一种低吸水率的聚烯烃木塑复合材料制造技术

本发明专利技术提供了一种低吸水率的聚烯烃木塑复合材料，以改性植物纤维和改性塑料为主要原料制备得到；本发明专利技术通过将植物纤维和塑料改性，可以制得比常规木塑复合材料吸水率低得多的木塑复合材料，从而有助于防止木塑复合材料发霉、腐烂、吸水变形，提高其抗冻熔性能等；干性油具有良好的防腐、防霉性能，被植物纤维吸收后，可使木塑复合材料的防腐、防霉性能得到明显改善；本发明专利技术通过将植物纤维和塑料改性，制得的木塑复合材料力学强度显著高于一般木塑复合材料，具有吸水率低、植物纤维粉含量高、外观仿真木效果好、强度高、成本低廉等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低吸水率的聚烯烃木塑复合材料，具体为 一种以农林 废弃物和废旧塑料为主要原料制备的一种低吸水率的聚烯烃木塑复合材 料。(二)
技术介绍
木塑复合材料(Wood-Plastic Composites,简称WPC )是以植物纤维 粉和塑料为主要原料,再加入少量偶联剂和其它添加剂，采用高温挤出(或 注塑、压制等)成型法制备的一种外观和性能类似于天然木材的新型复合 材料，其产品主要用作天然木材的替代品。制备木塑复合材料所用的植物纤维粉主要为农林废弃物，如木粉、 竹粉、糠粉、农作物秸秆粉等；所用的塑料主要为废旧热塑性塑料，如聚 乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。开发木塑复合材料有利于农林废弃物和废 旧塑料的综合利用和治理环境污染，有利于緩解木材日趋紧张的压力和减 少森林欲伐，这对于当前的环境保护和建设节约型社会具有重要的意义。 因此，近年来，木塑复合材料的产业化和应用开发得到了广泛重视和快速 发展。木塑复合材料的一个非常重要应用是作为木材的替代品广泛用作户 外建材和户外装饰材，如户外地板、栅栏、露台、凉亭、栈桥、水上通道、露天座椅、高速公路隔音墙、海边地板、花箱、园林景观等。这些木塑复 合材料的吸水率必须非常低，如果吸水率偏高，就会在户外环境中产生一 系列问题如吸7K后耐真菌腐朽性能降低，材料中的木粉易发霉、腐烂，耐冻融稳定性变差，吸水后机械强度显著下降，等等。一些早期的研究认为，由于木塑复合材料中的植物纤维被塑料包覆, 木塑复合材料的吸水率相当低(如<1%)，因此，早期人们曾宣称木塑复 合材料不吸水、不发霉、不腐烂，结果对如何降低木塑复合材料的吸水率 没有引起足够的重视。但是，近年来木塑复合材料经过了大量的实际应用后，人们发现 一般的木塑复合材料在户外使用中会有较明显的发霉、腐烂、吸水后强度降低，甚至吸水变形开裂等。这是因为早期报道的木塑复合材料吸水率数据是在吸水时间较短的时间(如24h)下测定的，此时木塑复合材并+吸水并没有达到饱和。近来 的研究(包括本专利技术者对国内外各种木塑复合材料吸水率的研究)表明， 木塑复合材料的吸水速率远低于木材，特别是其吸收的水份向材料内部迁 移的速率非常慢，但其饱和吸水率实际上并不低，植物纤维粉含量较高时 尤其如此。如果将木塑复合材料薄片表面打磨后长时间地浸入水中(如二 个月以上)， 一般木塑复合材料的总吸水率可达10°/。左右，结果造成木塑 复合材料的表面易发霉、腐烂、冻熔破坏，至使强度降低、使用寿命缩短 等等。因此，降低现有木塑复合材料的吸水率是一个非常重要的技术问题， 应该引起足够的重视。目前生产上降低木塑复合材料吸水率的一般方法主 要有两种 一种方法是降低植物纤维粉的含量，另一种方法是添加偶联剂 (或相容剂)。但是，降低植物纤维含量会增加成本，并使木塑复合材料 的外观木质感变差；而添加偶联剂不仅会增加成本，而且降低吸水率相当 有限。结果使得现有的木塑复合材料的植物纤维粉含量不高(<60°/。)，且 木塑产品的实际饱和吸水率偏高(24h吸水率不高，但吸水时间较长后， 吸水率就较大了 )，这可能是当前木塑复合材料在户外使用较长时间后易发霉、腐烂的重要原因。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是采用新的方法来显著降低现有木塑复合 材料产品的吸水率，提供一种低吸水率的聚烯烃木塑复合材料，特别是提 供一种物纤维含量较高、同时吸水率很低的聚烯烃木塑复合材料，使其在 户外的使用性能更好、寿命更长。本专利技术采用的技术方案是一种低吸水率的聚烯烃木塑复合材料，以改性植物纤维和改性塑料为 主要原料制备得到；所述改性植物纤维制备方法包括100质量份的干燥植物纤维粉与1 10质量份的干性油在混合机中升 温至90 10(TC充分混合后，静置冷却至干性油固化，得到所述改性植物 纤维；所述干性油为亚麻油、梓油、桐油、苏籽油或巴西果油中的一种或 两种以上的混合；所述改性塑料由如下方法制备得到取100质量份热塑性塑料，将1~5质量^f分的复合改性单体和0.1-0.5 质量份的引发剂加入至热塑性塑料中，混匀，将混合料加入挤出机于 170 190。