[发明专利]PVC木塑复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种PVC与植物秸秆微粉共混熔融改性形成的木塑复合材料及其制备方法。本发明提供一种PVC木塑复合材料，PVC木塑复合材料各原料及其重量配比为：木塑专用PVC树脂25份，含有植物纤维的粉状物质50～80份，稳定剂2～4份，PVC塑化促进剂1～2.5份，抗冲改性剂6～10份，润滑剂1～2份；木塑专用PVC树脂原料及其重量配比包括：氯乙烯单体100份，功能单体A 0～20份，功能单体B 0～20份，引发剂0.06～0.1份，缓冲剂0.05～0.1份，分散剂0.06～0.20份，整粒剂0.02～0.04份，纯水150～200份。所得PVC木塑复合材料的力学性能，耐候性较优。

技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料，具体涉及一种PVC与含有植物纤维的粉状物质(以木质纤维素大分子为主的粉体)共混熔融改性形成的木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑材料是指用木粉，竹粉或者秸秆粉末等含有植物纤维的粉状物质为主要原料，与PE，PP，PVC等通用塑料材料经过共混改性加工形成的复合材料。这种材料的优点是具有天然木材和塑料两种材料的共同特点，强度高且耐水耐候耐霉变，可以广泛应用于室外装饰。同时由于其材料来源广泛，可以消化大量因为农业生产活动产生的秸秆废弃物，所以这种材料可以变废为宝，变害为利；是一种既有巨大经济前景也有巨大的社会效益的材料。

目前国内的PVC木塑复合材料其秸秆微粉的填充比例都相对较低，仅仅达到30-60phr(以100重量份PVC树脂为基数)，填充比例远远不及PE木塑材料，同时由于一般的PVC树脂都为分子链段上没有任何化学修饰的均聚物，是根本无法和秸秆纤维发生化学偶联的。所以一般的PVC木塑都会存在界面分相，质地粗糙，力学性能低劣，耐水耐腐耐霉变性差等问题。而且这几个问题随着秸秆填充比例提高越来越严重。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提出了一种以化学共聚改性功能化PVC树脂为基材，辅以各种助剂，使得含有植物纤维的粉状物质(如秸秆微粉)能以100：200～400phr(对于非发泡制品而言)/100～300(对于发泡制品而言)的高填充比例与PVC树脂共混，所得PVC木塑复合材料的力学性能，耐候性，耐水耐腐耐霉变性依然保持在一个极高的水平上。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种PVC木塑复合材料，所述PVC木塑复合材料各原料及其重量配比为：木塑专用PVC树脂25份，含有植物纤维的粉状物质50～80份，稳定剂2～4份，PVC塑化促进剂1～2.5份，抗冲改性剂6～10份，润滑剂1～2份；

其中，所述木塑专用PVC树脂的各原料及其重量配比包括：氯乙烯单体100重量份，功能单体A 0～20重量份，功能单体B 0～20重量份，引发剂0.06～0.1重量份，缓冲剂0.05～0.1重量份，分散剂0.06～0.20重量份，整粒剂0.02～0.04重量份，纯水150～200重量份；所述功能单体A选自下述单体中的至少一种：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯，所述的功能单体B选自下述聚合物中的至少一种：双环戊二烯、马来酸、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸丁酯或丙烯酸羟乙酯；功能单体A和功能单体A的添加量不能同时为0。

进一步，所述木塑专用PVC树脂的制备方法为：将氯乙烯单体、功能单体A、功能单体B以及引发剂、缓冲剂、分散剂和整粒剂于50～72℃下聚合反应4～8小时，反应结束后加入终止剂、抗氧剂，最后经过气提，离心脱水和干燥即得木塑专用PVC树脂。

更进一步，所述木塑专用PVC树脂的制备方法为：先将液相氯乙烯单体与引发剂，分散剂，缓冲剂，整粒剂和纯水在搅拌状态下加入反应釜，当反应温度升至50～72℃向反应体系中流加功能单体A和功能单体B，然后持续聚合反应，直到反应压力下降100～300KPa时加入终止剂、抗氧剂，再出料，最后经气提，离心脱水后进行沸腾床干燥；得到木塑专用PVC树脂粉体；其中，功能单体A和功能单体B的加料速率控制为：每分钟加入功能单体总质量(功能单体A和功能单体B的总质量)的0.4～0.7wt％。