一种木塑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料改性技术领域，公开了一种木塑复合材料及其制备方法。本发明专利技术的木塑复合材料由包括以下重量份的组分制成：40～75份塑料基材、20～50份木粉和5～10份助剂。该木塑复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)将经过硅烷化处理后干燥的20～50份木粉、40～75份塑料基材和5～10份助剂充分混合，混合10～60min；(2)将步骤(1)中的均匀混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，然后进入注塑机或者平板硫化机成型；或者步骤(1)中的均匀混合物进入平板硫化机成型。本发明专利技术在木粉表面形成了一层无机物层，有助于提高其与塑料基体的界面结合性能，同时提高了木粉的耐热温度，使其在加工过程中不易分解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术 属于高分子材料改性
，涉及ー种木塑复合材料及其制备方法。
技术介绍
木塑复合材料(wood-plastics composites,简称WPC)是用木粉填充塑料的改性热塑性复合材料，通过挤出、注塑、模压等方法成型。木粉一般为传统的木粉、竹粉、稻秸杆、果壳粉等，热塑性塑料主要有聚丙烯(PP)、聚こ烯(PE)、聚氯こ烯(PVC)、聚苯こ烯(PS)、丙烯腈-苯こ烯-丁ニ烯共聚物(ABS)。木塑复合材料的原材料基本上是来自于废旧物，是ー种环境友好型材料。由干，吸水性极强的木粉具有较强的极性，而塑料具有非极性特性，导致木粉与塑料之间的界面相容性不好。目前解决这ー问题的方法主要是通过添加马来酸酐接枝物、硅烷偶联剂、钛酸酯类等增溶剂来提高木粉与塑料之间的相容性。同时，木粉的耐热温度较低(一般加工温度不超过180°C )，在加工中容易出现分解，这也间接的导致了选择的塑料基体材料只能是ー些加工温度较低的材料，比如PP、PE、PVC、PS、ABS等，导致很多具有更优异性能的高温热塑性塑料无法与其共同制备复合材料。因此，需要选择ー种较优的方法对木粉与塑料之间的界面进行改性。目前，对木塑的改性方法主要是有机类改性，通过无机物包覆改性的技术专利技术还较少。无机物包覆改性在木塑领域是ー个比较新颖的方法，北京化工大学的赵永生在《蒙脱土 /硅烷改性木粉/PVC复合材料》一文中，在木粉/PVC中加入一定量的经硅烷偶联剂改性的蒙脱土(骨架为S1-O-Si结构)后，提高了木塑复合材料的力学性能，这预示着蒙脱土与PVC之间具有不错的界面结合性能。但是其蒙脱土是直接添加，容易发生团聚，影响产品的性能。
技术实现思路
针对现有技术中木粉与塑料之间的界面相容性不好的缺陷，本专利技术的目的是提供ー种木塑复合材料，本专利技术的木塑复合材料显著提高了木粉与塑料基体的界面结合性能。本专利技术的另ー个目的是提供ー种上述木塑复合材料的制备方法，该方法提高了木粉与塑料之间的界面相容性和木粉的加工温度。本专利技术的技术方案如下:本专利技术提供了ー种木塑复合材料，该木塑复合材料由包括以下重量份的组分制成:塑料基材40 75份，木粉20 50份，助剂5 10份。所述的塑料基材为塑料新料或废弃塑料，优选塑料新料。所述的塑料基材选自聚丙烯(PP，T30S)、聚こ烯(PE)、聚氯こ烯(PVC)、聚苯こ烯(PS)或丙烯腈-苯こ烯-丁ニ烯共聚物(ABS)中的ー种或ー种以上的物质。所述的木粉选自普通木粉、竹粉、稻秸杆或果壳粉中的ー种或ー种以上的物质。所述的助剂选自润滑剤、抗氧剂或紫外线稳定剂中的ー种或ー种以上的物质。所述的润滑剂选自聚こ烯蜡或硬脂酸中的ー种。所述的抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂168中的ー种。所述的紫外线稳定剂选自UV-531或UV-327中的ー种。本专利技术还提供了ー种上述木塑复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤:(1)将经过硅烷化处理后干燥的20 50份木粉、40 75份塑料基材和5 10份助剂充分混合，混合10 60min ；(2)将步骤(I)中的均匀混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，然后进入注塑机或者平板硫化机成型；或者步骤(I)中的均匀混合物进入平板硫化机成型。所述的经过硅烷化处理后干燥的木粉处理方法如下:(I)取20 50份木粉在100°C空气气氛下，干燥2 5h ;(2)将步骤⑴中得到的干燥的木粉，置于由正硅酸こ酯(TEOS)、硅烷偶联剂、无水こ醇、酸催化剂组成的混合处理液中，其中:混合处理液中正硅酸こ酷(TEOS)、硅烷偶联剂和无水こ醇的质量比:正硅酸こ酯(TEOS):硅烷偶联剂:无水こ醇=6: 4 9: 6 18 ;酸催化剂用量控制在混合处理液的质量分数为0.5 2% ;常温下搅拌10 60min，发生水解缩聚反应在木粉表面形成一层ニ氧化硅溶胶；(3)将步骤⑵中的木粉取出浙干，置于空气气氛下干燥48 120h后；100°C空气气氛下，干燥I 3h得到经硅烷化处理的木粉，备用。