一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法
【专利摘要】一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，涉及一种复合材料的制备方法，本发明杜仲木中含有的蛋白和大多数食品类似，并且检测出多种人体必须的氨基酸和矿物元素。同时，杜仲木本身含有大量木质素，以天然杜仲木粉填充纯聚丙烯等热塑性树脂，经过加入助剂制得的复合材料，具有一定的硬度、抗拉强度、维卡软化温度和密度，又具有一定的断裂伸长率。相比传统材料木塑材料具有独特的优势：可释放一些对人体有益元素，无木材制品的缺陷（木节疤、斜纹理、腐朽等）、有类似木质的外观，比塑料硬度高、优良的成型加工以及耐候性等。本木塑制品有着广泛的应用，如护墙板装饰、地板、栅栏、室内桌椅、汽车内饰件等。
【专利说明】
一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种复合材料的制备方法，特别是涉及一种天然杜仲木塑复合材料的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 木塑复合材料(Wood-Plastic Composites，简称为WPC)是将各类木粉、农作物的 秸杆等植物纤维粉碎，收集不同目数的粉体后，与塑料粒料一并作为原料，再加入各种助 剂，经过密炼模压、熔融挤出等加工工艺，制作成一种高性能和高附加值的新型复合材料。
[0003] 传统木塑材料所用的木粉是通过秸杆、杨木、竹木等经过粉碎得到的木肩，在木材 方面需求量非常大。本发明不是简单的运用这些传统木材，而是使用我国特有的植物杜仲 为材料，木肩也不是经过简单粉碎制得，是在杜仲的树皮、树叶、根部提取杜仲胶是残留下 来的，其内部还存在一些木质素、多糖、多酚等有益元素。同时还有环保节约作用，本发明直 接利用杜仲提取物之后的残渣作原料。
[0004] 杜仲的为我国特有的经济作物，是我国二级珍惜保护植物。其植株中含有木质素 类、黄酮类、多糖类等。杜仲具有降血压、降血脂、抗肿瘤等药理作用。其在中国、韩国、日本 等有悠久的用药历史。聚丙烯具有密度小、力学性能优良、化学稳定性好等优点，作为木塑 复合材料的基体有很大优势。
[0005] 我国对杜仲胶的应用技术日益成熟，然而对杜仲的需求量大大增加，然而我们面 临这一个问题，杜仲在医药方面的应用和提炼杜仲胶中留下大量的杜仲残渣和木肩，本发 明就是在环保和节约资源的基础上，使杜仲木粉得以利用，同时发挥其本身药理作用。在提 倡废物利用、节约资源、环保健康的大环境下，考虑杜仲木粉填充聚丙烯烃添加相关助剂的 混炼，制得杜仲木塑复合材料，以提高其利用的经济效益。
[0006] 国内对木塑复合材料的研究较晚，可是发展十分迅速，许多阶段性的成果得到实 现。当今国内工业化生产PP复合木粉和PE复合木粉材料技术已趋完善，生产PVC复合木粉材 料技术也处于起步阶段。但如何在保证拉伸、弯曲和冲击强度等力学性能较高的同时，降低 生产成本，扩大原材料的供应范围，满足大规模工业生产的需要等技术方面的问题，还没有 得到很好解决。
[0007] 带有酸酐基团和羧基的高分子树脂可用于WPC的相容剂，如马来酸酐接枝聚丙烯 (PP-g-MAH)、亚甲基丁二酸酐、异氰酸酯等。相容剂所带酸酐和羧基基团能与木纤维表面的 羟基反应可以进行化学联结，它的非极性或弱极性的高分子链和树脂相容，从而可以增加 木塑间的相容性。相容剂MAH-g-PP的用量最好恰能覆盖所有杜仲木纤维表面，过少不能充 分地发挥木塑间的相容作用，过多则由于相容剂本身的力学性能较差，会使得复合材料的 性能降低。
[0008] 偶联剂会提高塑料与木纤维表面间的界面结合力，同时还能降低木纤维吸水性， 提高木纤维与塑料间的相容性，从而提高复合材料力学性能。偶联剂分子具有多官能度，一 个官能团与纤维素的羟基作用，另一个官能团与聚合物的官能团作用。硅烷偶联剂和钛酸 酯偶联剂是应用最广泛的两类偶联剂。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，该方法制备复合 材料具有一定的硬度、抗拉强度、维卡软化温度和密度，又具有一定的断裂伸长率。采用双 螺杆挤出机、密炼机、开炼机使物料可以充分进行塑化以及均匀混合，释放一些对人体有益 元素，比塑料硬度高、优良的成型加工以及耐候性等。
[0010] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，所述方法包括以下过程： (1) 将杜仲木粉经8Q-150°C烘干6-1Q小时，用高速粉碎机粉碎到60-2QO目； (2) 将聚烯烃5Q-1QQ份与杜仲木粉8Q-15Q份与抗氧剂1-5份、内润滑剂1-5份、相容剂5-25份，填料2Q-6Q份，偶联剂3-5份，进行混合制得木塑材料。
[0011] 所述的一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，所述聚烯烃原料为聚乙烯、聚丙 烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酯之一。
