[發(fā)明專利]聚乙烯\農林剩余物復合材料界面處理劑及其應用和復合材料制備方法

無效

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• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102504397A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 崔舉慶;賈翀;張洋;韓書廣;周兆兵;陳敏智;何慶
• 申請（專利權）人: 南京林業(yè)大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L97/02;C08L61/24;C08L67/06
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技術領域

本發(fā)明涉及聚乙烯/農林剩余物復合材料界面處理劑及其應用和聚乙烯/農林剩余物復合材料制備方法。

背景技術

聚乙烯/農林剩余物復合材料是采用一定的復合途徑將木粉(纖維)、木材加工剩余物或農作物秸稈等木質非木質單元和聚乙烯等熱塑性高聚物復合制成的一種容易加工成型的新材料，它具有類似木質材料外觀和可鋸、刨、鉚、釘，可降解等優(yōu)點，并且還具有單一木材及木質復合材料所不及的性能，如各向同性、耐水、耐蟲蛀、抗腐蝕、耐用性能等，在家具、建筑、工業(yè)、車輛船舶、包裝運輸等方面具有廣闊的應用前景。該復合材料是木質復合材料中快速發(fā)展的領域，受到了世界科技界和工業(yè)界極大的關注。

木質或非木質單元主要由纖維素、半纖維素和木質素等高聚物組成，含有大量的羥基等極性基團和空隙。聚乙烯(PE)等熱塑性高聚物或其回收物等，多為非極性或極性很弱。將木質非木質單元與塑料復合過程中，界面性質是控制復合材料強度的關鍵。國內外研究中認識到其界面處理的重要性，但主要采用的是傳統合成樹脂基復合材料中通用的相容劑如硅烷偶聯劑等和馬來酸酐接枝的聚烯烴衍生物等產品如馬來酸酐接枝聚乙烯和馬來酸酐接枝聚丙烯等。因為硅烷偶聯劑等小分子容易滲透進入木質材料內部和受到木材中水分的作用而影響性能和成本。接枝馬來酸酐類聚烯烴衍生物相容劑又受到馬來酸酐接枝量和成本等的制約。這些相容劑及公開報道界面處理劑和方法雖然起到一定的作用，但價格高。聚乙烯等塑料與農林剩余物兩者之間的作用問題仍然是制約材料性能的主要因素之一。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高聚乙烯與農林剩余物之間的粘結力、增強聚乙烯/農林剩余物復合材料的拉伸強度，且成本低廉的界面處理劑。

本發(fā)明的聚乙烯/農林剩余物復合材料界面處理劑，以重量份計，它包括不飽和聚酯10-90％，引發(fā)劑為0.5-1.5％，其余為脲醛樹脂膠黏劑。

上述的界面處理劑，不飽和聚酯由不飽和二元酸、飽和二元酸(或酸酐)和二元醇(或多元醇)縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物的稀釋液，其中稀釋劑為乙烯基單體(苯乙烯或苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的混合物等)；優(yōu)選，所述不飽和聚酯是由順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐與1，2-丙二醇經酯化縮聚形成，以苯乙烯為稀釋劑的線型樹脂。

上述的界面處理劑，所述不飽和聚酯選自鄰苯型不飽和聚酯、間苯型不飽和聚酯或二甲苯型不飽和聚酯中的任意一種、兩種或三種，例如，不飽和聚酯選自牌號為191、199、2068的三種不飽和聚酯中的任意一種、兩種或三種。

上述的界面處理劑，脲醛樹脂膠黏劑的重量含量為50-80％。

上述的界面處理劑，采用甲醛和尿素制備脲醛樹脂膠黏劑，甲醛和尿素摩爾比為1.05-2，脲醛樹脂膠黏劑粘度≥28mPa·S，pH＞7。優(yōu)選，甲醛與脲醛摩爾比為1.5，粘度為35mPa·S。

上述的界面處理劑，引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、偶氮二異丁腈、過硫酸銨、過氧化二異丙苯中的一種。

本發(fā)明的界面處理劑，選用不飽和聚酯、脲醛樹脂、引發(fā)劑組成，原料來源廣泛，成本低廉，把其用于復合材料，可以提高聚乙烯與農林剩余物之間的粘結力，增強復合材料的拉伸強度(試驗顯示復合材料拉伸強度達15MPa以上)。

本發(fā)明同時提供了一種聚乙烯/農林剩余物復合材料界面處理劑的應用方法，該方法操作簡單、實施方便。

本聚乙烯/農林剩余物復合材料界面處理劑的應用，是將農林剩余物干燥至含水率低于5％，施加脲醛樹脂膠黏劑，陳化或干燥，再施加不飽和聚酯，然后在農林剩余物與聚乙烯混合過程中添加引發(fā)劑；最后擠出制得復合材料；界面處理劑用量為復合材料總重量的1％-8％。優(yōu)選，界面處理劑用量為復合材料總重量的5％；界面處理劑中，不飽和聚酯的重量含量為50％。

本發(fā)明還提供了一種制得的聚乙烯/農林剩余物復合材料的拉伸強度高、成本低廉，且制備方法簡單的復合材料的制備方法。

本聚乙烯/農林剩余物復合材料制備方法，是在制備過程中使用上述的界面處理劑；先將農林剩余物干燥至含水率低于5％，施加脲醛樹脂膠黏劑，陳化或干燥，再施加不飽和聚酯，然后在農林剩余物與聚乙烯混合過程中添加引發(fā)劑；最后擠出制得復合材料；界面處理劑用量為復合材料總重量的1％-8％(優(yōu)選5％)。

上述的制備方法，聚乙烯與農林剩余物的重量比80∶20-40∶60；優(yōu)選，聚乙烯采用高密度聚乙烯，高密度聚乙烯/農林剩余物重量比60∶40。