利技术采用挤出机对所述混合料进行挤出，得到木塑复合材料。在本专利技术中，所述挤出机为能够产生拉伸流场的挤出机，优选为偏心转子挤出机或双螺杆挤出机，更优选为偏心转子挤出机。当采用偏心转子挤出机时，从加料到模头加热段各段温度依次优选为130～150℃、190～210℃、190～210℃；加工转速优选为15～30rpm。当采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性高强度的木塑复合材料，其特征在于，包括以下质量份的制备原料：木粉30～50份，高分子量聚乙烯11～20份，聚丙烯30～52份，界面改性剂2～10份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高韧性高强度的木塑复合材料，其特征在于，包括以下质量份的制备原料：木粉30～50份，高分子量聚乙烯11～20份，聚丙烯30～52份，界面改性剂2～10份。


2.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于，所述高分子量聚乙烯的粘均分子量为40～300万。


3.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于，所述界面改性剂包括马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于，所述木粉的粒径为40～100目。


5.根据权利要求1～4任一项所述的木塑复合材料，其特征在于，还包括抗氧剂，所述抗氧剂的质量为高分子量聚乙烯质量的0.1～0.3％。


6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯彦洪，袁子鑫，孙航，殷小春，瞿金平，邹新良，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44