[發明專利]提高木塑復合材料強度的制備方法

無效

• 申請號: 201010612643.3
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102108213A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 鄭義紅;朱子東;卞芬芬;馬時
• 申請（專利權）人: 上海國成塑料有限公司
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L3/02;C08L77/10;C08L23/06;C08L23/12;C08L27/06;C08L23/08;C08L23/14;C08K13/04;C08K7/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種木塑復合材料，具體地說，涉及的是一種提高木塑復合材料強度的制備方法。

背景技術

近年來，由于全球能源和環境問題的日益突出，采用自然界豐富的天然植物纖維替代合成纖維增強樹脂的木塑復合材料逐漸受到人們的關注。木塑復合材料結合了塑料與木材的優點，具有使用壽命長、美觀、造價低、防蟲、防腐、抗滑、可噴涂、比純塑料產品的硬度高，與木材一樣具有可加工、粘接和固定等優點，并可再回收利用。因此，廣泛應用于門窗、地板、墻壁的建筑、艦船、柵欄、家具、汽車材料等。

現有木塑復合材料的制備方法一般有：擠出成型、注射成型和熱壓成型，擠出成型可分為一步法和多步法。一步法是木塑復合材料的配混、脫揮及制品擠出在一個設備或一組設備內連續完成。多步法是木塑復合材料的配混、脫揮和制品擠出在不同設備中完成，可以先將原材料配混制成中間木塑粒料，然后再擠出加工成制品。采用一步法時，若脫揮、脫水不佳將使產品因有氣泡而力學性能大幅度降低；同時，它要求制品的結構不能太復雜。所以，實際加工過程中一步法經常由于木粉含水量高和制品結構復雜而受到限制。目前產業化生產所采用的大部分是多步法。因為一般木粉的添加量比較高，在木塑復合材料制備過程中親水性植物纖維與憎水性聚合物之間存著比較大的界面能差，兩者界面很難充分融合，且植物纖維表面存在著大量的羥基基團易形成氫鍵導致聚集，從而使植物纖維在聚合物中不能分散均勻，而這些植物纖維的團聚體在外力的作用下易導致應力集中，使得制品的物理力學性能大幅度下降，影響到其的廣泛應用。

比如，中國專利名稱為：木塑復合材料及其制備方法、木塑復合材料的板材和片材制備方法，申請號：02157950.4，申請日：2002-12-23，公開號為：1482166，該發明提供一種木塑復合材料：“該木塑復合材料是指由熱塑性樹脂、木粉、助劑相溶劑、改性劑等原料按重量比混合而成，將該木塑復合材料。經擠出機造粒后再經擠出機擠出成型或直接經擠出機熔融塑化擠出并通過一個片狀機頭口模擠出到壓延機上，壓成板、片材型材，在材料上下面各熱覆合一層介質膜或織物，或雙面各再熱覆合一層鋁箔(帶)層，經冷卻裁邊切斷成成品。”

又如，中國專利：利用植物秸稈和廢舊塑料制造木塑復合材料的方法及其材料，申請號：200710180007.6，申請日：2007-10-24，公開號為：101417459，該發明涉及一種利用植物秸稈和廢舊塑料制造木塑復合材料的方法及其材料：“將聚酯和植物木質纖維材料如木屑、竹粉、稻殼、秸梗等材料按一定比例混合，并添加特制的助劑，經高溫、擠壓、成型等工藝制成復合建筑型材。”

雖然上述的專利申請都能夠解決一定的問題，但是仍舊沒有解決木塑復合材料制備過程中親水性植物纖維與憎水性聚合物之間界面結合強度低的問題，制備得到的木塑復合材料強度低。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中的上述不足，提供一種提高木塑復合材料強度的制備方法，通過對制備原料的配比優化等措施，使制備的木塑復合材料強度提高，尤其是木粉和塑料間相界面結合強度提高，從而提高力學性能。

為實現上述的目的，本發明所述的提高木塑復合材料強度的制備方法，其采用的原料重量配比為：

植物纖維?40-70％

增強纖維?1-3％

潤滑劑???4-6％

塑料?????余量

上述原料通過熔融共混的方法將與原料充分混合，再以擠出成型得到木塑復合材料。

進一步的，所述增強纖維為芳綸纖維，芳綸全稱為“聚對苯二甲酰對苯二胺”，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優良性能，其強度是鋼絲的5～6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。

進一步的，所述增強纖維也可以是玻璃纖維，玻璃纖維纖維量高，單絲直徑一致，纖維在分散之前保持段狀有很好的流動性，因為是無機的，所以不產生靜電，耐溫度高。在玻璃纖維、植物纖維和塑料的體系中，由于各原料之間的協同增強作用，形成了特殊的三維網絡結構，木塑復合材料的力學性能得到顯著改善。

優選的，所述增強纖維采用長徑比較大的L型玻璃纖維，木塑復合材料的彎曲強度、彎曲模量以及沖擊強度同時得到提高。

進一步的，所述植物纖維為木屑、竹屑、農作物桔稈粉、稻麥殼粉、豆類、玉米淀粉、棉花果殼、堅果硬殼或椰殼等植物中之一或它們任何組合經過粉碎、烘干、過篩得到的。

進一步的，所述植物纖維過篩所用篩目為10-100目，含水率在4％以下。