一种聚乙烯基木塑复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高分子复合材料及其制备方法，特别是涉及一种聚乙烯基木塑复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]木塑复合材料(Wood-Plastic Composites，简称WPC)是一种将木材或纤维素作为基础材料与多种塑料制成的复合材料，它作为新型、价格低廉的、且可循环使用的耐久性材料得到人们的认可。作为新型的环保材料，木塑复合材料不仅可对木材有效使用，而且还能提高塑料的回收利用，在为人们提供资源的同时，也能改善环境污染、资源短缺的问题。木塑复合材料不仅可以充分利用资源，而且还可以多次使用、回收利用，具有很好的前景。不足的是，木纤维分子内存在氢键，在加热混合中它们会大量聚集一起，容易成团，使其不能再塑料基体中均匀分散。除此，在制备复合材料中，因木材的组分中还有较多的羟基，具有较强的吸水性。这不仅仅降低材料的尺寸性，还影响与非极性憎水的热塑性塑料基体间的相容性。因此，如何提高木粉与塑料的相容性一直是木塑复合材料的研究重点及热点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种聚乙烯基木塑复合材料及其制备方法:本发明改善木粉与塑料间的相容性问题，增强木塑复合材料的韧性。在增加木粉填充量的同时，保证加工性能和物理机械性能，改善木塑复合材料高性能化，提高木塑复合材料的性价比，为废旧塑料和木材废弃物的再资源化提供更有效、更经济的方法。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
聚乙烯基木塑复合材料，按重量份数计，由以下组份制成:PE 80?100份，杨木粉60?90份，界面增容剂7?15份，润滑剂2?7份，交联剂0.5?3份，偶联剂0.5?2份，抗氧剂0.1?1.5份，填料10?30份。通过制备一种界面增容剂，将自制丙烯酸接枝PE和聚乙烯醇按照一定的比例与木粉、塑料基体等其他助剂以一定顺序在高混机共混一段时间，投入到双螺杆挤出机中挤出成型。
[0005]所述的聚乙烯为HDPE，其熔融指数为1.5?4g/10min。
[0006]所述的杨木粉细度为60?100目，经过干燥处理该木粉中的水分含量小于2%。偶联剂则用的是乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂，用量为0.5?2份。
[0007]所述的交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，DCP分子中的0-0键的键能较弱，受热易分解产生自由基，引发HDPE自由基链反应，在不同或同一碳链之间形成化学键，也就是交联反应，交联度增大可形成三维网状结构，这样对提高木塑复合材料的强度。
[0008]所述的界面增容剂，先利用溶液法和熔融法制得不同接枝率的丙烯酸接枝PE，分另IJ与聚乙烯醇按照一定比例共混，其比例为1:1?3:1。总份数为7?15份。
[0009]所述的润滑剂为硬脂酸锌和EBS按照1:1比例复合配置而成的，总份数为2?7份。
[0010]所述的抗氧剂是有1010和168按照2:1的比例复配得到的，总份数为0.1?1.5份。
[0011]所述的填料是滑石粉、煅烧高岭土、轻质碳酸钙以及白炭黑中的一种或两种。
[0012]该方法的制备步骤是按照上述条件比例，先将经偶联剂处理的木粉、聚乙烯、界面增容剂以及其他填料放入高混机中在100?120°C混合5?15分钟，然后将混料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制加工温度在150?200°C，螺杆转数在50?90转/分，最后使用平板硫化机进行模压成型。
【具体实施方式】
[0013]下面通过具体的实例对本发明进行详细说明。
[0014]实例1:
(1)制备界面相容剂
将10克聚乙烯和100毫升二甲苯放入三口瓶中，在120°C下加热搅拌，待聚乙烯全部溶解后，加入2g丙烯酸。继续搅拌十分钟后，将0.2gBP0溶于10ml的二甲苯置于恒压滴液漏斗中，并在20分钟内滴完，之后继续搅拌，半小时后停止反应。待混合物温度下降至50°C左右，将其倒入丙酮中，冷却接近室温，抽滤并用丙酮洗涤数次。将产物在90°C下干燥10小时。将得到产物与聚乙烯醇以2:1比例混合。
[0015](2)制备聚乙烯基木塑复合材料
一种聚乙烯基木塑复合材料，按重量份计，由以下组份制成:HDPE 80份，杨木粉80份(目数为80目)，乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂1份(处理木粉)，
硬脂酸锌2.4份，界面增容剂7?15份，EBS 2.^V，DCP 1份，抗氧剂1010为1份，抗氧剂168为0.5份，轻质碳酸钙10?30份。经高速混合机常温混合lOmin，然后将混料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制加工温度在150?200°C，螺杆转数在50?90转/分。
[0016]实例2:
(1)制备界面相容剂
