[發明專利]聚酯纖維增強木塑復合材料及其制備方法無效
| 申請號: | 201210450934.6 | 申請日: | 2012-11-13 |
| 公開(公告)號: | CN102911508A | 公開(公告)日: | 2013-02-06 |
| 發明(設計)人: | 王海剛;程然;王清文;王偉宏;黃浪 | 申請(專利權)人: | 東北林業大學 |
| 主分類號: | C08L97/02 | 分類號: | C08L97/02;C08L25/06;C08L23/06;C08L23/12;C08L27/06;C08L67/00;C08J5/04 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 聚酯纖維 增強 復合材料 及其 制備 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種復合材料及其制備方法。
背景技術
木塑復合材料是以木纖維或植物纖維為主要原料,經過適當的處理使其與熱塑性聚合物通過不同的復合途徑制成的高性能、高附加值的綠色環保復合材料。它因解決了天然及合成高分子材料廢棄物資源和農村秸稈、麥稈及木材余料、廢料等資源的高效回收利用問題而備受關注。它兼具木質纖維材料和高分子材料兩者的性能優點,即尺寸穩定性好、耐水性能好、耐腐蝕性等,因此被作為實木材料或純塑料的替代品而廣泛應用于建筑產品、汽車、園林及室外設施等領域,發展迅速。但隨著應用領域的不斷增加,對木塑復合材料的性能提出了更高要求。由于其強度和抗沖擊性能相對較低,且易蠕變等缺點,在結構工程材料領域的應用受到限制。
關于木塑復合材料的增強和增韌方面研究很多,但很難同時獲得高強度和高韌性的產品,使得現有的木塑復合材料普遍存在綜合力學性能較差的問題。例如,添加偶聯劑或相溶劑等來增強聚合物基體與木質纖維材料之間的界面結合力,如添加馬來酸酐接枝聚烯烴、硅烷偶聯劑、異氰酸酯等,拉伸強度有所提高,但對抗沖擊性能改善效果不甚明顯;添加彈性體來改善聚合物基體的韌性,如白炭黑、三元乙丙橡膠、丁苯橡膠、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物等,使得材料的沖擊性能得到提高。但韌性的增加往往導致強度的降低,材料的拉伸、彎曲強度及模量都有明顯下降,加工性能也會受到影響;木塑復合材料的發泡技術能夠顯著提高其韌性和抗沖擊性能,但發泡會使得材料的剛性、強度和蠕變性能較差。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有的木塑復合材料綜合力學性能差的技術問題,提供了一種聚酯纖維增強木塑復合材料及其制備方法。
聚酯纖維增強木塑復合材料按重量份數由95~105份的熱塑性塑料、100~200份木質纖維、0.1~45份聚酯纖維、1~10份潤滑劑和10~20份偶聯劑制成;
其中所述的熱塑性塑料為聚苯乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、及聚氯乙烯中的一種或其中幾種的組合;
所述的木質纖維為木粉、竹粉、玉米秸稈粉、小麥秸稈粉、水稻秸稈粉、大豆秸稈粉、高粱秸稈粉及甘蔗渣中的一種或其中幾種的組合;
所述的聚酯纖維為聚酯纖維短切絲;
所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸金屬鹽、石蠟、聚乙烯蠟或聚丙烯臘;
所述的偶聯劑為鈦酸酯、異氰酸酯、馬來酸酐接枝聚苯乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯及馬來酸酐接枝聚丙烯中的一種或者其中幾種的組合。
所述的木質纖維的粒度為20~120目。
所述的聚酯纖維短切絲長度為1mm~12mm、直徑為10μm~25μm、長徑比為80~1000。
所述的硬脂酸金屬鹽為硬質酸鈉、硬脂酸鍶、硬脂酸鈣及硬脂酸鋅中的一種或其中幾種的組合。
聚酯纖維增強木塑復合材料的制備方法按照以下步驟進行:
一、按重量份數稱取95~105份的熱塑性塑料、100~200份木質纖維、0.1~45份聚酯纖維、1~10份潤滑劑和10~20份偶聯劑;
其中所述的熱塑性塑料為聚苯乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、及聚氯乙烯中的一種或其中幾種的組合;
所述的木質纖維為木粉、竹粉、玉米秸稈粉、小麥秸稈粉、水稻秸稈粉、大豆秸稈粉、高粱秸稈粉及甘蔗渣中的一種或其中幾種的組合;
所述的聚酯纖維為聚酯纖維短切絲;
所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸金屬鹽、石蠟、聚乙烯蠟或聚丙烯臘;
所述的偶聯劑為鈦酸酯、異氰酸酯、馬來酸酐接枝聚苯乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯及馬來酸酐接枝聚丙烯中的一種或者其中幾種的組合;
二、將聚酯纖維加入到蒸餾水中,再加入分散劑,加入木質纖維,攪拌均勻,脫水,然后按照先洗滌再脫水的順序操作3~5次,再在105℃的條件下干燥至含水率低于3%,得到混合物a;
三、將混合物a、熱塑性塑料、潤滑劑和偶聯劑加入高速混合機中,在溫度為60℃~130℃、轉速為400~1800r/min的條件下混合5分鐘~15分鐘,然后降溫至40℃~60℃,出料,即得到預混料;
四、將預混料通過雙螺桿擠出機造粒,成型,即得聚酯纖維增強木塑復合材料;
步驟二中所述的分散劑為羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素及羥乙基纖維素中的一種或其中幾種的組合;
聚酯纖維增強木塑復合材料的制備方法按照以下步驟進行:
一、按重量份數稱取95~105份的熱塑性塑料、100~200份木質纖維、0.1~45份聚酯纖維、1~10份潤滑劑和10~20份偶聯劑;
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