[发明专利]一种接枝共聚物作为相容剂制备PVC基木塑复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种接枝共聚物作为相容剂用于PVC基木塑复合材料的制备方法。

背景技术

PVC基木塑复合材料是利用木粉、竹粉、秸杆粉、植物种壳和天然麻类等农林废弃物与PVC树脂或者回收PVC塑料，经混合、挤出、注塑、模压成型等所制成的新型复合材料。它具有使用寿命长、美观、可再生、成本低、防虫、防腐、可喷涂、比纯塑料产品硬度高、与木材相似的加工性能等优点，在地板、门窗、户外建材、家具材料、汽车材料等许多领域得到广泛的应用。

由于PVC基木塑复合材料的原料可采用各种回收塑料、废木料及农作物的剩余物等，因此PVC基木塑复合材料的广泛生产和应用，大大提高废旧资源的综合利用水平，不仅为国民经济建设增添一种价廉而又有应用前景的新材料，而且可减缓塑料废弃物的环境公害，免除植物焚烧给环境带来的污染，并且木塑复合材料本身还可回收利用，是一种绿色环保材料。

尽管PVC基木塑复合材料有诸多优点，由于农林废弃物粉末主要成分是纤维素，纤维素表面含有大量的羟基，具有很强的亲水性，从而导致它与基体之间相容性差；同时，由于PVC和木粉均有较强的自聚作用，使木粉在PVC基体中分散不均，导致复合材料的力学性能和加工性能下降，这是PVC基木塑复合材料生产中面临的最大问题之一。目前对于增强木粉与PVC基体相容性的主要途径是通过添加相容剂，常用的相容剂有钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝高聚物等，但是它们的价格较为昂贵，约占WPC成本的30％，致使复合材料的成本较高。

具体公开的成果有：李凯夫等在《林产工业》(2005，32(3)：24-26)发表了“偶联剂对木塑复合材料界面相容性的影响”，该研究用钛酸酯、铝酸酯对45-60目木粉CaCO₃进行处理，从而达到改性的目的；隋金玲等人在《工程塑料应用》(2007，35(2)：17-20)发表了“表面处理剂对PVC仿木复合材料性能的影响”，该研究用4种不同类型含高活性反应基团的聚氨酯处理剂对木粉表面进行处理，制备了聚氯乙烯(PVC)/木粉复合材料，研究了表面处理剂的交联度、用量和高活性反应基团-NCO的含量对复合材料性能及结构的影响。类似的报道还有：丁筠等在《工程塑料应用》(2004，34(9)：29-31)发表了“纤维表面处理对PVC/木纤维复合材料性能的影响”；宋国君等在《塑料》(2006，35(6)：46-49)发表了“HDPE-g-MAH增容HDPE/木粉复合材料的制备及加工设备的研究”；宋国君等在《塑料工业》(2006，34(12)：53-56)发表了“HDPE-g-MAH增容HDPE/木粉复合材料润滑剂的优选和热性能研究”；XU Min等在《Journal ofForestry Research》(2004，15(1)：77-79)发表了“Effects of different modifiers on the properties ofwood-polymer composites”；陈国昌等在《塑料》(2005，34(2)：67-69)发表了“相容剂对聚丙烯/木粉复合材料的影响”；钟鑫等在《中国塑料》(2004，18(31)：62-66)发表了“改性竹粉/PVC复合材料的性能研究”；刘涛等在《中国塑料》(2005，19(1)：27-30)发表了“木粉表面处理对PVC/木粉复合材料性能的影响”；李兰杰等在《现代塑料加工应用》(2006，18(1)：47-50)发表了“mPE-g-MAH对HDPE/木粉复合材料的改性”；陈广汉等在《塑料》(2007，36(1)：43-46)发表了“POE-g-MAH在木粉/PVC复合材料中的应用研究”；刘文鹏等在《塑料》(2005，34(5)：21-24)发表了“不同相容剂对PP/木粉复合材料力学性能的影响”；刘海军在《聚合物与助剂》(2006，225(3)：18-25)翻译了“PVC/木粉复合材料用新型偶联剂”；王澜等在《上海塑料》(2004，127(3)：32-36)发表了“提高木塑复合材料相容性的研究”；林建国等在《塑料工业》(2006，34(2)：52-55)发表了“处理剂对木塑产品性能的影响”；张丽等在《(合成树脂及塑料》，2007，24(1)：55-58)发表了“PP/竹粉复合材料的研究”。公开号为CN1740234A的中国专利，采用聚丙烯-马来酸酐接枝共聚物作为相容剂；公开号为CN1827680A的中国专利，采用分子量在4000～300000含羟基、羧基或马来酸酐接枝的高分子烃类作为分散剂。