[發明專利]輕質核殼結構功能型塑木復合材料

有效

• 申請號: 201010277543.X
• 申請日: 2010-09-09
• 公開（公告）號: CN101992576A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 吳青林;丁建生;楊英昌
• 申請（專利權）人: 南京聚鋒新材料有限公司;南京聚隆科技股份有限公司
• 主分類號: B32B27/18
• 分類號: B32B27/18;C08L23/06;C08L23/12;C08L97/02;C08K9/04;C08K3/26;C08K3/34
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明屬于化工領域，具體涉及一種輕質核殼結構功能型塑木復合材料及其制備工藝。

背景技術

目前塑木復合材料的應用包括鋪板、欄桿、鐵路側軌、圍欄、門窗框架，以及房屋和其他結構物。應用于戶外的塑木復合材具有膨脹，扭曲，翹曲，易生長霉菌，腐朽，退色和易損耗插件的缺點。塑木復合材料生物組分親水基的水分吸收是其力學性質改變的主要原因。因為水分的吸收降低了填料和聚合物基體之間的粘合力，因此復合物在風化和微生物的作用下更易降解。大多數商業生產的塑木復合材采用多組分混合的再生塑料，這對于塑木復合材料的性能是一個重大的挑戰。不同塑料之間的不相容性限制了它的可循環性，這種相容性導致聚合物易形成分散相，與相應的單相材料相比這種具有分散相的共混物更易碎。因此，亟待開發一種新型的、功能性的材料以解決目前存在的問題。

發明內容

本發明的目的是克服上述不足之處提供一種輕質核殼結構功能型塑木復合材料。

本發明的另一目的是提供該輕質核殼結構功能型塑木復合材料的制備方法。

本發明的目的是通過以下方式實現的：

一種輕質核殼結構功能型塑木復合材料，該材料由表殼層和核芯層組成，其特征在于該材料是通過以下方法制備得到的：

a)將HDPE或HDPE/PP共混物作為基體，添加基體重量0-45％的木纖維得到混合塑木材料，再添加該混合塑木材料重量10-20％的化學發泡劑和0-5％的發泡助劑作為芯層材料；

b)用HDPE作為基體，添加HDPE重量的0-20％的木纖維，并添加HDPE重量0-30％的硬脂酸改性納米CaCO₃或滑石粉作為表殼層材料；

c)將上述a)步驟所得芯層材料和b)步驟所得表殼層材料通過不同的擠出機分別熔融成料流，在模具的交匯室內匯合共擠出得到輕質核殼結構功能型塑木復合材料；該塑木復合材料的表殼層厚度為1-5mm，芯層材料充滿；擠出工藝為：主螺桿擠出溫度：140-250℃，側螺桿擠出溫度100-150℃，模具溫度150-200℃；優選主螺桿擠出溫度：150-170℃，側螺桿擠出溫度120-130℃，模具溫度170-180℃。

采用的模具為雙流道的核殼共擠模具，模具前端設有交匯室。使得兩種不同的材料形成共擠擠出型材。

本發明所述的化學發泡劑為偶氮類化合物，優選偶氮二甲酰胺。所述的發泡助劑為過氧化二異丙苯類，優選過氧化二異丙苯(DCP)。

本發明是結合發泡和共聚擠出技術，生產重量輕，功能性高密度聚乙烯(HDPE)型的塑木型材。該共擠塑木產品高韌表殼層是由HDPE或HDPE添加木纖維(或者回收木纖維)的塑木，或再填加改性無機納米粒子材料組成；核芯層使用HDPE或HDPE/PP共混物作為基體，添加基體重量0-45％木纖維得到混合塑木材料，再添加該混合塑木材料重量10-20％化學發泡劑和0-5％的發泡助劑，通過擠壓過程變量，將兩層材料通過不同的擠出機分別熔融成料流，在模具的交匯室內匯合共擠得到輕質核殼結構功能型塑木。

本發明塑木復合材料核芯是發泡塑木材料，而殼層可根據應用場所的要求，可為實體或發泡聚合物。殼層作為阻擋層控制水分吸收和聲音反射；塑木發泡芯層，具有高效吸聲、隔聲效果，增強螺釘固定性等作用。該共擠工藝是使用兩臺常規的擠出機分別供給不同的熔融料流，在一個模具的交匯室內匯合共擠得到復合制品的加工過程。本發明產品具有阻隔、密封、耐腐蝕、抗菌性能，并且還具有較高的強度、剛度和硬度等。

本發明的有益效果：本發明通過在配方、工藝上進行改進，使產品表殼層具有高強度可增加耐久性，并且可反射聲波；芯層部分具有低密度可減輕重量的特征，并且可吸收聲波。本發明材料具有耐腐蝕、抗菌等性能，并且力學強度、剛度、硬度和耐磨性能顯著提高。

將塑木材料浸泡在人工模擬酸雨(H₂S0₄溶液)和人工模擬海水(NaCl溶液)條件下測試其彎曲強度的保持率。本發明產品彎曲強度的保持率在90％以上。采用褐腐菌、白腐菌、軟腐菌、白蟻等各種試驗方法對塑木材料進行腐蝕，重量損失率均小于5％。

本發明材料在力學性能方面的測試主要是采用萬能試驗機、硬度測試儀、磨耗損失儀分別測試產品的彎曲性能、洛氏硬度、耐磨性能，最優結果可同時達到：彎曲性能：彎曲強度≥35MPa，剛度≥3000MPa，洛氏硬度≥65，耐磨性能：6000轉質量損失≤1％。

附圖說明

圖1為本發明采用的模具剖面示意圖。

圖2為本發明采用的模具主視圖。