[發明專利]木塑制品用高剛性、抗蠕變長纖維增強母粒及制備和模具

有效

• 申請號: 201410696570.9
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104356511A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 朱建一
• 申請（專利權）人: 朱建一;廣州再森新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L51/06;C08L77/02;C08L67/02;C08K13/04;C08K7/14;C08J3/22;C08L23/00;C08L97/02;B29B9/06;B29C47/92
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明屬于長玻纖增強母粒制備技術領域，特別涉及一種木塑制品用高剛性、抗蠕變長纖維增強母粒及其制備方法和用于該制備方法的浸漬模具。

背景技術

木塑復合材料(Wood?Plastics?Composites，簡稱WPC)是由木粉或植物纖維和熱塑性聚合物如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯按照一定的比例混合，通過擠出、注塑和壓制加工成型而形成的具有新的結構和優異綜合性能的新型制品制件材料，它具有木材、塑料雙重特性，目標是取代實木、復合木材、塑料型材、鋁合金型材等傳統材料。近十幾年來，木塑復合材料的研究和發展受到了世界上科技界和工業界極大的關注，尤其是在北美地區發展極其迅速，其原因是：亂砍濫伐造成森林資源缺乏，木材的供應量減少；大量廢舊塑料對環境造成的白色污染也越來越嚴重，如何將低質廢棄的木材和塑料重新地利用，成為當今國內外環境保護重要的課題之一。木塑復合材料正是解決回收利用低質廢棄木材和塑料的一條行之有效的途徑。目前在國內已經形成成熟、廣泛并具有相當規模的行業能力。由于這種環保的材料具有壽命長、比塑料硬度高、易著色、易成型加工、有類似木質外觀等優點而廣泛地應用于戶外園林、家具、建筑、工業、車輛船舶、包裝運輸等領域。

木塑復合材料具有(1)耐酸堿、耐化學晶、耐鹽水性好；(2)相對低溫有優勢；耐紫外光；(3)防水、耐潮濕，不腐爛、不開裂或翹曲；(4)不易被細菌繁殖白蟻、蠹蟲等害蟲的侵害；(5)外觀性能好無疤痕、色差，保溫性能好等許多優點，具有現時代環保、節能、廢舊資源循環、再生利用的意義，一定程度上緩解了森林資源的生態危機，因而獲得廣泛政策支持和應用。木塑復合材料的應用范圍非常廣泛，主要包括建筑方面、家具方面、化工、機電方面、車輛船舶方面、包裝運輸方面等，然而，涵蓋了更廣泛的木粉資源廢舊木材、砂光粉、稻殼、稻稈等，聚合物及其相關復合材料對使用環境的敏感性使WPC的安全性和耐久性受到質疑，聚稀烴自身的力學性能缺陷(例如抗蠕變性差)嚴重妨礙了WPC的拓展應用。蠕變受外部溫度和濕度影響大，地板在受熱或擺放浴盆等重物的作用下，更容易出現下沉現象，即蠕變。當需要反復承受一定外力時，如門、窗、欄桿等，不得不在WPC內部使用金屬內襯以增加強度，這樣又產生成木、重量、結構設計復雜性、加工等問題。更為嚴重的是，WPC材料蠕變達到一定程度會發生突然的脆性斷裂，造成嚴重安全隱患。WPC如要擴大用途首先必須滿足增強性、適用性、耐用性和可靠性等方面的要求，其中包括解決強度和剛度較低導致蠕變性能差的問題。

長纖維增強熱塑性樹脂材料是指一種增強纖維單向排布且取向與樹脂粒料軸向平行，長度與樹脂粒料等長的增強熱塑性樹脂。其生產是將連續纖維用熔融的熱塑性樹脂充分浸漬后，通過定型模頭，拉出棒狀或帶狀，切成不同長度(一般為10～25mm)的粒料。與傳統的短纖維增強材料的生產方法不同，用這種方法生產的長纖維增強材料，由于纖維沒有通過擠出機的混煉過程，纖維不會因為螺桿的剪切作用而被切短，因此纖維的長度與所切粒子的長度一樣，可達到能夠注射成型時的最大長度，通過采用合適的注射成型工藝，制品中的纖維長度仍然可以保持3～5mm的長度(而普通短纖維增強塑料注塑制品中的纖維長度一般只有0.2～0.7mm)。所以，長纖維增強塑料比短纖維增強材料具有更高的沖擊強度，更好的剛性，彈性模量對溫度的依賴性更小；同時成型收縮率更小、制品的變形較小；而且，用這種方法可以制造出纖維含量非常高(60％～80％)的增強材料。

本發明研制出一種高剛性、抗蠕變長纖維增強母粒，這種母粒添加到木塑型材制品中，通過加工過程的熔融共混，母粒中纖維得以分散、偶聯和取向，纖維的增強作用提高了木塑型材制品的彎曲模量和強度，提升了材料的抗蠕變能力，起到減少型材使用中的變形的效果，使得WPC型材的應用性能和長期使用穩定性得到改善。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種木塑制品用高剛性、抗蠕變長纖維增強母粒。

本發明另一目的在于提供一種上述木塑制品用高剛性、抗蠕變長纖維增強母粒的制備方法

本發明再一目的在于提供一種用于上述制備方法的浸漬模具。

本發明再一目的在于提供上述高剛性、抗蠕變長纖維增強母粒在聚烯烴木塑復合材料制品、特殊箱殼體材料、新型聚合物建材、電動工具、汽車用結構受力部件領域等中的應用。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種木塑制品用高剛性、抗蠕變長纖維增強母粒，包括以下質量百分數的組分：