本发明涉及一种pvc木塑复合材料及其制备方法。
背景技术：
：专利文献cn1966582a公开了一种木塑复合型材，该木塑复合型材的原料重量配比为：聚氯乙烯(pvc)或聚乙烯(pe)或聚丙烯(pp)15-45、棉杆粉40-80、氯化聚乙烯2-5、丙烯酸酯0.5-1、纳米碳酸钙1-8、氢氧化铝5-10、稳定剂2-5、石蜡1-2，但未改的棉杆粉与pvc的相容性差，极大的限制了其应用领域。针对这种情况，急需研制一种新型pvc木塑材料，使其即保留现存木塑材料的优点又可以克服现存木塑材料的不足。为改善棉杆与塑料的相容性，专利文献cn102352116a公开了一种木塑复合材料及其制备方法，该木塑复合材料包括如下重量份配比的原料：改性植物纤维30-80、塑料20-70、相容剂2-10、润滑剂2-10、抗氧化剂0.2-1.0、填料5-15、阻燃剂2-10，其改性植物纤维是通过对农业废弃物棉杆进行爆破处理获得。专利文献cn109021403a公开了一种高强度木塑托盘，该高强度木塑托盘是由以下重量份原料制备得到：改性棉杆粉60-80份、聚丙烯再生料50-70份、马来酸酐接枝聚丙烯1-5份、邻苯二甲酸0.5-2份、硬脂酸锌1-2份、聚丙烯蜡1-2份、二苯胺0.2-1份、抗氧剂10100.2-1份、偶氮二甲酸胺0.5-1份、白云母3-7份、纳米碳酸钙1-10份、玻璃纤维2-8份、碳纤维2-8份，其改性棉杆粉是通过复合酶制剂酶解得到，生物可降解、力学性能好。上述两个技术方案存在爆破设备或酶制剂成本较高的问题。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供一种低成本的pvc木塑复合材料。为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种pvc木塑复合材料，由包括以下重量份数的原料制得：pvc树脂100份；十八胺或聚乙烯醇接枝改性棉杆10～30份；抗冲改性剂5～20份；热稳定剂1～5份；润滑剂1～3份。优选地，所述pvc木塑复合材料由包括以下重量份数的原料制得：pvc树脂100份；十八胺或聚乙烯醇接枝改性棉杆20份；抗冲改性剂15份；热稳定剂3份；润滑剂1.8份。优选地，所述pvc树脂的聚合度为1250～1400。优选地，所述抗冲改性剂为丙烯酸酯共聚物和/或氯化聚乙烯，更优选地，所述抗冲改性剂为丙烯酸酯共聚物与氯化聚乙烯重量比为(0～2)∶(1～2)的混合物，最优选地，所述抗冲改性剂为丙烯酸酯共聚物与氯化聚乙烯重量比为1∶2的混合物。优选地，所述润滑剂为液体石蜡和/或硬脂酸，更优选地，所述润滑剂为液体石蜡与硬脂酸重量比为(0～2)∶(1～3)的混合物，最优选地，所述润滑剂为液体石蜡与硬脂酸重量比为0.8∶1的混合物。优选地，所述热稳定剂为有机锡类稳定剂、钙-锌复合稳定剂、铅盐类稳定剂中的任意一种或多种。优选地，所述十八胺或聚乙烯醇接枝改性棉杆是通过包括如下步骤制备得到：(1)棉杆用氢氧化钠溶液浸泡后，干燥、粉碎，得到棉杆粉；(2)将棉杆粉、二异氰酸酯和催化量的催化剂在溶剂中混合反应；(3)步骤(2)反应完毕后再加入十八胺或聚乙烯醇，继续反应，得到十八胺或聚乙烯醇接枝改性棉杆。更优选地，棉杆、二异氰酸酯与十八胺或聚乙烯醇的重量比为100∶(1～10)∶(1～10)。更优选地，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。更优选地，所述催化剂为硫酸、二月桂酸二丁基锡、氯化亚锡以及对甲苯磺酸中的任意一种或多种，优选地，催化剂的用量为棉杆重量的0.1～0.3％。更优选地，步骤(1)所述氢氧化钠溶液的浓度为1～3mol/l，浸泡时间为12～48h；步骤(2)的反应温度为60～80℃，反应时间为3～5h；步骤(3)的反应温度为60～80℃，反应时间为3～5h。二异氰酸酯通过其中一个-nco基团锚定在棉杆表面，十八胺或聚乙烯醇则通过二异氰酸酯的另一个-nco基团接技到棉杆表面。上述pvc木塑复合材料的制备方法，包括：将pvc树脂、十八胺或聚乙烯醇接枝改性棉杆、抗冲改性剂、润滑剂、热稳定剂混炼，得到所述的pvc木塑复合材料。优选地，混炼的温度为180～200℃，时间为8～10分钟。