[0012] 所述的一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，所述原料中杜仲木粉来源于天然 杜仲叶、茎、树皮、根部。
[0013] 所述的一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，所述方法的步骤(2)中采用??1-MAH、PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH相容剂来提高界面相容性，其用量0-30份。
[0014] 所述的一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，所述方法的步骤(2)中偶联剂采 用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
[0015] 步骤(2)中所用基本填料为传统木塑配方用料，含抗氧剂1010、抗氧剂168。
[0016] 步骤(2)中所用基本填料为传统的木塑配方用料，含石蜡、硅氧烷润滑剂、复合润 滑剂等。
[0017] 步骤(2)中所用基本填料为传统的木塑配方用料，含滑石粉、白炭黑、碳酸钙等。 步骤(2)中将采用开炼机、密炼机、双螺杆挤出机，按常规木塑材料加工工艺进行。
[0018] 本发明的优点与效果是： 1.本发明复合材料具有一定的硬度、抗拉强度、维卡软化温度和密度，又具有一定的断 裂伸长率。相比传统材料木塑材料具有独特的优势:可释放一些对人体有益元素，无木材制 品的缺陷(木节疤、斜纹理、腐朽等）、有类似木质的外观，比塑料硬度高、优良的成型加工以 及耐候性等。本木塑制品有着广泛的应用，如护墙板装饰、地板、栅栏、室内桌椅、汽车内饰 件等。
[0019] 2.本发明采用双螺杆挤出机、密炼机、开炼机等，依靠所产生的压力及剪切力，使 物料可以充分进行塑化以及均匀混合，避免物料不均匀现象。
[0020] 3.本发明制备的杜仲木塑复合材料工艺简单，制得材料与木材相比，耐大气老化， 尺寸稳定性好，不怕虫蛀和真菌，抗强酸强碱，其吸湿率和吸湿膨胀率较低。与塑料相比，适 用于各种加工方式，如钉、钻、刨、上螺钉等，表面易于装饰，可印刷、油漆、覆膜等各种处理， 且产品100%回收利用，环境友好。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0022] 实施实例： (1)将粗木肩100 °C下烘干8小时，再用高速粉碎机粉碎5至10分钟，将粗木粉细化。 [0023] (2)将100份纯聚丙烯中加入150份杜仲木粉，1份抗氧剂1010,滑石粉30份，石蜡1 份，聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g- MAH)20份，放入高速混合机中混合均匀。
[0024] (3)将混合均与的样品加入双螺杆挤出机中，在一定温度下挤出成型。
[0025]利用所申请方法，依照如下配方方案进行试验。
[0026] 表1实施方案（phr)
表2试样的物理性能
应说明的是:上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围内。
【主权项】
1. 一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下过程： (1) 将杜仲木粉经8Q-150°C烘干6-1Q小时，用高速粉碎机粉碎到60-2QO目； (2) 将聚烯烃5Q-1QQ份与杜仲木粉8Q-15Q份与抗氧剂1-5份、内润滑剂1-5份、相容剂5-25份，填料2Q-6Q份，偶联剂3-5份，进行混合制得木塑材料。2. 根据权利要求1所述的一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚 烯烃原料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酯之一。3. 根据权利要求1所述的一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述原 料中杜仲木粉来源于天然杜仲叶、茎、树皮、根部。4. 根据权利要求1所述的一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述方 法的步骤(2)中采用PP-g- MAH、PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH相容剂来提高界面相容性，其 用量0-30份。5. 根据权利要求1所述的一种天然杜仲木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述方 法的步骤(2)中偶联剂采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
【文档编号】C08L51/06GK106046830SQ201610515501
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】方庆红, 牟锐兴, 杨凤, 康海澜
【申请人】沈阳化工大学