一种高强度聚丙烯木胶板及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高强度聚丙烯木胶板及其制备方法，涉及木塑复合材料技术领域。本发明专利技术公开的高强度聚丙烯木胶板，由以下质量分数的原料组成：改性聚丙烯树脂20‑30份、聚甲基丙烯酸甲酯5‑10份、桉木粉20‑30份、有机膨润土5‑8份、回收竹塑粉27‑36份、硅烷偶联剂0.5‑1.0份、滑石粉1‑2份、抗氧剂0.2‑0.5份、光稳定剂0.5‑1.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5‑1.5份，本发明专利技术还公开了该高强度聚丙烯木胶板的制备方法。本发明专利技术提供的聚丙烯木胶板中改性聚丙烯树脂和桉木粉之间具有很好的相容性，从而使该木胶板有高强度，高韧性，不易脆断，延长了使用寿命，并且还具有优良的阻燃性、防水性和热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度聚丙烯木胶板及其制备方法
本专利技术属于木塑复合材料
，尤其涉及一种聚丙烯木胶板及其制备方法。
技术介绍
木胶板又称木塑板，是一种主要由木材(木纤维素、植物纤维素)为基础材料与热塑性高分子材料和加工助剂等，混合均匀后再经模具设备加热挤出成型而制成的高科技绿色环保新型装饰材料，兼有木材和塑料的性能与特征，是能替代木材和塑料的新型复合材料。木塑复合材料作为一种新型材料，其产业规模和应用领域近年来发展迅速，对该材料的研究也越来越深入。近几年，在国家循环经济政策的鼓励和企业潜在效益需求的双重推动下，全国性的“木塑”热正逐渐兴起，2019年中国木塑产品产量接近400万吨，占世界总产量的三分之二，生产、销售、消费以及出口均居于世界第一。木胶板兼具木材和塑料的低成本和综合性能好的优点，主要用于建材、家具、物流包装等行业。现有木胶板中的塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等热塑性高分子材料，市场上主要是以PE木胶板和PVC木胶板为主，然而PE木胶板产品重，硬度高，脆性大，蠕变也大；PVC木胶板产品重量轻，硬度差，韧性好，有蠕变；PE木胶板和PVC木胶板均不耐热，45℃情况下使用。PP作为产量第二的聚烯烃材料，其在木胶板中的研究一直很活跃，但因高木粉填充的木胶板挤出制品加工过程中产生摩擦热，导致熔体温度急剧升高会引起PP分子的降解，从而使PP木胶板呈现硬度差、脆性大等特点，另外PP木胶板的挤出压力偏高也限制了挤出加工效率，因而PP树脂在木胶板制品行业中的实际用量并不大。随着人们对木胶板绿色环保要求越来越高，以及木胶板注塑制品的开发和应用，PP树脂作为环保树脂，其在木胶板领域的应用将会迎来一个快速发展的阶段。中国专利技术专利CN103642120B公开了一种聚丙烯发泡木塑板材，该专利技术的木塑复合型材经发泡后可以钝化裂纹尖端并有效的阻止裂纹的扩张，成品的密实度高，防水性、阻燃性强，环保节能，但该木塑板材的硬度不大，易脆断，发生蠕变，且蠕变恢复率较差。中国专利技术专利CN103509360B公开了一种纳米玻纤协同改性增强木塑板的制备方法，该方法将纳米粒子SiO2、玻璃纤维加入到聚丙烯木塑复合材料中，协同改性增强聚丙烯木塑板材，该木塑板强度高、抗紫外线、使用寿命长，但该木塑板材存在界面相容性差，纳米粒子和玻璃纤维易团聚，分散性差，从而使木塑板易脆、易开裂，热稳定性差，且木粉材料表面有丰富的极性基团-羟基，表现为亲水型，则吸水率过高而影响制品的尺寸稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚丙烯木胶板，该木胶板中改性聚丙烯树脂和桉木粉之间具有很好的相容性，从而使该木胶板有高强度，高韧性，不易脆断，延长了使用寿命，并且还具有优良的阻燃性、防水性和热稳定性。为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种高强度聚丙烯木胶板，由以下重量份数的原料组成：改性聚丙烯树脂20-30份、聚甲基丙烯酸甲酯5-10份、桉木粉20-30份、有机膨润土5-8份、回收竹塑粉27-36份、硅烷偶联剂0.5-1.0份、滑石粉1-2份、抗氧剂0.2-0.5份、光稳定剂0.5-1.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5-1.5份。进一步的，所述改性聚丙烯树脂的制备方法为：将尿素、磷酸三甲苯酯、BPO和乙醇加入到反应釜中，在40℃搅拌0.5h，待混合均匀后，向反应釜内通入N2置换空气0.5h，然后缓慢升温至100-120℃，加入聚丙烯粉末和抗氧剂1010，边搅拌边反应3-4h，即得改性聚丙烯树脂；其中，所述尿素加入量为所述聚丙烯粉末质量的2.4％，所述磷酸三甲苯酯加入量为所述聚丙烯粉末质量的3.1％，所述BPO加入量为所述聚丙烯粉末质量的0.4％，所述抗氧剂1010加入量为所述聚丙烯粉末质量的0.1％，所述乙醇用于溶解尿素、磷酸三甲苯酯和BPO，取适量即可。进一步的，所述桉木粉的粒径为100-120目。进一步的，所述桉木粉由以下方法制备而成：先将桉木树干和树叶晒干、粉碎，然后用水冲洗干净、烘干，加入到70％的盐酸溶液中水解30min，然后用氢氧化钠溶液进行中和处理，再用蒸馏水清洗至中性，干燥，即得所述桉木粉。进一步的，所述聚甲基丙烯酸甲酯的聚合度为1200-1500。进一步的，所述回收竹塑粉是通过废旧竹制品和废旧聚氯乙烯塑料制得的，所述废旧竹制品与废旧聚氯乙烯塑料的质量比为1：(2-3)。进一步的，所述抗氧剂为亚磷酸三苯酯、酸性亚磷酸十二烷基酯中的一种。进一步的，所述光稳定剂为二苯甲酮类光稳定剂或苯丙三唑类光稳定剂中的一种。一种如上述所述的一种高强度聚丙烯木胶板的制备方法，具体包括以下步骤：将上述聚甲基丙烯酸甲酯、桉木粉和有机膨润土混合均匀，再加入三氯甲烷，加热至45℃反应1h，然后加入改性聚丙烯树脂、回收竹塑粉、硅烷偶联剂和抗氧剂，混匀均匀，升温至100-120℃反应2-3h，加入滑石粉、光稳定剂、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，成型，即得所述高强度聚丙烯木胶板。进一步的，所述三氯甲烷与所述聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为3:1。本专利技术取得了以下有益效果：1、本专利技术的有机膨润土在三氯甲烷的作用下，有机膨润土单位晶胞的端面和层面可与聚甲基丙烯酸甲酯和桉木粉复合，增强了桉木粉与聚甲基丙烯酸甲酯的结合性能，并提高了聚甲基丙烯酸甲酯和桉木粉在改性聚丙烯树脂的分散作用和相容性能，且桉木粉不会在本专利技术加工过程中团聚，从而提高本专利技术的强度和韧性，提高了抗冲击性能，不易脆断。2、本专利技术的聚甲基丙烯酸甲酯在三氯甲烷的作用下，与桉木粉有较好的相容性能，并进一步增强了桉木粉与改性聚丙烯树脂和回收竹塑粉的相容性能。聚甲基丙烯酸甲酯的加入提高了聚丙烯木胶板的强度和韧性，提高了聚丙烯木胶板的热稳定性能，降低了PP在加工过程中的分子降解效果。3、本专利技术的改性聚丙烯树脂是通过尿素和磷酸三甲苯酯对聚丙烯粉末进行改性获得的，在BPO的作用下，在PP骨架上引入酰胺基团和磷酸酰基，提高了PP与木胶板其它原料的相容性，也提高了改性聚丙烯树脂的热分解性、抗冲击强度和拉伸强度。改性聚丙烯树脂中引入了含氮和含磷的基团，增强了改性聚丙烯树脂的阻燃性能，从而使聚丙烯木胶板具有优良的阻燃性，也进一步提高了聚丙烯木胶板的强度和韧性。4、本专利技术的桉木粉来自于桉木树干和树叶，桉树的纤维素含量大，且桉树易于种植，成本较低；桉木粉中还含有茅醛、桉叶油素等物质，可用来驱蚊提神，从而使聚丙烯木胶板具有驱蚊的作用，并有桉木特有的清凉气味，降低了聚丙烯木胶板的成本。5、本专利技术的原料中加入了回收竹塑粉，充分利用废旧竹制品和塑料资源，能够节省木材资源和石油资源，节约了成本，保护了环境。而且废旧的竹制品还具有吸收紫外线、吸音隔声的效果，废旧聚乙烯树脂中含有卤素，具有阻燃效果，因此，该回收竹塑粉提高了本专利技术的隔音效果和阻燃性。6、本专利技术采用尿素和磷酸三甲苯酯改性聚丙烯树脂，然后与聚甲基丙烯酸甲酯、桉木粉、回收竹塑粉等原料复合反应，制得聚丙烯木胶板，该木胶板各原料之间具有很好的相容性，各原料分散均匀，从而使木胶板具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度聚丙烯木胶板，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：改性聚丙烯树脂20-30份、聚甲基丙烯酸甲酯5-10份、桉木粉20-30份、有机膨润土5-8份、回收竹塑粉27-36份、硅烷偶联剂0.5-1.0份、滑石粉1-2份、抗氧剂0.2-0.5份、光稳定剂0.5-1.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5-1.5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度聚丙烯木胶板，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：改性聚丙烯树脂20-30份、聚甲基丙烯酸甲酯5-10份、桉木粉20-30份、有机膨润土5-8份、回收竹塑粉27-36份、硅烷偶联剂0.5-1.0份、滑石粉1-2份、抗氧剂0.2-0.5份、光稳定剂0.5-1.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5-1.5份。


