环保型-低气味车用聚丙烯/木粉复合板的制备方法技术

本发明专利技术为环保型－低气味车用ＰＰ／木粉复合板的制备方法，其具体工艺为：首先进行水洗木粉原料的预处理：第一步用浓度１０％～２０％ＮａＯＨ溶液处理木粉，水洗至ｐＨ值６～８，烘干：在１００±５℃下通入气体，时间３～５小时，将湿气、一些低分子挥发物和易氧化物除去；第二步将上述烘干的木粉再用硅烷偶联剂进行表面预涂处理；然后在１５０～２００℃下检测气味小的ＰＰ粉，通过气味试验进行选择合适粉料，减少挥发物含量对木塑板产品气味有影响；并且在ＰＰ／木粉复合板配方中增加３～７％的吸附剂；其后ＰＰ／木粉复合板成型加工，成型热加工温度≯２２０℃，同时通Ｎ２气保护。本发明专利技术生产成本适宜，操作方便，能耗低，符合环保要求，便于产业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物基复合材料，特指环保型-低气味车用PP/木粉复合板的制备方法。
技术介绍
木纤维与热塑性聚合物形成的木塑复合材料(称之为Wood PlasticComposites，缩写为WPC)。木材-热塑性塑料复合是当今世界一种新兴的有广泛发展和应用前景的新型复合材料。由于它具有使用寿命长、美观、可再生、造价低、防虫、防腐、抗滑、可喷涂、比纯塑料产品的硬度高、可与木材一样进行加工、粘接和固定等优点，因此木塑复合材料广泛应用于门窗、地板、墙壁的建筑材料、舰船材料、栅栏材料、家俱材料、汽车材料等。目前国内主要是对PE，PP/木纤维复合材料的研究和产品开发。木塑复合材料的研究与开发的主要关键问题是木纤维与聚合物的界面相容性以及在加工时木纤维的热稳定性。这是因为大多数木材纤维的降解温度在200℃以下，超过此温度，木纤维的强度将因降解而下降，并且释放出带有刺激气味的有机挥发物乙醛、羰基酸、酯(通过热试验由色谱-质谱仪检测出约有14～41种化合物)。这些有机挥发物对人体健康是有害的，国内外已有关于车船因用材发出对人体有毒、有害的刺激气味的报导，影响了WPC材料的应用推广。鉴于这种现状，上海几家大的汽车公司提出要环保型低气味的车用PP/木纤维复合材料的产品，用于汽车制造业，如高级轿车仪表板、行李架盖板、门板、座椅板的生产。有中国专利02160123.2“一种木塑复合材料及其制备方法和应用”，专利提供了一种由木质纤维填充改型废旧塑料的木塑复合材料和制备方法，专利还提到添加各种加工助剂，改善加工性能和复合板的使用性能；但没提到因聚丙烯填充木粉含量高，共混温度偏高易引起木粉、PP热解，并释放出带有刺激气味的有机挥发物乙醛、羰基酸、酯等；木塑板制品吸附了这些带有刺激气味的有机挥发物乙醛、羰基酸、酯，木塑板在一定温度下使用时，又会脱附这些带有刺激气味的有机挥发物乙醛、羰基酸、酯，从而引起环境污染和影响人体健康。随着人们环保意识加强，一些高档车对木塑板制品要求更高，在原有的基础上，提出开发一种环保型-低气味的车用PP/木粉复合材料制品。开发环保型-低气味的车用PP/木粉复合材料制品目前国内尚未见这方面报道，国外在这方面的报导也少见。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低气味的车用PP/木粉复合材料，使原生产的车用PP/木粉板的气味由4～5级降到3.5或更低，其他如力学性能保持不变。实现上述目的的技术方案是1.木粉原料的预处理第一步用浓度10％～20％的NaOH溶液处理木粉，水洗至PH值6～8，烘干在100±5℃下通入热空气，时间3～5小时；将湿气、一些低分子挥发物和易氧化物除去；第二步用第一步烘干的木粉再用硅烷偶联剂进行表面预涂处理；2.在PP/木粉复合板配方中增加3～7％的吸附剂，其为活性碳、活性白土、分子筛吸附剂中的其中之一；4.PP/木粉复合板成型加工，成型热加工温度≯220℃，同时通N2气保护，起到气提和置换氧的作用。为了减少挥发物含量对木塑板产品气味的影响，可在150～200℃下检测气味小的PP粉，通过气味试验进行选择合适粉料；考虑到碱液处理木粉产生污水问题，可加入增容剂如聚丙烯酸酯系列树脂、PP的接枝。本专利技术的优点是从制备工艺源头开始，根治WPC材料产生气味的原因。其通过采用物理和化学复合工艺路线，添加合适的增容剂和偶联剂，改善木粉与pp的界面相容性和加工时木粉的热稳定性，使制得的低气味的车用PP/木粉复合板气味检测达到大众PV3900气味检测标准≤3.5级，力学性能达到使用单位车用木塑板的标准。