所述的硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570或KH792中的ー种。所述的酸催化剂选自盐酸或对甲基苯磺酸中的ー种。所述的双螺杆挤出机螺杆各区的温度范围设置为140 240°C。所述的注塑机各段温度设置为170 230°C。所述的平板硫化机成型过程中，其中加压温度为180 200°C，加压至5 12MPa ；加压两次，预热5 IOmin,压一次，去除压カ；继续预热2 5min,压第二次,保压I 3min，去除压カ，待冷却取出样品。本专利技术同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:1、本专利技术在木粉表面形成了ー层无机物层，有助于提高其与塑料基体的界面结合性能。2、本专利技术在木粉表面形成一层ニ氧化硅层有利于提高木粉的耐热温度，使其在加エ过程中不易分解。3、本专利技术的混合处理液不加水，混合处理液自身较稳定，可以重复使用，基本没有废液排放，既节省成本，也保护了环境。4、本专利技术中无机ニ氧化硅是通过溶胶-凝胶エ艺制备得到的，分散均匀。5、本专利技术中由于有ニ氧化硅的存在，有利于木塑复合材料的刚性等力学性能的提闻。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进ー步的说明。为了使试验エ艺的调整更加方便，下述实施例中所用塑料基材均是塑料新料。下述实施例中，混合处理液的用量为能够完全浸溃木粉即可。实施例1(I)木粉的处理:将20份普通木粉在100°C下干燥3h，放入配好的混合处理液中，其中混合处理液中TEOS: KH550:无水こ醇的质量比为1:1: 1，加入0.5%的盐酸(盐酸用量为混合处理液的质量分数为0.5% )，在常温下搅拌lOmin，发生水解缩聚反应在木粉表面形成一层ニ氧化硅溶胶；取出浙干；置于空气气氛下干燥48h，然后100°C空气气氛下，干燥lh，得到经硅烷化处理的木粉，备用。(2)木塑复合材料的制备:将上述20份经硅烷化处理的木粉、75份PP (T30S)、0.5份抗氧剂1010、4.5份紫外线稳定剂UV-327，先在开炼机上进行预混合，IOmin ;再通过平板硫化机进行模压成型，其中加压温度为190°C，压カ为8MPa，先预热8min，压一次，很快去除压カ；继续预热4min，重复压第二次，保压2min，去除压力，待冷却取出样品。该材料的力学性能测试情况请见表I。表I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木塑复合材料，其特征在于：该木塑复合材料由包括以下重量份的组分制成：塑料基材??40～75份，木粉??????20～50份，助剂??????5～10份。

【技术特征摘要】
1.一种木塑复合材料，其特征在于:该木塑复合材料由包括以下重量份的组分制成: 塑料基材40 75份， 木粉 20 50份， 助剂 5 10份。2.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于:所述的塑料基材为塑料新料或废弃塑料，优选塑料新料，选自聚丙烯、聚こ烯、聚氯こ烯、聚苯こ烯或丙烯腈-苯こ烯- 丁ニ烯共聚物中的ー种或ー种以上的物质。3.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于:所述的木粉选自普通木粉、竹粉、稻秸杆或果壳粉中的ー种或ー种以上的物质。4.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于:所述的助剂选自润滑剤、抗氧剂或紫外线稳定剂中的ー种或ー种以上的物质；其中:润滑剂进ー步选自聚こ烯蜡或硬脂酸中的ー种；抗氧剂进一步选自抗氧剂1010或抗氧剂168中的ー种；紫外线稳定剂进ー步选自UV-531或UV-327中的ー种。5.权利要求1至4任 一所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: (1)将经过硅烷化处理后干燥的20 50份木粉、40 75份塑料基材和5 10份助剂充分混合，混合10 60min ； (2)将步骤(1)中的均匀混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，然后进入注塑机或者平板硫化机成型；或者步骤1)中的均匀混合物进入平板硫化机成型。6.根据权利要求5所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于:所述的经过硅烷化处理后干燥的木粉处理方法如下: (1)取20 50份木粉在...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐龙彬，
申请(专利权)人：上海杰事杰新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：