2.根据权利要求1所述的一种高强度聚丙烯木胶板，其特征在于，所述改性聚丙烯树脂的制备方法为：将尿素、磷酸三甲苯酯、BPO和乙醇加入到反应釜中，在40℃搅拌0.5h，待混合均匀后，向反应釜内通入N2置换空气0.5h，然后缓慢升温至100-120℃，加入聚丙烯粉末和抗氧剂1010，边搅拌边反应3-4h，即得改性聚丙烯树脂；其中，所述尿素加入量为所述聚丙烯粉末质量的2.4％，所述磷酸三甲苯酯加入量为所述聚丙烯粉末质量的3.1％，所述BPO加入量为所述聚丙烯粉末质量的0.4％，所述抗氧剂1010加入量为所述聚丙烯粉末质量的0.1％，所述乙醇用于溶解尿素、磷酸三甲苯酯和BPO，取适量即可。


3.根据权利要求1所述的一种高强度聚丙烯木胶板，其特征在于，所述桉木粉的粒径为100-120目。


4.根据权利要求3所述的一种高强度聚丙烯木胶板，其特征在于，所述桉木粉由以下方法制备而成：先将桉木树干和树叶晒干、粉碎，然后用水冲洗干净、烘干，加入到70％的盐酸溶液中水解30min，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽云，
申请(专利权)人：湖南宏森新材料科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43