C下挤出造粒，得到改性塑料；所述复合改性单体为马来酸酐或马来酸酐与下列之一或其中两种以 上的混合苯乙烯、丙烯酸、曱基丙烯酸、甲基丙烯酸曱酯、丙烯晴；所述引发剂为下列之 一 或其中两种以上的混合过氧化异丙苯 (DCP)、过氧化苯曱酰(BPO)、 二叔丁基过氧化氢(DTBP)、叔丁基过 氧化氢(TBHP )。干性油，是指涂布成膜后在空气中于室温下就能干燥成固体膜的油脂，其碘价〉170。本专利技术关键在于对制备木塑复合材料的主要原料——植物纤维粉和 塑料进行了改性处理，利用干性油对植物纤维粉进行处理，制得改性植物 纤维可降低吸水率，并且使木塑复合材料具有防霉、防腐性能；对塑料进 行接枝改性,其作用是降低吸水率,且显著提高木塑复合材料的力学强度。 木塑复合材料中植物纤维粉和塑料的用量，以及添加剂的种类和用量，均 参照本领域常规木塑复合材料组成。优选的，所述聚烯烃木塑复合材料由质量配比如下的原料制备得到改性植物纤维 50 80 4分改性塑料 15 5(H分润滑剂 1~5份光稳定剂 0.1 1.0份抗氧剂 0.1 1.(H分；所述润滑剂为常规用于木塑复合材料的润滑剂，可为下列之一或其中 两种以上的混合硬脂酸、硬脂酸曱酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸钙、硬脂酸 锌、月桂酸铅、液体石蜡、固体石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡；所述光稳定剂为常规用于木塑复合材料的光稳定剂，可为下列之一或 其中两种以上的混合光稳定剂UV-531、光稳定剂UV-1084、光稳定剂 UV-774;所述抗氧剂为常规用于木塑复合材料的抗氧剂剂，可为下列之一或其 中两种以上的混合抗氧剂BHT、抗氧剂1010、抗氧剂DLTP、抗氧剂 330、抗氧剂SP、抗氧剂1084。本专利技术不采用加入偶联剂或降低植物纤维粉含量的方法来降低吸水率，而是釆用以下方法来降低木塑复合材料的吸水率1、 将植物纤维粉充分干燥后，加入高速混合机，在搅拌下加入少量 干性油，使干性油被植物纤维粉吸收，并在植物纤维的内部和表面固化， 制得改性植物纤维粉；2、 采用平行双螺杆挤出机挤出熔融法，将原料中的塑料(废旧PE 或废旧PP)全部或大部分用马来酸酐(或与其它单体复配)进行接枝改 性，制得改性塑料；3、 改性植物纤维粉与改性塑料混合，然后采用常规生产技术(挤出、 注塑、压制等方法)制得一种低吸水率的聚烯烃木塑复合材料。本专利技术中， 木塑复合材料制备工艺过程如下按配方量将改性植物纤维粉、改性塑料、 稳定剂、润滑剂等加入高速混合机混合均匀，将混合料加入同向平行双螺 杆挤出机进行塑化造粒得木塑粒，将木塑粒加入锥形双螺杆挤出机挤出成 型，制得木塑复合材料。所述植物纤维粉为常规用于制备木塑复合材料的植物纤维粉,可为下 列之一或其中两种以上的混合木粉、竹粉、糠粉、秸秆粉，制备木塑复 合材料时，通常需要研磨成30-100目的粉末。所述热塑性塑料为常规用于制备木塑复合材料的热塑性塑料，可以用 新料，也可以用回收的废旧塑料，为了降低成本和有利于废旧塑料的回收 利用，优选废旧塑料。可为下列之一或其中两种以上的混合聚乙烯、聚 丙烯、ABS、聚苯乙烯。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低吸水率的聚烯烃木塑复合材料，以改性植物纤维和改性塑料为主要原料制备得到；　所述改性植物纤维制备方法包括：　１００质量份的干燥植物纤维粉与１～１０质量份的干性油在混合机中升温至９０～１００℃充分混合后，静置冷却至干性油固化， 得到所述改性植物纤维；所述干性油为亚麻油、梓油、桐油、苏籽油或巴西果油中的一种或两种以上的混合；　所述改性塑料由如下方法制备得到：　取１００质量份热塑性塑料，将１～５质量份的复合改性单体和０．１～０．５质量份的引发剂加入至热塑性 塑料中，混匀，将混合料加入挤出机于１７０～１９０℃下挤出造粒，得到改性塑料；　所述复合改性单体为马来酸酐或马来酸酐与下列之一或其中两种以上的混合：苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯晴；所述引发剂为下列之一或其中两种以上的 混合：过氧化异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化氢、叔丁基过氧化氢。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕群，李姗姗，
申请(专利权)人：杭州师范大学，吕群，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]