研发的工艺，在原有的生产装置上稍作改动，即能生产；所以生产成本适宜，操作方便，能耗低，符合环保要求，便于产业化。具体实施例方式本专利技术所述的制备实施例的过程为；低气味PP/木粉复合板实施，主要的原材料杉木粉20～50目，水分＜5％，常州市威士顿有限公司提供，PP粉南京栖霞山K8003粉料，其余原料均为市售商品。实施例1木粉原料的预处理第一步用浓度10％～20％NaOH溶液处理木粉，碱处理条件NaOH溶液将木粉浸没，搅拌下加热至沸腾，保持0.5～1小时，过滤，水洗至PH值6～8，在100±5℃下鼓风干燥，时间3～5小时；将湿气、木素除去；经红外光谱分析与进口(意大利)木粉一样；第二步硅烷化处理将第一步碱处理好的木粉将1～1.5％(以木粉计)硅烷偶联剂预涂在木粉表面，待用。木塑板的气味检测将处理好的木粉和PP粉、吸附剂活性碳，按配方(下表)混匀，倒入模具，在220～230℃通氮气下热压成型。把成型的木塑板放入规定的玻璃容器中，在80℃烘箱中保持2小时，然后按大众PV3900气味检测标准，来检查木塑板的气味等级。木塑板的气味等级≤3.5级，认为木塑板的气味合格。然后，再重复上述配方和处理过程，在双螺杆挤出机上共混造粒，粒子经压制成标准样条，进行气味检测。如果木塑板的气味合格，再在生产装置上生产半吨，进行木塑板使用性能全面评定。实施例2木粉原料的预处理第二步同实施例1，将预涂硅烷偶联剂的木粉和PP粉、吸附剂活性碳，按配方(下表)混匀，倒入模具，在220～230℃下热压成型。把成型的木塑板放入规定的玻璃容器中，放入80℃烘箱中保持2小时，然后按大众PV3900气味检测标准，来检查木塑板的气味等级，与实施例1比较，结果见下表。试验目的想去掉碱处理和通氮气，这样便于工业生产。实施例3，与实施例2一样，只是不加吸附剂，与实施例2比较气味改进效果。实施例4，与实施例1一样，只是不加吸附剂，与实施例1比较气味改进效果。实施例5，木粉不做任何预处理，配方中不加吸附剂，也就是原先有气味的配方。实施例6，木粉只是用碱预处理，其他与实施例5一样，与实施例5比较气味改进效果。实施例7，考虑碱液处理木粉产生污水问题，加入增容剂聚丙烯酸酯系列树脂，改善木粉与PP粉相容性，其他与实施例2一样，与实施例2比较气味改进效果。表 权利要求1.环保型-低气味车用PP/木粉复合板制备方法，其特征是将烘干的木粉用硅烷偶联剂进行表面预涂处理；在PP/木粉复合板配方中增加3～7％的吸附剂，吸附剂为活性碳、活性白土、分子筛吸附剂；在温度≯220℃的条件下进行PP/木粉复合板成型加工。2.根据权利要求1所述的一种环保型-低气味车用PP/木粉复合板制备方法，其特征在于在进行PP/木粉复合板成型加工的同时通N2保护气。3.根据权利要求1所述的一种环保型-低气味车用PP/木粉复合板制备方法，其特征在于在对木粉用硅烷偶联剂进行表面预涂处理之前，可用浓度10％～20％NaOH溶液处理木粉，水洗至PH值6～8，在100±5℃下通入热空气进行烘干，时间3～5小时4.根据权利要求1所述的一种环保型-低气味车用PP/木粉复合板制备方法，其特征在于在木粉与PP粉混合之前，在150～200℃下检测PP粉气味大小。全文摘要本专利技术为环保型－低气味车用PP/木粉复合板的制备方法，其具体工艺为首先进行水洗木粉原料的预处理第一步用浓度10％～20％NaOH溶液处理木粉，水洗至pH值6～8，烘干在100±5℃下通入气体，时间3～5小时，将湿气、一些低分子挥发物和易氧化物除去；第二步将上述烘干的木粉再用硅烷偶联剂进行表面预涂处理；然后在150～200℃下检测气味小的P P粉，通过气味试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
环保型－低气味车用ＰＰ／木粉复合板制备方法，其特征是：将烘干的木粉用硅烷偶联剂进行表面预涂处理；在ＰＰ／木粉复合板配方中增加３～７％的吸附剂，吸附剂为活性碳、活性白土、分子筛吸附剂；在温度≯２２０℃的条件下进行ＰＰ／木粉复合板成型加工。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邬国英，林西平，郭建民，周永生，魏科年，
申请(专利权)人：江苏工业学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]