[發明專利]一種木塑復合材料制備方法

在審

• 申請號: 202111153401.7
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113789029A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 宋艷江;許李燕;羊海棠
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: C08L55/02
• 分類號: C08L55/02;C08L97/02;C08L51/00;C08K7/14;C08K5/10;C08K3/26;C08K3/34
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 陳煒

本發明公開了一種木塑復合材料制備方法。目前市場上基本上沒有工程塑料類木塑復合材料。本發明方法首先將待處理植物纖維粉溶劑抽提處理，脫水干燥后得到植物纖維粉干粉；然后將植物纖維粉干粉與增強填料和偶聯劑置于高速混合機中，對干粉進行表面處理；再加入樹脂基體ABS、增容劑和潤滑劑，進行物料初步混合；將加入混煉機中進行熔融混煉，得到的木塑復合材料混煉料經過擠出、注射或模壓成型，即得到木塑復合材料制品。本發明方法經溶劑洗滌去除易揮發和可溶性小分子的植物纖維粉的表面更利于改性，經偶聯劑表面處理的植物纖維粉與樹脂基體間界面黏結力更強，得到的復合材料力學性能更優，所制備木塑復合材料的耐熱性能也有一定程度提高。

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，涉及一種木塑復合材料制備方法，具體是一種溶劑洗滌處理植物纖維粉填充丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)基木塑復合材料的制備方法。

背景技術

木塑復合材料是一種以木粉、竹纖維、農作物秸稈等天然植物纖維填充熱塑性塑料基體，經熔融混煉，擠出、注塑或熱模壓等工藝制備得到的新型復合材料。這種復合材料兼具有木材的實用性能和熱塑性塑料的成型加工及回收性能，且其塑料基體可以為回收塑料，植物纖維則完全是農林廢棄物，是真正的綠色環保材料。但是，常規的植物纖維組成復雜，除了含有纖維素、半纖維素和木質素等主要成分外，還含有多種不耐溫、易揮發的小分子成分，如脂肪族化合物、生物堿、糖類物質等，在稍高的溫度(180℃)即會產生小分子的揮發、降解，顏色變深，釋放出“焦味”，甚至釋放出的一些酸類或者堿類物質還會催化聚合物的熱降解。因此市場上成功開發的木塑復合材料基本為適宜較低成型加工溫度的通用塑料基木塑復合材料，如：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等木塑復合材料。受限于通用塑料強度低、剛性差、耐熱性差的缺點，所制備木塑復合材料的性能存在明顯的技術瓶頸，應用領域受到限制。

ABS是一種具有優良的抗沖擊性、耐熱性、尺寸穩定性、易加工等優點的工程塑料，被廣泛應用于汽車行業、家用電器、辦公室機器等諸多領域，綜合性能明顯優于通用塑料PP、PE、PVC等。但由于受限于這類工程塑料較高的成型加工溫度(≥200℃)，市場上基本上沒有工程塑料類木塑復合材料。

發明內容

本發明的目的就是提供一種木塑復合材料制備方法。

本發明方法具體如下：

步驟(1)植物纖維粉的洗滌處理：采用索氏抽提裝置將待處理植物纖維粉溶劑抽提處理6小時以上，除去多糖類物質如淀粉和果膠質等成分，以及單寧、色素、生物堿等小分子物質；取出植物纖維粉，離心脫水后置于真空干燥箱中，95～105℃下干燥6～12小時，得到植物纖維粉干粉。

所述的待處理植物纖維粉為粒徑小于等于20目的木粉、竹粉、秸稈粉中的一種或多種的混合物；所述的溶劑為水、無水乙醇、丙酮、水-乙醇共沸物、苯-乙醇混合液中的一種。

步驟(2)將20～40重量份的植物纖維粉干粉、2～20重量份的增強填料、0.1～1重量份的偶聯劑置于高速混合機中高速攪拌5～10分鐘，對植物纖維粉干粉進行表面處理。

所述的增強填料為碳酸鈣、滑石粉、玻璃纖維中的一種或多種的混合物；所述的偶聯劑為市售的鈦酸酯偶聯劑或硅烷偶聯劑。

步驟(3)高速混合機中加入50～70重量份的樹脂基體、1～5重量份的增容劑、0.2～1重量份的潤滑劑，攪拌1～2分鐘，進行物料的初步混合。

所述的樹脂基體為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)；所述的增容劑為馬來酸酐接枝ABS、馬來酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS-g-MAH)、馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)中的一種；所述的潤滑劑為市售的各類潤滑劑，如硬脂酸或油酸酰胺。

步驟(4)將初步混合均勻的物料加入混煉機中，200℃～230℃下熔融混煉，得到木塑復合材料混煉料。