[發明專利]一種聚氯乙烯塑木及其制備方法

有效

• 申請號: 201610601070.1
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN106046620B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 黃樹瑛
• 申請（專利權）人: 安吉威龍塑木環保材料有限公司
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L97/02;C08L71/02;C08K13/02;C08K5/098;C08K5/12;C08K5/10;B29C47/92
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙)33230
• 代理人: 陳杰

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種聚氯乙烯塑木及其制備方法。

背景技術

木塑復合材料(WFPC)的原料來源豐富，成本低廉，不僅可使用廢舊塑料和木制品廢棄物及邊角料、鋸屑、農作物秸稈等回收資源，而且木塑產品本身可回收再加工成木塑產品，對廢物利用和替代木材、保護森林具有雙重的環保意義。木粉屬于輕而硬的顆粒材料，少量填充于塑料基體時，所得木塑制品欠缺硬木的質感，只有在木粉用量較大時才能顯示出木塑材料的優點和價格優勢。

木粉的主要成分是木質素和纖維素等，含有豐富的羥基基團，容易產生自聚，影響其在塑料基體中的分散度，同時木粉與塑料基體的相容性不佳，容易導致復合材料產生界面張力，界面粘結力差，從而導致木塑復合材料的強度低，大大限制其使用范圍。

現有技術中常采用PVC接枝馬來酸酐改善木粉和PVC基體的相容性，PVC接枝馬來酸酐的使用量較大，且其中殘余的游離馬來酸酐，在復合材料加工過程中大量揮發逸出，影響操作人員的身心健康。同時該類復合材料加工流動性不佳，導致擠出加工生產效率不佳，甚至會發生堵塞機頭的現象，因此，開發一種體系相容性好、加工性能優異的聚氯乙烯塑木復合材料成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供了一種聚氯乙烯塑木，其中含有少量加工助劑即可大幅度改善木料與PVC塑料基體的相容性和加工流動性，同時提高塑木的機械性能。

本發明解決技術問題所采用的技術方案為：

一種聚氯乙烯塑木，其原料由以下重量份數組分構成：聚氯乙烯100份、木粉45-60份、硅烷偶聯劑3-4.5份、鈦酸酯偶聯劑1.5-2.2份、聚乙二醇0.8-1.2份、分散劑1.2-1.5份、硬脂酸鈣0.1-0.4份和鄰苯二甲酸二辛酯0.5-0.8份。

硅烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑可以跟木粉中羥基基團發生反應，降低木粉的化學極性，減少木粉自聚結團，增強木粉在基體中的分散性，同時硅烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑與聚合物基體具有良好的相容性，因此能改善木粉與PVC基體的界面張力，提高復合材料機械強度。采用硅烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑混合物替代聚合物接枝馬來酸酐，能更有效改善木粉的團聚現象，且用量更少，效果更好，同時能減少加工過程中有毒氣體逸出，提高了生產安全性。

聚乙二醇具有增容的效果，能協同改善復合材料的相容性，提高材料的機械性能，同時聚乙二醇能有效改善復合材料的加工流動性，提高加工效率。

作為優選，所述硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷。

作為優選，所述鈦酸酯偶聯劑為異丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯或異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯。

作為優選，所述分散劑為三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉或甲基戊醇。

作為優選，所述硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑的質量比為2：1，在該配比下，偶聯劑在較低的使用量下即可達到最佳的改善效果，使得木粉的添加量最大，仍具有良好的分散效果，聚合物基體對其包覆程度較高。

作為優選，所述聚乙二醇的平均分子量為600或1000。

本發明同時提供了一種聚氯乙烯塑木的制備方法，包括如下步驟：

(1) 將硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑和聚乙二醇溶于無水乙醇中，再將混合溶液加入烘干過的木粉中，混合均勻，于60-70℃真空干燥24小時，得到改性木粉待用；

(2) 將分散劑、硬脂酸鈣和鄰苯二甲酸二辛酯溶于丙酮中得混合溶液B，待用；

(3) 將PVC、步驟(1)所得改性木粉和步驟(2)所得混合溶液B加入容器中，混合均勻，于50-60℃真空干燥4-6小時后，加入雙螺桿擠出機擠出造粒；所述雙螺桿擠出機的溫度設置為165℃、178℃、175℃、165℃和180℃，擠出機轉速為12-15r/min。

作為優選，步驟(1)中所述烘干過的木粉中水含量≤10%，木粉中含量低于10%更便于其充分吸取含偶聯劑和聚乙二醇的混合溶液，以便對木粉充分改性，使木粉分散性良好，與基體相容性增加。

作為優選，步驟(1)中所述無水乙醇質量為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑和聚乙二醇總質量的8-10倍。

作為優選，步驟(2)中所述丙酮的質量為分散劑、硬脂酸鈣和鄰苯二甲酸二辛酯總質量的10-12倍。

本發明的有益效果為：