一种新型环保木塑材料及其在工具箱上的应用制造技术

本发明专利技术涉及木塑材料的技术领域，公开了一种新型环保木塑材料及其在工具箱上的应用，按重量份计，包括以下原料：70~80份ABS树脂、40~50份改性植物纤维粉末、20~30份含乙烯基硅烷聚合物、10~15份马来酸酐、5~15份纳米陶瓷粉、0.1~1份抗氧剂和1~5份润滑剂；所述改性植物纤维粉末为经交联羧甲基纤维素钠接枝改性的植物纤维粉末。本发明专利技术采用ABS树脂和改性植物纤维粉末为基材，能够改善木塑材料的相容性问题，提高强度、韧性、抗冲击性能和耐磨性，而且还具备高防水性，长期吸水率低，延长使用寿命，能够满足工具箱的应用需求。能够满足工具箱的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种新型环保木塑材料及其在工具箱上的应用


[0001]本专利技术涉及木塑材料的
，尤其涉及一种新型环保木塑材料及其在工具箱上的应用。

技术介绍

[0002]目前木塑材料主要集中在以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等热塑性塑料和木粉、植物秸秆粉、植物种壳等木质粉料为原料，经挤压、注塑、压制成型所制成的复合材料方面。从广义上讲，木塑复合材料已成为以各种天然纤维材料或无机原料为基体，与各种不同树脂材料复合而成的一类新型材料。从生产原料来看，木塑复合材料的原料可采用各种废旧塑料、废木料及农作物的剩余物。因此，木塑复合材料的研制和广泛应用非常有利于缓解目前资源紧缺问题，有助于减缓塑料废弃物的污染，也有助于减少农业废弃物焚烧给环境带来的污染。木塑复合材料的生产和使用，不会向周围环境散发危害人类健康的挥发物，材料本身还可回收利用，是一种全新的绿色环保产品，也是一种生态洁净的复合材料。
[0003]工具箱一般使用PP、PE、ABS、PC等材料生产，每年消耗大量的化工原料。化工原料价格上涨直接导致产品生产成本增加，木塑材料作为一种代替材料，可以极大降低生产成本，提高产品竞争优势。但是，以木塑材料制备工具箱难以达到对于产品强度的要求，例如，公开号为CN104497608A的中国专利技术专利公开了一种聚乙烯木塑材料及其制备方法，聚乙烯木塑材料由如下质量份数的原料制备而成：木粉：50
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100份，偶联剂：1.0
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3.0份，石蜡：1.0
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>3.0份，复合木粉：50
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100份，硬脂酸锌：1.0
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3.0份，抗氧剂1010：0.1
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0.2份，UV
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531：0.05
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0.2份，抗氧剂168:0.1
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0.2份，PE塑料：20
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50份。该专利以聚乙烯为基材，所制得木塑材料的强度和耐磨性不足以作为工具箱材料使用，并且稳定性较差，使用寿命较短。

