[發(fā)明專利]一種馬來酸酐接枝聚烯烴木塑復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810060319.8
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101302349A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂群
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州師范大學(xué);呂群
• 主分類號: C08L97/00
• 分類號: C08L97/00;C08L51/06;C08K13/02;B29B9/00;B29C47/40
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 俞潤體

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及木塑復(fù)合材料及其制備方法，具體是一種以植物纖維粉和馬來酸酐接枝聚烯烴為主要原料制備的外觀木質(zhì)感和顏色極像天然木材的木塑復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

木塑復(fù)合材料是以熱塑性塑料和植物纖維粉為主要原料，經(jīng)高溫擠出(或壓制、注塑)成型，制成的型材、板材或其它制品，主要是用作木材的替代品。

制備木塑復(fù)合材料所用的熱塑性塑料主要為熱塑性廢舊塑料，所用的植物物纖維粉主要為農(nóng)林廢棄物，如木粉、竹粉、糠粉、農(nóng)作物秸稈粉等。因此，木塑復(fù)合材料的發(fā)展有利于農(nóng)林廢棄物的綜合利用，有利于治理廢舊塑料引起的“白色污染”，有利于緩解木材日趨緊張的壓力和減少森林砍伐，這對于資源循環(huán)利用和建設(shè)節(jié)約型社會具有十分重要的意義。

木塑復(fù)合材料像木材一樣可鋸、可刨、可釘；木塑復(fù)合材料的某些性能優(yōu)于木材，如：不吸水變形、不蟲蛀、耐腐蝕、可以像熱塑性塑料那樣100％回收再利用等等，是一種綠色環(huán)保材料。

由于木塑復(fù)合材料主要是用作木材的替代品，所以人們總是希望其外觀非常像木材。但是，現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的一般木塑復(fù)合材料由于植物纖維含量較低、塑料含量較高，因而其外觀木質(zhì)感不強(qiáng)。植物纖維粉含量難以提高的主要原因是因為植物纖維粉為極性的親水性物質(zhì)，而塑料為非極性的親油性物質(zhì)，兩者相容性很差。

現(xiàn)有技術(shù)主要是通過在配方中加入少量偶聯(lián)劑來提高植物纖維粉與塑料的界面之間的相容性。常用的偶聯(lián)劑有酞酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、馬來酸酐接枝聚乙烯(MAH-g-PE)、馬來酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)等。

但是，植物纖維的成份復(fù)雜，含有水份和各種有機(jī)物小分子，且其主要成份中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素在高溫加工過程中存在降解、軟化等現(xiàn)象，結(jié)果導(dǎo)致上述偶聯(lián)劑的效果受到不良影響。例如：偶聯(lián)劑與植物纖維表面的作用受水份的影響相當(dāng)大，而實際生產(chǎn)中植物纖維所含的水份總是難以完全除去，否則易引起變色或炭化；又如：即使偶聯(lián)劑與植物纖維粉表面的羥基形成了酯鍵，但由于植物纖維在加熱成型過程中有部分降解發(fā)生，結(jié)果可能會使作用成酯鍵的部分脫離纖維素或半纖維素大分子的主體；等等。

由于上述原因，一般擠出成型的PE或PP木塑復(fù)合材料中植物纖維含量較低；如果大幅度提高其植物纖維含量，就會使木塑復(fù)合材料的強(qiáng)度明顯降低，吸水率顯著升高。而植物纖維含量低會使木塑復(fù)合材料產(chǎn)品的外觀木質(zhì)感較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是在提高木塑復(fù)合材料強(qiáng)度的同時，通過顯著提高木塑復(fù)合材料中植物纖維的含量來提高木塑復(fù)合材料的外觀木質(zhì)感。

本發(fā)明木塑復(fù)合材料的描述：

為了保證在顯著提高木塑復(fù)合材料中植物纖維含量的同時，還要求提高木塑復(fù)合材料的強(qiáng)度，降低其吸水率，本發(fā)明原料不采用加入少量偶聯(lián)劑來解決植物纖維與塑料的相容性，而是從以下兩方面著手來解決相容性問題：

(1)將原料中的廢舊PE或廢舊PP全部或大部分用馬來酸酐接枝改性，以提高塑料的極性；

(2)選用具有分散植物纖維粉作用的潤滑劑對植物纖維粉進(jìn)行表面處理，使植物纖維的表面極性降低。

通過以上兩方面的措施，使使塑料與植物纖維的極性差減小，從而使它們之間的相容性增加，而不需要另加偶聯(lián)劑。采用上述相容技術(shù)的優(yōu)點在于：馬來酸酐接枝聚烯烴和處理后的植物纖維粉相容性好，不需要另加偶聯(lián)劑，而且可以在增大植物纖維粉含量的同時，保持制得的木塑復(fù)合材料強(qiáng)度高、吸水率低。

上述技術(shù)方案的馬來酸酐接枝聚烯烴木塑復(fù)合材料，其特征在于有以下原料：

植物纖維粉、馬來酸酐接枝聚烯烴和輔加塑料的重量為100份，其中植物纖維粉為60～85份(優(yōu)選為70～80份)，余為馬來酸酐接枝聚烯烴和輔加塑料，其中馬來酸酐接枝聚烯烴重量占40～100％(優(yōu)選為70～100％)。即在原料中，與植物纖維粉相混的可以全部用馬來酸酐接枝聚烯烴，根據(jù)需要也可以部分用馬來酸酐接枝聚烯烴、部分則用輔加塑料。所述輔加塑料可以是新料，為了降低生產(chǎn)成本，優(yōu)選廢舊塑料，如廢舊ABS、廢舊EVA、廢舊POE、廢舊EPDM、廢舊SBS、廢舊CPE等；更優(yōu)選廢舊PE和/或廢舊PP。

添加劑重量為2～6份，其中潤滑劑為1.5～3份，穩(wěn)定劑為0.5～1份，余為著色劑。

具體的說，所述的植物纖維粉選自木粉、竹粉、糠粉、農(nóng)作物秸稈粉、非農(nóng)作物植物纖維粉中的一種或多種的任意比例的混合物；

所述的馬來酸酐接枝聚烯烴選自馬來酸酐接枝PE(MAH-g-PE)、馬來酸酐接枝PP(MAH-g-PE)或兩種接枝物的任意比例混合物；