[發明專利]木粉填充的聚氯乙烯復合材料及其泡沫制品

無效

• 申請號: 200680023500.0
• 申請日: 2006-04-25
• 公開（公告）號: CN101213063A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: L·M·馬圖亞納;P·A·海登;B·沙
• 申請（專利權）人: 密執安州大學
• 主分類號: B29C47/00
• 分類號: B29C47/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

相關申請的相互參照

本申請享有在2005年4月29日提交的美國臨時申請60/676,203的優先權。

有關聯邦資助研究或開發的聲明

不適用

通過光盤提交的材料的引用參考

不適用

發明背景

(1)發明領域

本發明涉及復合材料組合物，其包括木粉和聚氯乙烯(PVC)聚合物，其中甲殼質和/或脫乙酰殼多糖被用作天然的偶聯劑。所得到的復合材料組合物具有改善的性能。

(2)相關技術的說明

木材-塑料復合材料(WPCs)已經成為工程材料的重要一族。在各種不同的應用中，它們部分地代替了固體的加壓處理過的木材或其它材料(Clemons，C.M.Forest?Prod.J.52(6)，10-18(2002))。雖然在材料成本和勁度方面，WPCs優于未填充的純聚合物，但是其強度性能(拉伸性能、彎曲性能和沖擊性能)通常低于未填充的聚合物(Matuana，L.M.Woodhams，R.T，Balatinecz，J.J.和Park?C.B.Polym?Compos.19(4)，446-455(1998)；和Matuana，L.M.Balatinecz，J.J.和Park，C.B.Polym.Eng.Sci.38(5)：765-773(1998))。降低的強度有可能是由于在將親水性的木質纖維(高表面張力)與疏水性的聚合物基體(低表面張力)混合期間各相的天然不相容性造成的(Matuana，L.M.Woodhams，R.T.Balatinecz，J.J.和Park，C.B.Polym.Compos.19(4)，446-455(1998)；Matuana，L.M.Balatinecz，J.J.和Park，C.B.Polym.Eng.Sci.38(5)：765-773(1998)；Li，W.和Matuana，L.M.J.Appl.Polym.Sci.88(2)，278-286(2003)；和Matuana，L.M.Park，C.B.和Balatinecz，J.J.J.Vinyl?Addit.Technol.3(4)，265-273(1997))。相不相容性產生非常弱的相互作用，并因此在纖維和基體之間產生弱的界面(差的界面粘附)。

設計WPCs的一個方法是利用偶聯劑對木質纖維表面進行改性以提高強度(Woodhams，R.T.Thomas，G.和Rodgers，D.K.Polym.Eng.Sci.24：1166-1177(1984))。偶聯劑將木質纖維的親水表面轉變為較為疏水的表面，由此減小木質纖維的表面張力，使得它們更為緊密地與熔融聚合物的表面張力匹配。結果是，通過例如在被處理纖維和聚合物基體之間的分散和機械聯鎖機制，潤濕和粘合性都得到了改善(Woodhams，R.T.Thomas，G.和Rodgers，D.K.Polym.Eng.Sci.24：1166-1177(1984))。

由于其在木纖維親水表面向較為疏水表面的轉變中的強效應，馬來酸酐官能化的聚烯烴通常被用作聚烯烴/木纖維復合材料的合適的偶聯劑(Li，W.和Matuana，L.M.J.Appl.Polym.Sci.88(2)，278-286(2003)；和Woodhams，R.T.Thomas，G.和Rodgers，D.K.Polym.Eng.Sci.24：1166-1177(1984))。類似地，為了增強木纖維與用于生產WPCs的第二大塑料PVC基體之間的界面粘附力，一些研究者已經分析了各種不同纖維處理的效果，包括利用不同類型的異氰酸酯、馬來酸酐、硅烷等作為偶聯劑(Kokta，B.V.Maldas，D.Daneault，C.和Beland，R.J.Vinyl?Technol.12(3)，146-153(1990)；Kokta，B.V.Maldas，D.Daneault，C.和Beland，P.Polum.Plast.Technol.Eng.29(1-2)，87-118(1990)；和Kokta，B.V.Maldas，D.Daneault，C.和Beland，R.Polym.Compos.11(2)84-89(199))。通過這些化學處理，復合材料的大部分機械性能與含有未處理纖維的復合材料相比都得到了改善。但是，復合材料的性能劣于未填充PVC的性能，這表明，與聚烯烴/木纖維復合材料不同，將木纖維的親水表面轉變為疏水表面這一公知的主張，對于增強PVC對木纖維的粘附性方面是無效的。