[發明專利]一種植物纖維高密度聚乙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010523122.0
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN101955624A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 曾廣勝;孟聰
• 申請（專利權）人: 曾廣勝
• 主分類號: C08L51/00
• 分類號: C08L51/00;C08L23/06;C08K5/18;C08K5/1515;C08K5/09;B29B9/06;B29C51/46
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 趙靜華

技術領域

本發明涉及一種木塑復合材料，具體地說，是涉及一種植物纖維高密度聚乙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

現有復合木材如復合地板等均是由多塊木材直接加入粘結劑復合而成，其成本較高；而且使用的粘結劑常常含有甲醛，造成對環境的污染；也對人體健康產生嚴重影響，目前也有人在研究植物纖維木塑復合材料；但是由于植物纖維與樹脂基體表面性能不同，兩者復合時界面粘接效果較差，從而導致復合材料各項性能的降低，影響了該復合材料的普及應用。另一方面由于纖維與塑料基體之間較差的相容性使得纖維的添加量受到嚴重的限制，已報導的植物纖維木塑復合材料中纖維的含量只有10-45wt%，這種材料的成本仍然較高，還有昂貴的添加劑成本，使得這種復合材料的市場價格相當于甚至高于通用塑料及實木，從而制約了一種植物纖維木塑復合材料的發展與應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中植物纖維與樹脂界面兩相相容難，植物纖維添加量不高的缺點，提供一種成本低廉、性能優良的植物纖維高密度聚乙烯復合材料及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明之植物纖維高密度聚乙烯復合材料由基料植物纖維和高密度聚乙烯樹脂或高密度聚乙烯回收粒料或高密度聚乙烯樹脂與高密度聚乙烯回收粒料的混合料及助劑浸漬劑丙烯酸丁酯、引發劑過氧化苯甲酰、促進劑二甲基苯胺、穩定劑環氧大豆油、抗氧化劑1076（丙酸正十八碳醇酯）和潤滑劑硬脂酸混配制成，所述植物纖維在基料中的含量為50wt%-90wt%,?高密度聚乙烯樹脂或高密度聚乙烯回收粒料或高密度聚乙烯樹脂與高密度聚乙烯回收粒料的混合料在基料中的含量為10wt%-50wt%，助劑浸漬劑丙烯酸丁酯含量為植物纖維的4wt%-10wt%、引發劑過氧化苯甲酰含量為植物纖維的1wt%-3wt%、促進劑二甲基苯胺的含量為植物纖維的0.3wt%-1.5wt%、穩定劑環氧大豆油的含量為植物纖維的3wt%-5wt%，抗氧化劑1076的含量為植物纖維和高密度聚乙烯總重量的0.2wt%-0.8wt%，潤滑劑硬脂酸的含量為植物纖維和高密度聚乙烯總重量的1wt%-3wt%。

所述植物纖維可以是木粉、竹粉、稻糠粉中的至少一種。

本發明之植物纖維高密度聚乙烯復合材料的制造方法，包括以下步驟：

(1)植物纖維預處理：將主要成分為植物纖維的木材加工下腳料或竹材加工下腳料、稻糠等，用磨研機粉碎，過篩，制成60~100目的木粉、竹粉或稻糠粉，然后置于60-70℃的烘箱中干燥45-50小時，至含水量≤5％，再置于攪拌器中攪拌，調節轉速為50-70r/min，同時加入丙烯酸丁酯、過氧化苯甲酰、二甲基苯胺、環氧大豆油,?混合110-130?min，然后升溫至100~400℃保持3.5-4.5h，使木粉與助劑的混合料硬化，得到改性植物纖維粉；（2）將高密度聚乙烯樹脂或高密度聚乙烯塑料回收粒料或高密度聚乙烯樹脂與高密度聚乙烯塑料回收粒料、抗氧化劑1076和潤滑劑硬脂酸在高混機中混合4-7min，出料備用；（3）擠出造粒：設定螺桿擠出機溫度140-185℃，將步驟（2）所得高密度聚乙烯與抗氧化劑1076和潤滑劑硬脂酸的混合料置于螺桿擠出機中塑化熔融為粘性液體，然后將步驟（1）所得改性植物纖維粉加入已成為粘性液體的塑化熔融物中，在螺桿作用下，改性植物纖維粉在塑化熔融物中均勻分散、取向，得到表觀均一，分散程度較高的改性植物纖維和高密度聚乙烯并含有相關助劑的復合體系，通過口模和切粒機擠出造粒，形成植物纖維高密度聚乙烯復合材料粒料；（4）成型：將步驟（3）所得植物纖維高密度聚乙烯復合材料粒料加入到模具中，在平板硫化機上模壓成型，控制加熱速度為6-8℃/min，升溫到170-180℃，保持5-8min，待其熔融后加壓到8-10MPa并保持15-20min,?最后在所設定成型壓力條件下自然冷卻至室溫，開模、裁切，即成。

本發明的優點：（1）復合材料中的植物纖維量可達50％～70wt％；大大降低了成本；（2）可變廢為寶,減少環境污染，也可以節省木材資源；（3）引入適當的偶聯劑后，克服了植物纖維與高密度聚乙烯之間的極性相斥、結合效果很差的缺點，可以對塑料或植物纖維表面改性，從而改善其彼此之間的相容性，提高材料的力學性能，以及復合材料中植物纖維的含量；（4）所生產的植物纖維高密度聚乙烯復合材料使用方便，可鋸、可刨、可釘，既具有木材加工性能好的特點，又克服了木材怕蟲蛀的缺點;（5）應用廣泛，可以替代木制包裝材料和鋪墊材料，也可以用于裝飾板，地板、以及化工行業的耐腐工棚，通道，臺架以及鑄造模型等。

具體實施方式