[发明专利]一种抗静电木塑复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗静电木塑复合材料及其制备方法，按重量份数计，由如下原料组成：极性聚合物80～100份，植物纤维100～400份，抗静电剂2～6份，热稳定剂0.1～1份，润滑剂4～6份，抗氧化剂0.1～1份，填充剂1～3份，增韧剂3～5份，本发明是通过先熔融共混，后熔融涂覆的方法，既保证了抗静电剂在树脂基体中良好的分散，又保证了植物纤维良好的分散和较高的长径比，使得本发明制备的抗静电木塑复合材料在高植物纤维含量条件下仍保持优异的导电和力学性能，有利于提高对植物纤维的利用率，从而提高材料的环保性，降低原料成本，并且制备工艺简单，可操作性强，适合工业化生产。

技术领域

本发明属木塑复合材料技术领域，涉及一种抗静电木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

抗静电木塑复合材料是以植物纤维、热塑性塑料和抗静电剂为主要原料，通过塑料加工工艺制造的一种新型环保抗静电复合材料，具有优良的抗静电能力、高强重比与抗冲击能力、良好的尺寸稳定性以及可加工性能等优势。大多数抗静电木塑复合材料兼具木材和塑料的优点，广泛应用在室内装修、建筑业、家具制品业和军工等领域。抗静电剂赋予传统木塑复合材料优良的抗静电能力，尤其当抗静电木塑复合材料用于军工、高级公寓的建筑材料、装饰材料和家具时可防止表面电荷聚集，减轻静电效益，避免表面吸附灰尘和油污，提高家具的美观，也可有效防止静电放电引起的可燃物起火和爆炸，提高安全系数。

木塑复合材料所使用的植物纤维一般为麻纤维、木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维，是纺织工业、林业加工和农业生产领域的副产品，产量巨大，在自然界中的储量丰富，目前还缺少有效的处理方法，大部分的植物纤维只能通过燃烧进行处理，会造成雾霾等严重环境污染问题。将废植物纤维与高分子复合制备木塑复合材料是将植物纤维变废为宝的有效途径，既可以提高对废植物纤维的利用率，也可以提高复合材料的环保性，降低材料的原料成本，但当前制备的抗静电木塑复合材料中植物纤维的填充量非常有限，通常在40份以下。例如专利CN 201711315715.6公布了一种抗静电木塑复合材料及其制备方法，所使用的抗静电剂为石墨烯粉，所添加的植物纤维的含量为15～25份。专利CN 201710515309.8公布了一种抗静电共挤木塑复合材料，所使用的抗静电剂为阴离子型抗静电剂SAS-93和硅烷改性导电炭黑按2:1混合后的混合物，所添加的木粉的含量为30～40份。现有技术中对自然界中丰富存在的、环境友好的植物纤维的利用率较低，这是由于添加过高含量的植物纤维会严重影响复合材料的加工性能，导致材料加工困难，材料表面粗糙，更重要的是过高含量的植物纤维会破坏聚合物基体的连续性，从而严重降低抗静电木塑复合材料的导电性能和力学性能，因此，难以获得兼具高植物纤维填充量和优良导电与力学性能的抗静电木塑复合材料。

现有技术的抗静电木塑复合材料主要公开了两种制备方法，一种是先常温搅拌再热压，由于常温搅拌对物料的剪切力弱，该法制备的材料中纤维不能有效分散，尤其对于长径比大的麻纤维，纤维之间粘连较多，分散较差，聚合物不能有效进入纤维与纤维之间，聚合物难以形成连续相；第二种方法是共混挤出，公开的转速是60rpm，对纤维破坏严重，明显降低纤维的长径比，另外抗静电剂也难以分散，易团聚。

此外，现有技术的抗静电木塑复合材料的导电性能较差、力学性能偏低，电导率通常在0.01～0.1S/m，拉伸强度15～30MPa，杨氏模量1500～2000MPa。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗静电木塑复合材料及其制备方法，植物纤维含量达到100～400重量份(极性聚合物100重量份)，本发明使每根纤维表面都涂覆极性聚合物，从而保证纤维与纤维之间都有极性聚合物相连，相当于植物纤维较好地分散在极性聚合物基体中，并且对植物纤维的破坏较小，在抗静电木塑复合材料中植物纤维的长度保持性好，保持较高的长径比；使抗静电剂在植物纤维表面形成良好的导电通路；使木塑复合材料在高植物纤维含量条件下仍保持较好的力学和导电性能，提高对植物纤维的利用率，具有较好的环境友好性。