[發明專利]一種木粉改性劑及其改性的木粉、制備方法

無效

• 申請號: 201310029990.7
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103112066A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 曹金珍;劉如;王望;姜卸宏
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: B27K3/08
• 分類號: B27K3/08;B27K3/52;C08L97/02;C08L67/04;C08L71/08;C08K3/34;C08K5/19
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張慶敏

技術領域

本發明涉及一種木粉改性劑及其改性的木粉、制備方法，屬于木材加工領域。

背景技術

木塑復合材料（Wood-plastic?composite，WPC）由木材和塑料復合而成，由于綜合了木材和塑料的雙重優勢，所以具有優良的綜合性能。然而木材表面存在大量的極性官能團，在木塑復合材料的復合過程中，親水性的木質材料與憎水性的塑性材料之間，存在著較高的界面能差，兩種材料很難達到充分的表面相互融合。此外，木材表面之間的氫鍵作用也使木材纖維在熱塑性塑料中不能均勻分散，從而影響了木塑復合材料的性能。因此，改善木塑復合材料界面的相容性，是提高木塑復合材料性能的有效途徑之一。

傳統改善木塑復合材料界面相容性的方法主要有三種：（1）對木質原材料進行預處理，降低木質原料的極性或者除去對界面結合不利的抽提物；（2）對塑料原料進行預處理，提高塑料的極性。（3）添加第三組分，即偶聯劑。因其簡單有效，是目前采用最多的一種改性方法。

蒙脫土是一種2:1型的層狀硅酸鹽類化合物，具有極高的比表面積和層間的可反應性，在我國分布廣泛。將納米蒙脫土用于木塑復合材料中也是近年來的研究熱點，使用蒙脫土添加到木塑復合材料中可以大幅度提高木塑復合材料的物理力學性能，但是通常納米蒙脫土對木塑復合材料的改性主要針對的仍然是其中的高分子，而不是木粉。通常只是通過納米蒙脫土與木粉和塑料的簡單混煉加工制備復合材料，或是通過納米蒙脫土對塑料改性后再和木粉進行復合制得。在此過程中，木粉仍然只是起到一個填料的作用。另外，如Hemmasi等（Journal?of?Reinforced?Plastics?and?Composites29,964-971）研究表明，將蒙脫土添加到木塑復合材料中時，當蒙脫土含量過高（高于6%）后，會大量粘附在木粉表面與塑料復合時會形成弱界面層，影響界面相容性，反而降低復合材料的性能。另外，在將蒙脫土添加到木塑復合材料時，一般還需要在與偶聯劑等進行復合使用的情況下，復合材料的性能才會明顯增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種木粉改性劑。

本發明另一目的是提供木粉改性劑改性木粉的方法。

本發明再一目的是提供一種改性的木粉。

為了實現本發明目的，本發明提供一種木粉改性劑，所述木粉改性劑是由鈉基蒙脫土、二癸基二甲基氯化銨、聚乙二醇和去離子水混合后，經球磨分散處理制備而成；所述鈉基蒙脫土與二癸基二甲基氯化銨陽離子交換量為1：0.5-1；優選為1：0.7。

所述鈉基蒙脫土與分散劑聚乙二醇的重量比為1：0.1-0.4，優選為1：0.2。

所述木粉改性劑的制備包括以下步驟：

1）將鈉基蒙脫土、二癸基二甲基氯化銨、聚乙二醇和去離子水混合均勻；

2）采用球磨機將1）中混合液進行低速球磨分散處理；

3）將2）處理后的混合液進行高速球磨分散處理，得到木粉改性劑。

所述1）中鈉基蒙脫土與二癸基二甲基氯化銨陽離子交換量為1：0.5-1；優選1：0.7。

所述1）中鈉基蒙脫土與分散劑聚乙二醇的重量比為1：0.1-0.4；優選為1：0.2。

所述2）中低速球磨分散處理的轉速為80-150r/min，優選100r/min，時間為5-15min，優選10min；所述球磨機內的大球的直徑為9-11mm；小球直徑為4-6mm；大球與小球的個數之比為1：6-20，優選為1:15；

所述3）中高速球磨分散處理的轉速為200-300r/min，時間為1-3h。

本發明還提供上述木粉改性劑改性木粉的方法，包括如下步驟：

步驟1、用去離子水稀釋木粉改性劑，使木粉改性劑中的有機蒙脫土的質量百分比濃度為0.1-1%；

步驟2、先對木粉進行真空處理，接著導入步驟1中稀釋后的木粉改性劑，使木粉改性劑完全浸泡木粉；再對木粉進行加壓處理，干燥至恒重，得到改性后的木粉。

所述步驟2包括如下步驟：

1）開啟真空泵進行抽真空處理，當相對真空度達到-0.05--0.1MPa時，在此相對真空度狀態下保持20-60min后關閉真空泵，同時導入改性劑；所述相對真空度優選為-0.07--0.096MPa。

2）開啟加壓閥進行加壓處理，當相對壓力達到0.5-1.5MPa，對木粉進行加壓處理，在此相對壓力狀態下保持60min后關閉加壓閥，解除壓力。

所述上述方法改性的木粉。

本發明有益效果如下：