[發明專利]一種用于木塑復合材料的界面改性劑的制備方法以及木塑復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201410440134.5
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104211894A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 丁運生;倪國章;盧旭鑫;孫靜;王平;孫曉紅
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08L97/02;C08L75/08;C08L23/06;B29C47/92
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

一、技術領域

本發明涉及一種用于木塑復合材料的界面改性劑的制備方法以及木塑復合材料的制備方法。

二、背景技術

木塑復合材料是以木纖維或植物纖維為主要組份，經過預處理使之與熱塑性樹脂、熱固性樹脂或者其它材料結合而成的一種新型材料，這種材料能夠克服單一材料的缺點，充分發揮材料中各組份的優勢，不僅改進了材料的力學性能及加工性能，降低成本，擴大應用范圍，還提高了材料的附加值，有利于資源的循環利用。由于木粉表面含有大量的羥基導致木粉具有很強的極性和親水性，而制備木塑復合材料所用的高分子樹脂基本上都是非極性或者弱極性的，因此這兩種極性相差很大的物質結合時，形成的界面結合力很弱，導致制備的材料性能劣化。因此要對木粉表面進行改性處理，降低木粉的表面極性，提高木粉和高分子樹脂復合時形成的界面結合力，從而提高木塑復合材料的綜合性能。

目前常通過添加界面相容劑提高木粉和高分子樹脂基體的相容性，提高兩者之間的界面結合力。在木塑復合材料中常用的界面相容劑包括硅烷類偶聯劑、鈦酸酯類偶聯劑、鋁酸酯類偶聯劑、馬來酸酐接枝聚烯烴類偶聯劑等。由于這些界面相容劑對木粉的表面改性能力有限，不能很好的降低木粉表面的極性，提高木粉的分散性，且利用這些界面相容劑制備的木塑復合材料一般韌性較差。為了進一步增強改性效果，有一些新型的界面相容劑被研制出來。CN102558890A公開了一種木塑復合材料用相容劑及其制備方法，該發明以聚烯烴混合物、功能性單體、引發劑、抗氧劑、潤滑劑為原料，通過熔融擠出制備相容劑，雖然改善木粉的分散性和高分子樹脂基體的相容性，并在一定程度上改善了復合材料的加工性能，但該發明制備相容劑工藝不易控制，生產耗能高。CN102504468A公開了一種木塑材料用相容劑及其制備方法，該發明以聚烯烴為主鏈，通過熔融接枝反應在主鏈上接枝馬來酸酐和丙烯酸鹽來制備相容劑，該發明制備的相容劑對材料的力學性能有一定的提升作用，但相容劑的制備工藝比較復雜，產品不易控制，能耗高。

因此開發一種制備工藝簡單，低耗能的木塑復合材料界面改性劑，對木塑復合材料的發展具有重要意義。

三、發明內容

本發明旨在提供一種用于木塑復合材料的界面改性劑的制備方法以及木塑復合材料的制備方法，通過界面改性劑提高木粉和高分子樹脂復合時形成的界面結合力，從而提高木塑復合材料的綜合性能。

本發明用于木塑復合材料的界面改性劑的制備方法如下：

在40-90℃、攪拌下將4-8質量份的聚醚多元醇滴加至1-2質量份的二異氰酸酯中，控制滴加時間為2-4h，滴完后于40-90℃攪拌反應5-8小時，攪拌速度為10-80r/min，得到界面改性劑。

所述聚醚多元醇為聚乙二醇、聚丙二醇中的一種或幾種。

所述聚乙二醇的數均分子量為1000、2000或4000；

所述聚丙二醇的數均分子量為1000、2000或4000。

所述二異氰酸酯選自二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)、1、6-己二異氰酸酯(HMDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)中的一種或幾種。

利用本發明制備的界面改性劑制備木塑復合材料的過程如下：

1)將催化劑加入到木粉中，混合均勻后加入界面改性劑，混合均勻，然后依次加入高密度聚乙烯、抗氧劑和抗紫外劑，混合均勻后得到混合料；所述界面改性劑為本發明制備的界面改性劑；

2)將所述混合料加入雙螺桿擠出機中，擠出造粒，即得木塑復合材料粒料；

各原料按質量份數構成為：

催化劑0.1-1份，木粉20-70份，界面改性劑1-15份，高密度聚乙烯30-80份，抗氧劑0.1-2份，抗紫外劑0.1-2份。

所述催化劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、三亞乙基二胺、二丁基氧化錫中的一種或幾種。

所述抗氧化劑選自抗氧劑1010、抗氧劑1076、TNPP、抗氧劑168中的一種或幾種。

所述抗紫外劑為UV-531和/或UVP-327。

步驟1)中各原料混合過程中混合溫度均控制在為60-90℃。

步驟2)中雙螺桿擠出機的擠出溫度設置為：1區溫度為100-130℃、2區溫度為150-170℃、3區溫度為160-180℃、4區溫度為160-190℃、5區溫度為160-190℃、6區溫度為160-180℃、機頭溫度為160-180℃；雙螺桿的轉速為50-90r/min。