一种高强度高耐热的木塑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度高耐热的木塑复合材料及其制备方法，属于木塑材料领域。本发明专利技术所述木塑复合材料的组分中高流动性的聚烯烃类流动改性剂和超支化聚合物作为界面改性剂相搭配，有效包覆植物纤维组分，可有效提升植物纤维和聚烯烃的相容性，同时通过协同作用增强材料的力学强度和耐热性能，提升其热变形温度，即使在高温状态下长时间使用也不会出现粉化等现象，使用范围得到拓宽。本发明专利技术还公开了所述高强度高耐热的木塑复合材料的制备方法及其在制备家电零件中的应用。法及其在制备家电零件中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高耐热的木塑复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及木塑材料领域，具体涉及一种高强度高耐热的木塑复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]木塑复合材料(wood
‑
plastics composites，简称WPC)是用木纤维或植物纤维增强的改性塑料，兼有木材和塑料的成本和性能。木塑复合材料已被当今世界上许多国家逐步推广应用的绿色环保新型材料，发展WPC材料是越来越被重视的环境观念的结果。
[0003]现有木塑复合材料大多选用常规的聚烯烃(包括废旧回收料)作为塑料基材，添加植物纤维作为增强组分，然后适量添加特定相容剂、抗氧剂和润滑剂等加工助剂制备而成。例如，CN1990599A公开的技术方案中通过加入过氧化物来实现木塑复合材料基体之间的交联，来制备高强度的复合材料，然而过氧化物在加工的过程中添加量和性质不好控制，且过氧化物被多类领域禁止作为产品原料，致癌的风险高，因此，对于如何提高塑料基体和植物纤维间的交联性仍需要进一步探索。
[0004]此外，植物纤维材料包含各类树木经粉碎后得到的粉末、植物外壳(花生壳、椰壳等)以及破碎处理后的秸秆、亚麻、甘蔗等纤维较粗的植物，此类物质均具有一个共同的特点：含有相当比例的果糖、淀粉等天然物质，这类物质非常的不稳定，加工后的材料耐热性能不好，长期使用存在变脆和粉化的风险。

技术实现思路

[0005]基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种高强度高耐热的木塑复合材料，该材料区别于传统的木塑复合材料，组分中塑料基体与植物纤维的交联性好，同时耐热性和强度得到显著提升，在高温环境下长期使用也不会出现粉化现象。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种高强度高耐热的木塑复合材料，包括以下重量份的组分：
[0008]聚烯烃30～90份、植物纤维10～55份、相容剂2～5份、聚烯烃类流动改性剂5～15份以及界面改性剂1～3份；
[0009]所述聚烯烃根据ISO 1133
‑
2011标准在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为1～30g/10min；
[0010]所述聚烯烃类流动改性剂根据ISO 113
‑
2011标准在190℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率≥1000g/10min；所述界面改性剂为聚烯烃超支化聚合物。
[0011]由于植物纤维中含有不稳定的糖类等生物天然物质，因此常规木塑塑料复合材料普遍强度(特别是抗冲击强度)不高且耐热性能不好，容易在高温长期使用后出现粉化现象，而本申请专利技术人以高流动性的聚烯烃类流动改性剂和超支化聚合物作为界面改性剂相搭配引入到聚烯烃作为塑料基体的木塑复合材料中，有效包覆植物纤维组分，可有效提升植物纤维和聚烯烃的相容性，同时通过协同作用增强材料的力学强度和耐热性能，提升其
热变形温度，即使在高温状态下长时间使用也不会出现粉化等现象，使用范围得到拓宽。
[0012]优选地，所述聚烯烃类流动改性剂为聚丙烯。
[0013]优选地，所述聚烯烃类流动改性剂根据ISO 1133
‑
2011标准在190℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率≥2000g/10min。
[0014]优选地，所述聚烯烃类流动改性剂的结晶度≤40％，所述结晶度根据ASTM F2625
‑
2010标准采用DSC法进行测试(差示扫描量热法)。
[0015]更优选地，所述聚烯烃流动改性剂的结晶度为8～40％；
[0016]更优选地，所述聚烯烃流动改性剂的结晶度为8～10％。
[0017]高熔体流动速率和低结晶度的聚烯烃流动改性剂更容易和植物纤维结合，同时在产品加工注塑时流动性更高，容易分布在制件表层形成天然的隔绝保护膜，产品力学和耐热性能更佳，而在现有工艺技术中，以结晶度为8～40％的聚烯烃流动改性剂性价比最好。
[0018]优选地，所述聚烯烃超支化聚合物为含有酰胺基团的树枝状结构聚烯烃超支化聚合物，所述酰胺基团在聚烯烃超支化聚合物中的质量含量为1～2％。
