[发明专利]一种聚丙烯基木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料领域，尤其涉及一种聚丙烯基木塑复合材料及其制备方法。

 

背景技术

木塑复合材料是指木质材料与热固性塑料或热塑性塑料经挤压法、注塑法、压制法成型得到的复合材料。其中热固性塑料包括环氧树脂、酚醛树脂等，热塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及它们的共聚物及其它们的回料。木质材料包括木粉、稻糠粉、花生壳粉、甘蔗、椰子壳粉等。从生产原料来看，木塑复合材料的生产原料可以采用各种回收利用的废旧塑料、废木料及农作物的剩余物。因此木塑复合材料的研制和广泛应用有助于减缓塑料废弃物的公害污染，也有助于减少农业废弃物焚烧给环境带来的污染。木塑复合材料的生产和使用不会向周围环境散发危害人类健康的挥发物，材料本身还可以回收进行二次利用，因此它是一种全新的绿色环保产品，也是一种生态洁净的复合材料。

目前也有很多有关木塑复合材料的报道，大部分选用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂以及马来酸酐接枝物作为木质材料与聚丙烯界面的改性剂，但这些改性剂对聚丙烯与木质纤维材料的界面相互作用不太理想，使得木塑复合材料的性能较差。这点会在本发明的对比实施例中以具体数据指出。

 

发明内容

本发明的目的在于克服了现有技术的单一性，提供了一种新型聚丙烯基木塑复合材料及其制备方法。

为了实现以上目的，本发明方案的技术是：一种聚丙烯基木塑复合材料，由以下组份按重量份制备而成：  

聚丙烯                      100份

    木质纤维材料                50~100份

聚丙烯接枝乙二胺四乙酸二酐  2~10份

    加工助剂                    0.1~3份

上述聚丙烯接枝乙二胺四乙酸二酐是由乙二胺四乙酸二酐、过氧化二异丙苯、丙酮与均聚聚丙烯聚合而成。

上述方案的优选方案是，所述聚丙烯接枝乙二胺四乙酸二酐由2~10份乙二胺四乙酸二酐、0.2~1份过氧化二异丙苯、5~20份丙酮与100份均聚聚丙烯按重量份制备而成。

上述聚丙烯为回收聚丙烯，回收聚丙烯为废旧汽车、家电等行业的外壳以及其他零部件的破碎料。

上述木质纤维材料为木粉、竹粉、稻草粉、秸秆粉、椰子壳粉、花生壳粉、腰果壳粉或芝麻壳粉中的至少一种。

上述木质纤维材料的粒径为100~300目。

上述加工助剂为硬脂酸、白油、N,N’－乙撑双硬脂酰胺（EBS）中的至少一种。

制备上述的一种聚丙烯基木塑复合材料的方法，包括以下步骤：

（1）制备聚丙烯接枝乙二胺四乙酸二酐

按配比重量份，先将乙二胺四乙酸二酐和过氧化二异丙苯溶解于丙酮中制成混合液，再将此混合液与均聚聚丙烯一起加入混合机中，经混合机加热混合2~5min；将混合后的物料加入双螺杆挤出机中经熔融挤出，制得聚丙烯接枝乙二胺四乙酸二酐；

（2）制备聚丙烯基木塑复合材料

按配比重量份，将（1）制备的聚丙烯接枝乙二胺四乙酸二酐、聚丙烯、木质纤维材料和加工助剂一起放入混合机中，在常温条件下进行混合2~5min，将混合好的物料经双螺杆挤出机熔融挤出、造粒、干燥，即得聚丙烯基木塑复合材料。

上述方案的优选方案是，所述步骤（1）中混合机加热温度为60~80℃、混合速度为100~200转/min；所述双螺杆挤出机的各区温度为140~180℃，螺杆长径比为30~40，螺杆转速为200~300转/min，喂料速度为10~20转/min。

所述步骤（2）中混合机的混合速度为150~250转/min，双螺杆挤出机的各区温度保持在160~230℃之间，螺杆长径比为30~40之间，挤出螺杆转速为250~350转/min，喂料速度为20~30转/min。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

（1）本发明通过制备一种新型的界面改性剂聚丙烯接枝乙二胺四乙酸二酐来提高聚丙烯与木纤维之间的相互作用，提高了它们之间的相容性，有利于木质纤维分散于聚丙烯基体中，能显著提高聚丙烯基木塑复合材料的力学性能；

（2）本发明的乙二胺四乙酸二酐接枝物比传统的马来酸酐接枝物的效果好，主要是因为乙二胺四乙酸二酐相对马来酸酐更容易与木质纤维作用，提高了其增强填充的效果；另一方面，打破了市面上产品的单一性。