一种仿木家具用耐老化木塑复合材料及其制备方法技术

本申请涉及一种仿木家具用耐老化木塑复合材料及其制备方法，复合材料包括以下质量份的原料：聚丙烯100

【技术实现步骤摘要】
一种仿木家具用耐老化木塑复合材料及其制备方法


[0001]本申请涉及复合材料
，尤其是涉及一种仿木家具用耐老化木塑复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前世界各国对各种废旧塑料污染进行了全方位治理，并已取得了一定的成效，其中用木粉或植物纤维填充，经专用设备挤出、压制或注塑成型，可用来在某些场合替代木材制品的塑木制品尤为实用，木塑复合材料(WPC)应运而生。木塑复合材料(WPC)是指用低成本、天然的木材、秸秤、竹子等植物纤维或粉体材料增强填充热塑性塑料而制成的一种新型绿色环保复合材料，木粉与废旧塑料复合材料的开发与研究不但可以提供充分利用自然资源的机会，而且也可以减轻由于废旧塑料而引起的环境污染。WPC可广泛应用于室外建筑、园林景观、汽车行业、包装运输、仓储等领域。虽然与木竹等天然材料相比，WPC的耐老化性能相对优异。但是，仿木家具用木塑复合材料出现表面褪色、碎片化、开裂、霉变等的老化现象依旧是其在长期的使用过程中出现的较大的问题，而WPC耐老化性能的优劣，对其今后能否继续保持快速发展和扩大应用范围起着至关重要的作用。
[0003]在对WPC的耐老化性能进行研究的过程中，专利技术人发现，在木塑复合材料的制备过程中存在木粉和高分子化合物相容性较差，使得木粉混合时不能分散均匀的问题，这一问题导致木粉与高分子化合物之间的结合强度减弱，外部水分子、氧气、真菌等容易从木粉与高分子化合物之间薄弱的连接处攻陷复合材料内部，造成氧化分解，进而导致木塑复合材料的强度和耐老化性能大大降低。
[0004]针对上述问题，专利技术人认为增强木粉与高分子化合物之间的结合强度，稳定复合材料的力学性能是能够保障木塑复合材料耐老化性能的关键。

