[發明專利]熱塑性木塑復合材料及其生產方法

有效

• 申請號: 201310279688.7
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103435882A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 陶磊明;張巖豐;鄭興才;程宇婷;方章建
• 申請（專利權）人: 中盈長江國際新能源投資有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/12;C08L27/06;C08L97/00;C08L97/02;C08K3/34
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明涉及高分子復合材料，具體地指一種熱塑性木塑復合材料及其生產方法。

背景技術

隨著工業的發展，大量廢舊塑料和廢棄粉灰對環境造成的污染越來越嚴重，生物質灰和廢舊塑料被人們稱為“黑白垃圾”，不僅嚴重影響了人們的生活質量，而且制約了國民經濟的發展，因此，如何綜合利用廢舊塑料、生物質電廠灰和生物質油廠灰渣，使其變廢為寶已成為環境保護重要的課題之一。

另外，隨著全球資源日趨枯竭，社會環保意識的提高，近年國內外對木材和石化產品提出了更高要求，在這樣的背景下，熱塑性木塑復合材料應運而生，熱塑性木塑復合材料是一類新型復合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等代替通常的樹脂膠粘劑與廢植物纖維混合，再經擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝，生產出的板材或型材。熱塑性木塑復合材料克服了木材強度低、變異性大及有機材料彈性模量低等造成的使用局限性，兼備木材與塑料的優點，與木質材料相比，其吸水率低，不易變形開裂，具有較高機械性能，可用于汽車，建材，家具，及物流包裝等行業，市場應用前景廣泛。然而，熱塑性木塑復合材料在使用環境及運輸過程中往往需承受較高的沖擊負荷，而且濕度、溫度、光照，及細菌等環境因素會對材料的物理性能及力學性能造成一定影響，因此，如何不斷提高熱塑性木塑復合材料的力學性能和耐候性便成為熱塑性木塑復合材料發展過程中亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種熱塑性木塑復合材料及其生產方法，實現廢棄物資源化的同時，使得該熱塑性木塑復合材料具有良好的力學性能和耐候性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種熱塑性木塑復合材料，該材料的組分及其重量百分比如下：

進一步地，所述各組分的重量百分比如下：

進一步地，所述各組分的重量百分比如下：

進一步地，所述植物纖維與所述塑料的重量比為9:10。

進一步地，所述生物質電廠灰渣或生物質油廠灰渣的主要成分為硅酸鹽、鈣鹽，以及鉀的化合物，其粒度為1000～5000目，長徑比為3～6。所述生物質電廠灰渣或生物質油廠灰渣用作輔助填充料。　　　??

進一步地，所述植物纖維為木粉、稻殼、秸稈粉，及林業三剩物粉中一種或幾種任意比例的組合。植物纖維用于提高材料的韌性，拉伸性和防撕裂性；植物纖維含量過低，則韌性降低，植物纖維含量過高，則塑性變差，材料生產過程中易堵死不能擠出。

進一步地，所述塑料為廢舊的聚乙烯、聚丙烯，及聚氯乙烯中一種或幾種任意比例的組合。塑料作為基體，用于提高復合材料的熱塑性。

進一步地，所述助劑為偶聯劑、發泡劑、引發劑、抗氧化劑、著色劑、阻燃劑、穩定劑、防霉劑，及潤滑劑中的一種或幾種。復合材料的生產過程中，可根據需要添加適當量的助劑。

上述熱塑性木塑復合材料的生產方法，包括以下步驟：

1）植物纖維的預處理：將植物纖維粉碎并篩分出粒度為80～300目的顆粒后對其進行干燥，使植物纖維的含水率＜5%；

2）植物纖維的改性處理：用質量濃度為3～7%的生物質電廠灰渣溶液、質量濃度為3～7%的生物質油廠灰渣溶液，及占植物纖維重量0.5%~3%的偶聯劑中的一種或幾種對植物纖維表面進行改性處理；

3）混合：將改性后的植物纖維，塑料粒子，生物質電廠灰渣或生物質油廠灰渣，及助劑按所述配比進行混合均勻，備用；

4）造粒：將混合物料在110～180℃下充分熔合塑化后擠出造粒；

5）熱壓成型：將擠出造粒后的粒料用熱壓成型的方式制得熱塑性木塑復合材料。

其中，生物質電廠灰渣溶液或生物質油廠灰渣溶液與偶聯劑處理相結合，效果比單獨處理效果好。

所述步驟2）中，所述偶聯劑為鈦酸酯、硬脂酸、石蠟、異氰酸酯，及馬來酸配接枝聚乙烯中的一種或幾種任意比例的組合。用偶聯劑對植物纖維表面進行改性處理，以改善木塑界面相容性及混合均勻性，偶聯劑用量不能太多，過剩反而會使材料的拉伸性能和抗沖擊性能下降，當然，量太少則包覆不完全，影響處理效果；其中，鈦酸酯本身既是偶聯劑，也是分散劑，潤滑劑，粘合劑，交聯劑，催化劑，還兼具防銹，抗氧化和阻燃等多種功能。