[發明專利]一種聚乙烯基木塑復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510877921.0
• 申請日: 2015-12-04
• 公開（公告）號: CN105440399A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 梁兵;梁爽
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L97/02;C08L51/06;C08L29/04;C08K13/02;C08K5/5425;C08K5/098;C08K5/14;C08K3/26
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種高分子復合材料及其制備方法，特別是涉及一種聚乙烯基木塑復合材料及其制備方法。

背景技術

木塑復合材料（Wood-PlasticComposites，簡稱WPC）是一種將木材或纖維素作為基礎材料與多種塑料制成的復合材料，它作為新型、價格低廉的、且可循環使用的耐久性材料得到人們的認可。作為新型的環保材料，木塑復合材料不僅可對木材有效使用，而且還能提高塑料的回收利用，在為人們提供資源的同時，也能改善環境污染、資源短缺的問題。木塑復合材料不僅可以充分利用資源，而且還可以多次使用、回收利用，具有很好的前景。不足的是，木纖維分子內存在氫鍵，在加熱混合中它們會大量聚集一起，容易成團，使其不能再塑料基體中均勻分散。除此，在制備復合材料中，因木材的組分中還有較多的羥基，具有較強的吸水性。這不僅僅降低材料的尺寸性，還影響與非極性憎水的熱塑性塑料基體間的相容性。因此，如何提高木粉與塑料的相容性一直是木塑復合材料的研究重點及熱點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚乙烯基木塑復合材料及其制備方法：本發明改善木粉與塑料間的相容性問題，增強木塑復合材料的韌性。在增加木粉填充量的同時，保證加工性能和物理機械性能，改善木塑復合材料高性能化，提高木塑復合材料的性價比，為廢舊塑料和木材廢棄物的再資源化提供更有效、更經濟的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

聚乙烯基木塑復合材料，按重量份數計，由以下組份制成：PE80～100份，楊木粉60～90份，界面增容劑7～15份，潤滑劑2～7份，交聯劑0.5～3份，偶聯劑0.5～2份，抗氧劑0.1～1.5份，填料10～30份。通過制備一種界面增容劑，將自制丙烯酸接枝PE和聚乙烯醇按照一定的比例與木粉、塑料基體等其他助劑以一定順序在高混機共混一段時間，投入到雙螺桿擠出機中擠出成型。

所述的聚乙烯為HDPE，其熔融指數為1.5～4g/10min。

所述的楊木粉細度為60～100目，經過干燥處理該木粉中的水分含量小于2％。偶聯劑則用的是乙烯基三乙氧基硅烷偶聯劑，用量為0.5～2份。

所述的交聯劑為過氧化二異丙苯（DCP），DCP分子中的O-O鍵的鍵能較弱，受熱易分解產生自由基，引發HDPE自由基鏈反應，在不同或同一碳鏈之間形成化學鍵，也就是交聯反應，交聯度增大可形成三維網狀結構，這樣對提高木塑復合材料的強度。

所述的界面增容劑，先利用溶液法和熔融法制得不同接枝率的丙烯酸接枝PE，分別與聚乙烯醇按照一定比例共混，其比例為1:1～3:1。總份數為7～15份。

所述的潤滑劑為硬脂酸鋅和EBS按照1:1比例復合配置而成的，總份數為2～7份。

所述的抗氧劑是有1010和168按照2:1的比例復配得到的，總份數為0.1～1.5份。

所述的填料是滑石粉、煅燒高嶺土、輕質碳酸鈣以及白炭黑中的一種或兩種。

該方法的制備步驟是按照上述條件比例，先將經偶聯劑處理的木粉、聚乙烯、界面增容劑以及其他填料放入高混機中在100～120℃混合5～15分鐘，然后將混料加入到雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，控制加工溫度在150～200℃，螺桿轉數在50～90轉/分，最后使用平板硫化機進行模壓成型。

具體實施方式

下面通過具體的實例對本發明進行詳細說明。

實例1：

（1）制備界面相容劑

將10克聚乙烯和100毫升二甲苯放入三口瓶中，在120℃下加熱攪拌，待聚乙烯全部溶解后，加入2g丙烯酸。繼續攪拌十分鐘后，將0.2gBPO溶于10ml的二甲苯置于恒壓滴液漏斗中，并在20分鐘內滴完，之后繼續攪拌，半小時后停止反應。待混合物溫度下降至50℃左右，將其倒入丙酮中，冷卻接近室溫，抽濾并用丙酮洗滌數次。將產物在90℃下干燥10小時。將得到產物與聚乙烯醇以2:1比例混合。

（2）制備聚乙烯基木塑復合材料

一種聚乙烯基木塑復合材料，按重量份計，由以下組份制成：HDPE80份，楊木粉80份（目數為80目），乙烯基三乙氧基硅烷偶聯劑1份（處理木粉），

硬脂酸鋅2.4份，界面增容劑7～15份，EBS2.4份，DCP1份，抗氧劑1010為1份，抗氧劑168為0.5份，輕質碳酸鈣10～30份。經高速混合機常溫混合10min，然后將混料加入到雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，控制加工溫度在150～200℃，螺桿轉數在50～90轉/分。

實例2：

（1）制備界面相容劑