[0019]由于植物纤维的表面含有较多的羟基和多糖，聚烯烃超支化聚合物中含有酰胺基团有利于其更好的锚固在植物纤维的表面，有助于提高材料的物理性能。
[0020]更优选地，所述聚烯烃超支化聚合物选自武汉超支化树脂科技有限公司生产HBP158产品。
[0021]采用该类聚烯烃超支化聚合物相比于其他现有界面改性剂可有效提升各组分的分散性和相容性，产品的力学强度和耐热性能。
[0022]优选地，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯中的至少一种；
[0023]更优选地，所述聚烯烃为新料、再生料中的至少一种；
[0024]更优选地，所述聚烯烃根据ISO 1133
‑
2011标准在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为0.1～50g/10min；
[0025]更优选地，所述聚烯烃在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为0.5～25g/10min。
[0026]本专利技术所述高强度高耐热的木塑复合材料中使用的聚烯烃基体除了常规石油基聚烯烃新料外，还可以使用来源广泛的再生料，而由于聚烯烃类流动改性剂以及界面改性剂的协同作用，即使使用再生料也依然能有效提升最终材料的综合性能。
[0027]优选地，所述聚烯烃与植物纤维的重量之比为(5.5:3)～(3.5:5)。
[0028]植物纤维作为所述木塑复合材料中的主要填料，若添加含量过多则可能导致所得材料抗冲击强度不足，而添加含量不足则可能导致所得材料的拉伸强度和弯曲模量不足，两者均会使材料的刚韧失衡，使用范围变小；经综合考虑，以上述添加重量之比时所得材料的刚韧平衡性最佳。
[0029]优选地，所述植物纤维为木粉、竹粉、稻壳粉、亚麻纤维、苎麻纤维、秸秆中的至少一种；
[0030]更优选地，所述植物纤维为苎麻纤维。
[0031]专利技术人发现，植物纤维种类选择的不同对产品的力学强度及耐热性能均有影响，而其中苎麻纤维作为组分得到的木塑复合材料的力学强度及耐热性能最佳。
[0032]优选地，所述相容剂为三元乙丙橡胶(EPDM)、聚烯烃弹性体(POE)、聚丙烯弹性体
(POP)、聚丙烯接枝马来酸酐、线形低密度聚乙烯(LLDPE)接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、线形低密度聚乙烯接枝马来酸酐、乙烯丁烯共聚物接枝马来酸酐中的至少一种。
[0033]优选地，所述高强度高耐热的木塑复合材料的组分还包括0～2份加工添加剂；
[0034]更优选地，所述加工添加剂为0～1份抗氧剂和0～1份润滑剂；
[0035]更优选地，所述抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂的混合物；所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、硫醚类抗氧剂中的至少一种；
[0036]更优选地，所述润滑剂包括金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂、酰胺类润滑剂中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度高耐热的木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚烯烃30～90份、植物纤维10～55份、相容剂2～5份、聚烯烃类流动改性剂5～15份以及界面改性剂1～3份；所述聚烯烃在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为0.1～50g/10min；所述聚烯烃类流动改性剂在190℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率≥1000g/10min；所述界面改性剂为聚烯烃超支化聚合物。2.如权利要求1所述高强度高耐热的木塑复合材料，其特征在于，所述聚烯烃类流动改性剂的结晶度≤40％；优选地，所述聚烯烃流动改性剂的结晶度为8～40％。3.如权利要求1所述高强度高耐热的木塑复合材料，其特征在于，所述聚烯烃类流动改性剂为聚丙烯，所述聚烯烃超支化聚合物为含有酰胺基团的树枝状结构聚烯烃超支化聚合物。4.如权利要求1所述高强度高耐热的木塑复合材料，其特征在于，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯中的至少一种；优选地，所述聚烯烃为新料、再生料中的至少一种。5.如权利要求1所述高强度高耐热的木塑复合材料，其特征在于，所述聚烯烃与植物纤维的重量之比为(5.5:3)～(3.5:5)。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵治国，陈平绪，叶南飚，杨霄云，陆湛泉，李栋栋，王爱东，谢修好，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：