技术实现思路

[0004]为了解决现有木塑材料的强度和耐磨性不足的技术问题，本专利技术提供了一种新型环保木塑材料及其在工具箱上的应用，采用ABS树脂和改性植物纤维粉末为基材，能够改善木塑材料的相容性问题，提高强度和耐磨性，并具备良好的防水性能，满足作为工具箱材料的应用需求。
[0005]本专利技术的具体技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种新型环保木塑材料，按重量份计，包括以下原料：70～80份ABS树脂、40～50份改性植物纤维粉末、20～30份含乙烯基硅烷聚合物、10～15份马来酸酐、5～15份纳米陶瓷粉、0.1～1份抗氧剂和1～5份润滑剂；所述改性植物纤维粉末为经交联羧甲基纤维素钠接枝改性的植物纤维粉末。
[0006]ABS树脂(丙烯腈
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苯乙烯
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丁二烯共聚物)是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料，但是对ABS基木塑复合材料的相关研究则较少。选用ABS塑料做为基体，制备新型环保ABS/木塑复合材料，对于提高木塑材料的力学性能，拓宽木塑材料应用领域
具有重要的实际意义。木质粉料具有较高的吸水性，容易霉变或者开裂，木塑材料虽然因含有塑料成分，能够降低吸水率，但是长期(如两个月以上)的吸水率仍较高，不够满足工具箱防水、防潮、便于清洗等的需求，并且，木塑材料还存在塑料和木质粉料间的界面相容性问题，导致其力学性能受到影响。而本专利技术采用改性植物纤维粉末能够改善相容性问题，且经交联羧甲基纤维素钠接枝改性后会在粉末表面形成包覆层，交联羧甲基纤维素钠不吸水且具有纤维素增强性能，其遇水膨胀性会补充粉末材料间的结构空隙，并不损害木塑材料的力学性能，再加上硅烷低聚物能够形成致密的疏水层，将大幅度提高木塑材料的防水性能。纳米陶瓷粉的加入，可提高木塑材料的成型性，提高界面粘结强度，增韧补强，以及抗氧剂、润滑剂的添加，提高耐光热稳定性以及表面平整度、光滑度，使得制得的木塑材料不仅具有环保性，还能兼具高强度、韧性、耐磨性和防水性等高性能。
[0007]作为优选，所述含乙烯基硅烷聚合物的平均分子量为1500～3000。
[0008]硅烷聚合物的分子量使得其能够与其他组分相配合形成致密疏水结构的同时，并不影响木塑材料的高强度性能。
[0009]作为优选，所述抗氧剂为抗氧剂1010、1076、1098、168和264中的一种或多种。
[0010]作为优选，所述润滑剂为聚乙烯蜡、液体石蜡、硅油或硬脂酸。
[0011]作为优选，所述改性植物纤维粉末的制备方法包括如下步骤：按重量份计，将50份植物纤维粉末超声分散于100～120份水中，加入50～65份琥珀酸苷后加热至70～80℃搅拌30～60min，之后减压蒸馏去除大部分水分后，再加入20～35份交联羧甲基纤维素钠、1～5份冰醋酸和70份丙酮，在50～60℃下搅拌反应2～4h；反应完成后，依次经旋蒸、过滤、烘干，得到改性植物纤维粉末。
[0012]琥珀酸苷表面含有的极性基团与植物纤维表面的羟基发生酯化反应，通过反应参数条件的控制，使得琥珀酸苷除了能够作为交联羧甲基纤维素钠接枝于植物纤维粉末表面的中间介质，形成良好的包覆层结构，还能够保留交联羧甲基纤维素钠高分子链上具有的丰富羟基，在木塑材料制备时，能够进一步提高相容性。
[0013]作为优选，所述植物纤维粉末为木粉、竹粉、秸秆粉或种壳粉，粉末粒径为40～100目。
[0014]植物纤维粉末的粒径范围可以保证木塑材料具备较高的强度和稳定性，粒径越大，不利于界面相容性，进而整体性能降低。
[0015]第二方面，本专利技术还提供了一种上述新型环保木塑材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将70～80份ABS树脂和5倍ABS树脂重量的甲苯混合并加热至200～220℃，加入10～15份马来酸酐、40～50份改性植物纤维粉末和2～8份过氧化二异丙苯反应1～3h，再加入20～30份含乙烯基硅烷聚合物继续反应0.5～1h，反应完成后，在100～120℃下真空干燥，得到ABS树脂接枝共聚物；(2)将ABS树脂接枝共聚物、5～15份纳米陶瓷粉、0.1～1份抗氧剂和1～5份润滑剂在90～100℃下捏合10～20min，再在130～140℃下混炼5～10min，得到物料；(3)将物料在双螺旋杆挤出机中熔融挤出成型，温度为170～190℃、转速为40～60rpm，得到木塑材料。
[0016]ABS树脂经马来酸酐接枝改性，再利用马来酸酐上的羧基与改性植物纤维粉末反
应，提高木塑材料的结合性，之后加入的硅烷聚合物除了能够利用其含有的乙烯基官能团接枝到ABS树脂上之外，还能够与改性植物纤维粉末表面的氢氧基发生偶联，进而在木塑材料表面形成稳定且致密的疏水层。植物纤维粉末受到疏水层、高分子链及交联羧甲基纤维素钠的多重结构影响下，可以极大地降低吸水率，提高木塑材料的防水性，高分子链的接枝交联结构还能够提高力学强度和稳定性。木本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型环保木塑材料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：70~80份ABS树脂、40~50份改性植物纤维粉末、20~30份含乙烯基硅烷聚合物、10~15份马来酸酐、5~15份纳米陶瓷粉、0.1~1份抗氧剂和1~5份润滑剂；所述改性植物纤维粉末为经交联羧甲基纤维素钠接枝改性的植物纤维粉末。2.如权利要求1所述新型环保木塑材料，其特征在于，所述含乙烯基硅烷聚合物的平均分子量为1500~3000。3.如权利要求1所述新型环保木塑材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、1076、1098、168和264中的一种或多种。4.如权利要求1所述新型环保木塑材料，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、液体石蜡、硅油或硬脂酸。5.如权利要求1所述新型环保木塑材料，其特征在于，所述改性植物纤维粉末的制备方法包括如下步骤：按重量份计，将50份植物纤维粉末超声分散于100~120份水中，加入50~65份琥珀酸苷后加热至70~80℃搅拌30~60min，之后减压蒸馏去除大部分水分后，再加入20~35份交联羧甲基纤维素钠、1~5份冰醋酸和70份丙酮，在50~60℃下搅拌反应2~4h；反应完成后，依次经旋蒸、过滤、烘干，得到改性植物纤维粉末。6.如权利要求5所述新型环保木塑材料，其特征在于，所述植物纤维粉末为木粉、竹粉、秸秆粉或种壳粉，粉末粒径为40~100目。7.一种如权利要求1
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6之一所述新型环保木塑材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将70~80份ABS...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱仁俊，王伟，
申请(专利权)人：杭州巨星科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：