技术实现思路

[0005]为了提升木塑复合材料的强度性能，保障木塑复合材料的耐老化性，本申请提供一种仿木家具用耐老化木塑复合材料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种仿木家具用耐老化木塑复合材料采用如下的技术方案：一种仿木家具用耐老化木塑复合材料，包括以下质量份的原料：聚丙烯100
‑
150份；改性木粉300
‑
400份；硅烷偶联剂10
‑
12份；发泡剂5
‑
7份；稳定剂12
‑
15份；润滑剂5
‑
8份；所述改性木粉的制备方法包括以下步骤：
S1，碱洗：将800质量份的木粉浸泡在质量浓度为5
‑
7％的氢氧化钠溶液中1
‑
2h，取出木粉，洗涤、干燥，得到碱洗木粉；S2，表面改性：将碱洗木粉同30
‑
40份邻苯二甲酸二丁酯、80
‑
100份环氧树脂、20
‑
30份1
‑
乙烯基
‑2‑
吡咯烷酮在60
‑
70℃混合均匀，洗涤、干燥，得到改性木粉；S3，塑形：将改性木粉和木粉质量0.3％的三乙醇胺混合球磨，筛分，得到平均粒径为100
‑
120目改性木粉。
[0007]由于木粉中主要成分是纤维素，纤维素中含大量的羟基，这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键，使木粉具有吸水性，且极性很强，而聚丙烯为非极性的，具有疏水性，所以两者之间的相容性较差，界面的粘结力很小；而且高填充量木粉在熔融的聚丙烯中分散效果差，常以某种聚集状态的形式存在，使得熔体流动性差，挤出成型加工困难。为了制得性能优良的木塑复合材料，首先要确保木粉与聚丙烯的界面能良好地黏合，影响木粉和聚丙烯的界面黏合强度的因素主要有2个,一是在界面处是否形成化学键合作用，二是与木粉的表面形态有关。
[0008]木粉表面常吸附一些灰尘杂质，且木粉含小分子化合物。在混炼过程中,这些小分子物质会渗出到木粉表面,从而在界面处形成弱边界层,削弱界面相互作用。本申请通过上述技术方案先对木粉进行碱化处理,使得这些杂质可被NaOH消耗或者被淋洗掉，从而减少了弱边界层的影响；木粉的弯曲性能主要由木质素和半纤维素提供，而拉伸强度则主要由纤维素贡献。适当的碱化处理可溶去纤维素外层的木质素和半纤维素,使木粉的弯曲性能下降，可以增加纤维素与聚丙烯基质的有效接触面积增加；碱化处理中部分木质素和半纤维素被溶解，在木粉表面和内部出现更多的凹坑。对碱化后的木粉进行表面改性，邻苯二甲酸二丁酯、环氧树脂和1
‑
乙烯基
‑2‑
吡咯烷酮三者协同作用能够扩散填充至木粉表面和内部的凹坑中，进而在木粉表面形成具有较强塑性和粘结性的表面质，表面质于混溶时能够在木粉和聚丙烯的界面处形成较强的粘合作用，有助于提升木粉和聚丙烯的界面粘结力。而进一步的通过对木粉球磨，使得木粉在相互碰撞的摩擦粉碎作用下改变成球形或近似球形的颗粒状，有助于提升木粉的流动性和分散性，且球磨的过程有助于木粉和表质层之间进一步的粘结，进而有助于使木粉和聚丙烯之间充分的混合粘结。
[0009]通过上述处理得到的改性木粉具有较好的分散性，在与聚丙烯混溶的过程中，均匀分散的改性木粉颗粒表面的表面质能够与聚丙烯基质进行交联缠结，在硅烷偶联剂的促进下，木粉和聚丙烯基质界面形成较强的粘结层，进而大大提升了木粉与聚丙烯基质的界面粘结力；木粉和聚丙烯界面被紧密粘结，使得外界的水、氧、细菌等难以渗入两者的界面，不仅有助于提升木塑复合材料的力学性能，还有助于保障木塑复合材料的耐老化性能。
[0010]优选的，所述改性木粉选自锯末、玉米秸秆粉、椰壳粉、坚果壳粉、桉树木粉中的两种或多种混合。
[0011]通过采用上述技术方案玉米秸秆粉在由粉状变成糊状后具有较好的粘附性和可塑性；椰壳粉具有优秀的防霉隔离性能；坚果壳粉主要由纤维素、半纤维素和木质素组成,木质素质量分数最高，具有坚韧、耐磨、抗压、化学性能稳定，吸附性强的特性；桉树木粉具有良好的柔韧性；几种木粉混合，相互之间可以良好配合，使得混合木粉具有良好的木材加工性和可塑性，在改性过程中能够获得良好的改性性能，从而与聚丙烯混溶时结合充分，制得的木塑复合材料力学性能和耐老化性能稳定。
[0012]优选的，所述润滑剂为硬脂酸锌、乙烯基二硬脂酰胺和聚二甲基硅氧烷按照质量比为(1
‑
1.2):(1
‑
1.5):(0.5
‑
0.7)混合制得。
[0013]通过采用上述技术方案，硬脂酸锌、乙烯基二硬脂酰胺和聚二甲基硅氧烷三者按照一定的比例范围复配制得的润滑剂有助于提升聚丙烯基质和改性木粉之间的相容性，使得聚丙烯基质能够充分的和改性木粉混合，降低了聚丙烯基质的熔融粘度、改善了聚丙烯基质的熔融流动性；在混溶的过程中，三者与改性木粉颗粒表面的表质层能够相互交融，增强了表质层中组分对于聚丙烯基质的渗透和粘结作用，从而进一步加强聚丙烯基质和改性木粉的界面粘结强度，进而提升木塑复合材料的力学性能和耐老化性能。
[0014]优选的，还包括以下质量份的原料：硼酸锌1
‑
3份和纳米云母粉0.5<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿木家具用耐老化木塑复合材料，其特征在于：包括以下质量份的原料：聚丙烯100
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150份；改性木粉300
‑
400份；硅烷偶联剂10
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12份；发泡剂5
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7份；稳定剂12
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15份；润滑剂5
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8份；所述改性木粉的制备方法包括以下步骤：S1，碱洗：将800质量份的木粉浸泡在质量浓度为5
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7%的氢氧化钠溶液中1
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2h，取出木粉，洗涤、干燥，得到碱洗木粉；S2，表面改性：将碱洗木粉同30
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40份邻苯二甲酸二丁酯、80
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100份环氧树脂、20
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30份1
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乙烯基
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吡咯烷酮在60
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70℃混合均匀，洗涤、干燥，得到改性木粉；S3，塑形：将改性木粉和木粉质量0.3%的三乙醇胺混合球磨，筛分，得到平均粒径为100
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120目改性木粉。2.根据权利要求1所述的一种仿木家具用耐老化木塑复合材料，其特征在于：所述S1中木粉选自锯末、玉米秸秆粉、椰壳粉、坚果壳粉、桉树木粉中的一种或多种混合。3.根据权利要求1所述的一种仿木家具用耐老化木塑复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、乙烯基二硬脂酰胺和聚二甲基硅氧烷按照质量比为(1
‑
1.2):(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光杰，蒋鹏，方英雄，
申请(专利权)人：广州市元瑞家具实业有限公司，
类型：发明
国别省市：