将10份丙烯酸和1份过氧化二异丙苯混合，并用20份丙酮完全溶解，再将混合液倒入100份均聚PE中，经混合机加热至80°C混合5min，其混合速度为最后将混合物加入双螺杆挤出机中熔融挤出，制得丙烯酸接枝PE，出机温度从喂料段到机头依次为140°C、140°C、150°C、160°C、170°C、180°C，挤出螺杆挤出螺杆转速为170转/min，喂料速度为10转/min。将得到产物与聚乙烯醇以2:1比例混合制得界面增容剂。
[0017](2)制备聚乙烯基木塑复合材料
一种聚乙烯基木塑复合材料，按重量份计，由以下组份制成:HDPE 80份，杨木粉80份(目数为80目)，乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂1份(处理木粉)，
硬脂酸锌2.4份，界面增容剂7?15份，EBS 2.^V，DCP 1份，抗氧剂1010为1份，抗氧剂168为0.5份，轻质碳酸钙10?30份。经高速混合机常温混合lOmin，然后将混料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制加工温度在150?200°C，螺杆转数在50?90转/分，最后使用平板硫化机进行模压成型。
[0018]一种聚乙烯基木塑复合材料，按重量份计，由以下组份制成:HDPE 80份，杨木粉90份(目数为80目)，乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂1份(先处理木粉)，
硬脂酸锌2.4份，界面增容剂7?15份，EBS 2.^V，DCP 1份，抗氧剂1010为1份，抗氧剂168为0.5份，轻质碳酸钙10?30份。经高速混合机常温混合lOmin，然后将混料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制加工温度在150?200°C，螺杆转数在50?90转/分，最后使用平板硫化机进行模压成型。
【主权项】
1.一种聚乙烯基木塑复合材料，按重量份计，由以下组份制成:PE80?100份，杨木粉80?120份，界面增容剂7?15份，润滑剂2?7份，交联剂0.5?3份，偶联剂0.5?2份，抗氧剂0.1?1.5份，填料30?80份，经高速混合、挤出造粒、挤出成型，得到聚乙稀木塑复合材料。2.如权利要求1所述的一种聚乙烯基木塑复合材料，其特征在于所述的聚乙烯为HDPE，其熔融指数为1.5?4 g/10min。3.如权利要求1所述的一种聚乙烯基木塑复合材料，其特征在于所述的杨木粉细度为60?100目，经过干燥处理该木粉中的水分含量小于2%，偶联剂则用的是乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂，用量为0.5?2份。4.如权利要求1所述的一种聚乙烯基木塑复合材料，其特征在于所述的界面增容剂为利用溶液法和熔融法制得的不同接枝率的丙烯酸接枝PE，分别与聚乙烯醇按照一定比例共混，其比例为1:1?3:1，总份数为7?15份。5.如权利要求1所述的一种聚乙烯基木塑复合材料，其特征在于所述的交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)。6.如权利要求1所述的一种聚乙烯基木塑复合材料，其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸锌和EBS的一种或两种，总份数为2?7份。7.如权利要求1所述的一种聚乙烯基木塑复合材料，其特征在于所述的抗氧剂是有1010和168按照2:1的比例复配得到的，总份数为0.1?1.5份。8.如权利要求1所述的一种聚乙烯基木塑复合材料，其特征在于所述的填料是滑石粉、煅烧高岭土、轻质碳酸钙以及白炭黑中的一种或两种。9.一种聚乙烯基木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述方法包括以下制备步骤: 按照上述比例先将经偶联剂处理的木粉、聚乙烯、界面增容剂以及其他填料放入高混机中在100?120°C混合3?10分钟，然后将混料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制加工温度在150?210°C，螺杆转数在50?90转/分。
【专利摘要】一种聚乙烯基木塑复合材料制备的方法，涉及一种高分子材料及其制备方法，组分和重量份数为：PE80～100份，杨木粉80～120份，界面增容剂7～15份，润滑剂2～7份，交联剂0.5～3份，偶联剂0.5～2份，抗氧剂0.1～1.5份，填料30～80份，经高速混合、挤出造粒、挤出成型，得到聚乙烯木塑复合材料。本发明一方面通过制备一种界面增容剂，将丙烯酸接枝PE和聚乙烯醇以最佳比例混合，进而增强木粉与PE之间的相容性。另一方面引发HDPE自交联反应，提高木塑复合材料的强度，在降低生产成本的同时，提高了产品的性能，拓宽了应用领域。
【IPC分类】C08L51/06, C08L29/04, C08K5/5425, C08K5/098, C08K13/02, C08L23/06, C08K5/14, C08K3/26, C08L97/02
【公开号】CN105440399
【申请号】CN201510877921
【发明人】梁兵, 梁爽
【申请人】沈阳化工大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月4日