[发明专利]一种木粉橡胶复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种木粉橡胶复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

杨树是我国重要的人工林树种之一，具有速生丰产的优点，用于生产和生活的各个方面。但是，速生杨木本身存在木材柔软、密度低、容易翘曲等缺点，它主要用于制造一些性能要求不高和低附加值的产品。因此，充分合理利用人工林，提高人工林木材的产品附加值，已成为木材加工业广泛关注的焦点和重要的研究方向。

将木材加工中剩余的边角料及木材加工利用不了的枝丫材加工成木粉，与轮胎橡胶复合制备成木粉－橡胶复合材料，是拓展人工林的利用率和附加值的有效途径之一。橡胶是高气密性的弹性体，疏水、防腐防虫、尺寸稳定性高，尤其是轮胎橡胶，除一般橡胶具有的特性外，还具有耐老化、耐磨、玻璃化温度低等特性。木粉－橡胶复合材料，既保持了强度、刚度与质量比较高、木材价格低廉等优点，又利用汽车轮胎橡胶的特性克服了尺寸稳定性差、易腐蚀的缺陷，不仅提高人工林的利用率和附加值，而且作为橡胶的一种再生资源，还能缓解橡胶资源短缺的问题。

以往研究的木质-橡胶复合材料，基本用胶黏剂黏合木材与废橡胶粉，并通过热压的加工方法制得，且橡胶的作用只是填料，并没有发挥黏合的作用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统木粉橡胶复合材料界面结合强度不佳的问题，提供了一种木粉橡胶复合材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）将锯木屑干燥，粉碎，得木粉；

（2）按重量份数计，将20～30份木粉，5～6份果胶酶，80～100份水加热搅拌混合，冷冻、解冻循环，过滤，干燥，得预处理木粉；

（3）将松香与无水乙醇按质量比1：5～1：10加热搅拌，即得松香溶液；

（4）将硫化剂与松香混合液按重量比1：10～1：20混合，超声分散，得分散液；

（5）将预处理木粉与分散液按重量比1：10～1：20混合，超声浸渍，过滤，干燥，得改性木粉；

（6）将橡胶与双氧水按质量比1：50～1：100加热搅拌，过滤，得改性橡胶；

（7）按重量份数计，将30～40份改性木粉，20～30份改性橡胶，5～6份引发剂，3～4份硅烷偶联剂混合，得混合料；

（8）将上述所得混合料注射成型，即得木粉橡胶复合材料。

步骤（1）所述木材为松木，杨木或槐木中的任意一种。

步骤（2）所述预处理木粉还可以用正硅酸乙酯浸渍。

步骤（4）所述硫化剂为二烯丙基硫代磺酸酯，二烯丙基三硫化合物或二烯丙基二硫化合物中的任意一种。

步骤（4）所述超声浸渍频率为55～65kHz。

步骤（6）所述橡胶为天然橡胶或氯化橡胶中的任意一种。

步骤（6）所述双氧水质量分数为20～30%。

步骤（7）所述引发剂为过氧化苯甲酰，二叔丁基过氧化物或偶氮二异丁腈中的任意一种。

步骤（7）所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过添加改性木粉，首先，木粉经过果胶酶浸泡，果胶酶分解木粉中果胶，使得木粉细胞间的孔隙率得到提升，再经反复冷冻、解冻，进一步拓宽木粉的孔隙，其次，经过正硅酸乙酯浸泡，正硅酸乙酯渗透进细胞，与细胞中残留的水分发生反应，生成二氧化硅，生成的二氧化硅覆盖于细胞膜内壁，起到支撑细胞的作用，从而提升了体系的力学性能，再次，经松香溶液的浸泡，使得木粉得以润湿，使硫化剂更好的渗透进木粉中，在注射成型过程中，橡胶更容易渗透进木粉中，从木粉内部开始交联，形成的三维网络，一方面，增强了橡胶和木粉间的界面结合力，另一方面，木粉内部开始交联形成的三维网络，抑制木粉下沉，使得木粉均匀分散在体系中，同时，形成的三维网络可起到减少体系中孔隙通道的作用，同时，大量分布在体系中的三维网络可对毛细管产生很大的挤压力，使毛细管细化或消除，使得体系的力学性能进步提升；

（2）本发明通过添加用双氧水浸泡的橡胶，橡胶经双氧水的浸泡，使得橡胶中的基团活化，使得橡胶更好的渗透进木粉中，使橡胶与木粉结合力增强，使得体系的力学性能进步提升，同时，使得体系的热稳定性得到提升。

具体实施方式