[發(fā)明專利]一種高強度高耐熱的木塑復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111521008.9
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114231046B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙治國;陳平緒;葉南飚;楊霄云;陸湛泉;李棟棟;王愛東;謝修好
• 申請（專利權(quán)）人: 金發(fā)科技股份有限公司
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L1/02;C08L23/12;C08L23/06;C08L51/06;C08L87/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

本發(fā)明公開了一種高強度高耐熱的木塑復(fù)合材料及其制備方法，屬于木塑材料領(lǐng)域。本發(fā)明所述木塑復(fù)合材料的組分中高流動性的聚烯烴類流動改性劑和超支化聚合物作為界面改性劑相搭配，有效包覆植物纖維組分，可有效提升植物纖維和聚烯烴的相容性，同時通過協(xié)同作用增強材料的力學(xué)強度和耐熱性能，提升其熱變形溫度，即使在高溫狀態(tài)下長時間使用也不會出現(xiàn)粉化等現(xiàn)象，使用范圍得到拓寬。本發(fā)明還公開了所述高強度高耐熱的木塑復(fù)合材料的制備方法及其在制備家電零件中的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及木塑材料領(lǐng)域，具體涉及一種高強度高耐熱的木塑復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

木塑復(fù)合材料(wood-plastics?composites，簡稱WPC)是用木纖維或植物纖維增強的改性塑料，兼有木材和塑料的成本和性能。木塑復(fù)合材料已被當(dāng)今世界上許多國家逐步推廣應(yīng)用的綠色環(huán)保新型材料，發(fā)展WPC材料是越來越被重視的環(huán)境觀念的結(jié)果。

現(xiàn)有木塑復(fù)合材料大多選用常規(guī)的聚烯烴(包括廢舊回收料)作為塑料基材，添加植物纖維作為增強組分，然后適量添加特定相容劑、抗氧劑和潤滑劑等加工助劑制備而成。例如，CN1990599A公開的技術(shù)方案中通過加入過氧化物來實現(xiàn)木塑復(fù)合材料基體之間的交聯(lián)，來制備高強度的復(fù)合材料，然而過氧化物在加工的過程中添加量和性質(zhì)不好控制，且過氧化物被多類領(lǐng)域禁止作為產(chǎn)品原料，致癌的風(fēng)險高，因此，對于如何提高塑料基體和植物纖維間的交聯(lián)性仍需要進一步探索。

此外，植物纖維材料包含各類樹木經(jīng)粉碎后得到的粉末、植物外殼(花生殼、椰殼等)以及破碎處理后的秸稈、亞麻、甘蔗等纖維較粗的植物，此類物質(zhì)均具有一個共同的特點：含有相當(dāng)比例的果糖、淀粉等天然物質(zhì)，這類物質(zhì)非常的不穩(wěn)定，加工后的材料耐熱性能不好，長期使用存在變脆和粉化的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供了一種高強度高耐熱的木塑復(fù)合材料，該材料區(qū)別于傳統(tǒng)的木塑復(fù)合材料，組分中塑料基體與植物纖維的交聯(lián)性好，同時耐熱性和強度得到顯著提升，在高溫環(huán)境下長期使用也不會出現(xiàn)粉化現(xiàn)象。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種高強度高耐熱的木塑復(fù)合材料，包括以下重量份的組分：

聚烯烴30～90份、植物纖維10～55份、相容劑2～5份、聚烯烴類流動改性劑5～15份以及界面改性劑1～3份；

所述聚烯烴根據(jù)ISO?1133-2011標(biāo)準(zhǔn)在230℃，2.16kg負(fù)荷下的熔體流動速率為1～30g/10min；

所述聚烯烴類流動改性劑根據(jù)ISO?113-2011標(biāo)準(zhǔn)在190℃，2.16kg負(fù)荷下的熔體流動速率≥1000g/10min；所述界面改性劑為聚烯烴超支化聚合物。

由于植物纖維中含有不穩(wěn)定的糖類等生物天然物質(zhì)，因此常規(guī)木塑塑料復(fù)合材料普遍強度(特別是抗沖擊強度)不高且耐熱性能不好，容易在高溫長期使用后出現(xiàn)粉化現(xiàn)象，而本申請發(fā)明人以高流動性的聚烯烴類流動改性劑和超支化聚合物作為界面改性劑相搭配引入到聚烯烴作為塑料基體的木塑復(fù)合材料中，有效包覆植物纖維組分，可有效提升植物纖維和聚烯烴的相容性，同時通過協(xié)同作用增強材料的力學(xué)強度和耐熱性能，提升其熱變形溫度，即使在高溫狀態(tài)下長時間使用也不會出現(xiàn)粉化等現(xiàn)象，使用范圍得到拓寬。

優(yōu)選地，所述聚烯烴類流動改性劑為聚丙烯。

優(yōu)選地，所述聚烯烴類流動改性劑根據(jù)ISO?1133-2011標(biāo)準(zhǔn)在190℃，2.16kg負(fù)荷下的熔體流動速率≥2000g/10min。

優(yōu)選地，所述聚烯烴類流動改性劑的結(jié)晶度≤40％，所述結(jié)晶度根據(jù)ASTM?F2625-2010標(biāo)準(zhǔn)采用DSC法進行測試(差示掃描量熱法)。

更優(yōu)選地，所述聚烯烴流動改性劑的結(jié)晶度為8～40％；