具体实施方式以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1将100g棉秆除皮去剪成2cm左右的长度，用1mol/l氢氧化钠溶液浸泡24h干燥，使用打粉机将充分干燥后的棉秆的粉碎；然后加入1g二苯基甲烷二异氰酸酯，0.1g浓硫酸(98％)，以及200g丙酮，在60℃溶剂中搅拌反应4h；然后加入1g十八胺反应4h，过滤干燥得到接枝改性棉杆粉，备用。取pvc树脂(聚合度p为1376)100g、接枝改性棉杆粉20g、丙烯酸酯共聚物(acr-401国产)5g、氯化聚乙烯(cpe135a国产)10g、有机锡热稳定剂(硫醇甲基锡)3g、液体石蜡0.8g、硬脂酸1g，于高速混合机中90℃混合40分钟。然后于180℃双辊混炼8分钟。将混炼均匀的样品平放入模腔中在175℃模压15分钟，冷却至50℃后取出，得到pvc木塑板材。实施例2将100g棉秆除皮去剪成2cm左右的长度，用1mol/l氢氧化钠溶液浸泡24h干燥，使用打粉机将充分干燥后的棉秆的粉碎；然后加入5g二苯基甲烷二异氰酸酯，0.1g浓硫酸(98％)，以及600g丙酮，在60℃溶剂中搅拌反应4h；然后加入5g十八胺反应4h，过滤干燥得到接枝改性棉杆粉，备用。取pvc树脂(聚合度p为1376)100g、接枝改性棉杆粉20g、丙烯酸酯共聚物(acr-401国产)5g、氯化聚乙烯(cpe135a国产)10g、有机锡热稳定剂(硫醇甲基锡)3g、液体石蜡0.8g、硬脂酸1g，于高速混合机中90℃混合40分钟。然后于180℃双辊混炼8分钟。将混炼均匀的样品平放入模腔中在175℃模压15分钟，冷却至50℃后取出，得到pvc木塑板材。实施例3将100g棉秆除皮去剪成2cm左右的长度，用1mol/l氢氧化钠溶液浸泡24h干燥，使用打粉机将充分干燥后的棉秆的粉碎；然后加入10g二苯基甲烷二异氰酸酯，0.3g二月桂酸二丁基锡，以及400g乙酸乙酯，在60℃溶剂中搅拌反应4h；然后加入5g聚乙烯醇反应4h，过滤干燥得到接枝改性棉杆粉，备用。取pvc树脂(聚合度p为1376)100g、接枝改性棉杆粉20g、丙烯酸酯共聚物(acr-401国产)5g、氯化聚乙烯(cpe135a国产)10g、有机锡热稳定剂(硫醇甲基锡)3g、液体石蜡0.8g、硬脂酸1g，于高速混合机中90℃混合40分钟。然后于180℃双辊混炼8分钟。将混炼均匀的样品平放入模腔中在175℃模压15分钟，冷却至50℃后取出，得到pvc木塑板材。实施例4将100g棉秆除皮去剪成2cm左右的长度，用1mol/l氢氧化钠溶液浸泡24h干燥，使用打粉机将充分干燥后的棉秆的粉碎；然后加入5g二苯基甲烷二异氰酸酯，0.1g浓硫酸(98％)，以及600g丙酮，在60℃溶剂中搅拌反应4h；然后加入5g聚乙烯醇反应4h，过滤干燥得到接枝改性棉杆粉，备用。取pvc树脂(聚合度p为1376)100g、接枝改性棉杆粉20g、丙烯酸酯共聚物(acr-401国产)5g、氯化聚乙烯(cpe135a国产)10g、有机锡热稳定剂(硫醇甲基锡)3g、液体石蜡0.8g、硬脂酸1g，于高速混合机中90℃混合40分钟。然后于180℃双辊混炼8分钟。将混炼均匀的样品平放入模腔中在175℃模压15分钟，冷却至50℃后取出，得到pvc木塑板材。实施例5将100g棉秆除皮去剪成2cm左右的长度，用1mol/l氢氧化钠溶液浸泡24h干燥，使用打粉机将充分干燥后的棉秆的粉碎；然后加入10g六亚甲基二异氰酸酯，0.3g对甲苯磺酸，以及400g石油醚，在60℃溶剂中搅拌反应4h；然后加入10g聚乙烯醇反应4h，过滤干燥得到接枝改性棉杆粉，备用。取pvc树脂(聚合度p为1376)100g、接枝改性棉杆粉20g、丙烯酸酯共聚物(acr-401国产)5g、氯化聚乙烯(cpe135a国产)10g、有机锡热稳定剂(硫醇甲基锡)3g、液体石蜡0.8g、硬脂酸1g，于高速混合机中90℃混合40分钟。然后于180℃双辊混炼8分钟。将混炼均匀的样品平放入模腔中在175℃模压15分钟，冷却至50℃后取出，得到pvc木塑板材。