[发明专利]一种高强度高耐热的木塑复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度高耐热的木塑复合材料及其制备方法，属于木塑材料领域。本发明所述木塑复合材料的组分中高流动性的聚烯烃类流动改性剂和超支化聚合物作为界面改性剂相搭配，有效包覆植物纤维组分，可有效提升植物纤维和聚烯烃的相容性，同时通过协同作用增强材料的力学强度和耐热性能，提升其热变形温度，即使在高温状态下长时间使用也不会出现粉化等现象，使用范围得到拓宽。本发明还公开了所述高强度高耐热的木塑复合材料的制备方法及其在制备家电零件中的应用。

技术领域

本发明涉及木塑材料领域，具体涉及一种高强度高耐热的木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料(wood-plastics composites，简称WPC)是用木纤维或植物纤维增强的改性塑料，兼有木材和塑料的成本和性能。木塑复合材料已被当今世界上许多国家逐步推广应用的绿色环保新型材料，发展WPC材料是越来越被重视的环境观念的结果。

现有木塑复合材料大多选用常规的聚烯烃(包括废旧回收料)作为塑料基材，添加植物纤维作为增强组分，然后适量添加特定相容剂、抗氧剂和润滑剂等加工助剂制备而成。例如，CN1990599A公开的技术方案中通过加入过氧化物来实现木塑复合材料基体之间的交联，来制备高强度的复合材料，然而过氧化物在加工的过程中添加量和性质不好控制，且过氧化物被多类领域禁止作为产品原料，致癌的风险高，因此，对于如何提高塑料基体和植物纤维间的交联性仍需要进一步探索。

此外，植物纤维材料包含各类树木经粉碎后得到的粉末、植物外壳(花生壳、椰壳等)以及破碎处理后的秸秆、亚麻、甘蔗等纤维较粗的植物，此类物质均具有一个共同的特点：含有相当比例的果糖、淀粉等天然物质，这类物质非常的不稳定，加工后的材料耐热性能不好，长期使用存在变脆和粉化的风险。

发明内容

基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种高强度高耐热的木塑复合材料，该材料区别于传统的木塑复合材料，组分中塑料基体与植物纤维的交联性好，同时耐热性和强度得到显著提升，在高温环境下长期使用也不会出现粉化现象。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种高强度高耐热的木塑复合材料，包括以下重量份的组分：

聚烯烃30～90份、植物纤维10～55份、相容剂2～5份、聚烯烃类流动改性剂5～15份以及界面改性剂1～3份；

所述聚烯烃根据ISO 1133-2011标准在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为1～30g/10min；

所述聚烯烃类流动改性剂根据ISO 113-2011标准在190℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率≥1000g/10min；所述界面改性剂为聚烯烃超支化聚合物。

由于植物纤维中含有不稳定的糖类等生物天然物质，因此常规木塑塑料复合材料普遍强度(特别是抗冲击强度)不高且耐热性能不好，容易在高温长期使用后出现粉化现象，而本申请发明人以高流动性的聚烯烃类流动改性剂和超支化聚合物作为界面改性剂相搭配引入到聚烯烃作为塑料基体的木塑复合材料中，有效包覆植物纤维组分，可有效提升植物纤维和聚烯烃的相容性，同时通过协同作用增强材料的力学强度和耐热性能，提升其热变形温度，即使在高温状态下长时间使用也不会出现粉化等现象，使用范围得到拓宽。

优选地，所述聚烯烃类流动改性剂为聚丙烯。

优选地，所述聚烯烃类流动改性剂根据ISO 1133-2011标准在190℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率≥2000g/10min。

优选地，所述聚烯烃类流动改性剂的结晶度≤40％，所述结晶度根据ASTM F2625-2010标准采用DSC法进行测试(差示扫描量热法)。

更优选地，所述聚烯烃流动改性剂的结晶度为8～40％；