实施例6将100g棉秆除皮去剪成2cm左右的长度，用1mol/l氢氧化钠溶液浸泡24h干燥，使用打粉机将充分干燥后的棉秆的粉碎；然后加入10g六亚甲基二异氰酸酯，0.3g氯化亚锡，以及400g石油醚，在60℃溶剂中搅拌反应4h；然后加入10g聚乙烯醇反应4h，过滤干燥得到接枝改性棉杆粉，备用。取pvc树脂(聚合度p为1376)100g、接枝改性棉杆粉20g、丙烯酸酯共聚物(acr-401国产)5g、氯化聚乙烯(cpe135a国产)10g、有机锡热稳定剂(硫醇甲基锡)3g、液体石蜡0.8g、硬脂酸1g，于高速混合机中90℃混合40分钟。然后于180℃双辊混炼8分钟。将混炼均匀的样品平放入模腔中在175℃模压15分钟，冷却至50℃后取出，得到pvc木塑板材。实施例7将100g棉秆除皮去剪成2cm左右的长度，用1mol/l氢氧化钠溶液浸泡24h干燥，使用打粉机将充分干燥后的棉秆的粉碎；然后加入10g六亚甲基二异氰酸酯，0.3g氯化亚锡，以及400g石油醚，在60℃溶剂中搅拌反应4h；然后加入10g聚乙烯醇反应4h，过滤干燥得到接枝改性棉杆粉，备用。取pvc树脂(聚合度p为1376)100g、接枝改性棉杆粉20g、氯化聚乙烯(cpe135a国产)15g、有机锡热稳定剂(硫醇甲基锡)3g、硬脂酸1.8g，于高速混合机中90℃混合40分钟。然后于180℃双辊混炼8分钟。将混炼均匀的样品平放入模腔中在175℃模压15分钟，冷却至50℃后取出，得到pvc木塑板材。对比例1将100g棉秆除皮去剪成2cm左右的长度，用1mol/l氢氧化钠溶液浸泡24h干燥，使用打粉机将充分干燥后的棉秆的粉碎，备用。取pvc树脂(聚合度p为1376)100g、棉杆粉20g、丙烯酸酯共聚物(acr-401国产)5g、氯化聚乙烯(cpe135a国产)10g、有机锡热稳定剂(硫醇甲基锡)3g、液体石蜡0.8g、硬脂酸1g，于高速混合机中90℃混合40分钟。然后于180℃双辊混炼8分钟。将混炼均匀的样品平放入模腔中在175℃模压15分钟，冷却至50℃后取出，得到pvc木塑板材。对比例2将100g棉秆除皮去剪成2cm左右的长度，用1mol/l氢氧化钠溶液浸泡24h干燥，使用打粉机将充分干燥后的棉秆的粉碎，备用。取pvc树脂(聚合度p为1376)100g、棉杆粉20g、氯化聚乙烯(cpe135a国产)15g、有机锡热稳定剂(硫醇甲基锡)3g、硬脂酸1.8g，于高速混合机中90℃混合40分钟。然后于180℃双辊混炼8分钟。将混炼均匀的样品平放入模腔中在175℃模压15分钟，冷却至50℃后取出，得到pvc木塑板材。按照如下测试方法对本发明实施例1-7以及对比例1-2的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度测试。其中，拉伸强度和断裂伸长率：按gb/t1040-1992标准测试；冲击强度：按gb/t1043-1993标准测试。实施例1-7及对比例1-2pvc木塑板材性能的测定结果。拉伸强度(mpa)冲击强度(j/m2)断裂伸长率(％)实施例138.643003.0实施例251.251003.9实施例337.340355.7实施例446.342134.7实施例536.339064.3实施例637.238004.6实施例736.137003.5对比例135.236002.6对比例234.835402.5从以上性能测试结果不难看出，本发明的优点：(1)与未改性的棉杆相比，采用接枝改性棉杆的pvc木塑板材拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率都有显著的提高。(2)由于在棉杆粉上通过改性接枝了与pvc相容性更好的有机基团，使棉杆粉在pvc之间的分散性以及相互作用得到加强。(3)与现有棉杆与pvc制成的木塑复合材料采用爆破法和酶制剂酶解法改性棉杆相比，本发明采用了成本更低的十八胺或聚乙醇作为改性剂。(4)由实施例6与实施例7，对比例1与对比例2可以看出，与单一的抗冲改性剂和润滑剂相比，将两种抗冲改性剂及润滑剂混合使用，更有利于提高pvc木塑板材的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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保护范围之内。当前第1页12