[发明专利]高机械性能的木质素/聚丙烯复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了高机械性能的木质素/聚丙烯复合材料，包括以下原料：聚丙烯50～80份、木质素20～50份、马来酸酐接枝聚丙烯5～20份、硅烷偶联剂1～10份、氢氧化铝0.5～2份。本发明还公开了该复合材料的制备方法，首先，将木质素与硅烷偶联剂混合，加入盐酸，搅拌，抽滤，真空干燥，研磨，得到木质素干粉；将聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、木质素干粉、氢氧化铝加入双螺杆挤出机中挤出、造粒，制得母粒；将母粒置于双螺杆共混机中共混，将上述熔流体共混物加入注塑机中进行注塑成型，即可。本发明的木质素/聚丙烯复合材料，在木质素含量占比高的情况下，提高了复合材料的机械性能，即拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。

技术领域

本发明属于高分子复合材料制备技术领域，具体涉及高机械性能的木质素/聚丙烯复合材料，还涉及该复合材料的制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)是当今世界上使用最广泛的通用塑料之一。相较其他热塑性树脂，PP具有较高强度的机械性能、优良的耐化学性能、价格低廉以及高加工性能等优点，聚丙烯在包装、家庭用品、医疗设备和汽车工业等行业作为常用原料是不可或缺的。但聚丙烯树脂分子是非极性结晶线性结构，表面活性低，没有极性，使其在与其他填料的共混过程中相容性较差，致使其应用领域受到限制。

天然高分子木质素作为填充物，其具有价格低廉，来源广泛，产量巨大等优点，但现有利用率低造成例资源的浪费，虽然木质素活性基团种类多，极性大，但是其较少的结构重复性而导致的复杂结构对成型加工方面产生了极大的影响。目前在木质素应用于聚丙烯的复合材料的研究中，存在着生物组分木质素含量低和力学性能低的问题。

中国专利(公开号为：CN115678020A)公开了一种可降解木质素聚丙烯复合材料及其制备方法，其配方为聚丙烯树脂100份、聚丙烯酸5～15份、引发剂0.1～0.5份、木质素1～40份和己内酯0.4～4份混合制备，改善了复合材料的可降解性能。中国专利(公开号为：

CN105778269A)公开了一种纤维增强木质素/聚丙烯复合材料，其配方为聚丙烯100份、木质素10～50份，纤维10～40份，增容剂1～10份和填料0～50份，纤维为短切玻璃纤维、短切碳纤维的一种或两种混合物。中国专利(公开号为：CN105754209A)公开了一种木质素/聚丙烯复合材料，其配方为聚丙烯100份、木质素10～50份、增容剂0～20份、增塑剂0～10份和偶联剂0.1～1份，增容剂为接枝率为0.8～1.2％的马来酸酐接枝聚丙烯所述增塑剂为磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯的一种。增容剂和增塑剂的加入提高了木质素/聚丙烯共混体系的相容性。以上方法均为木质素与聚丙烯熔融共混物制备的复合材料，然而这些技术中对木质素的添加量较低，且对于复合材料的机械性能改善并未达到期望值，同时存在辅助添加剂的种类繁复和添加量大等问题，不利于实际的工业化和环境可持续发展。

发明内容

本发明的目的是提供高机械性能的木质素/聚丙烯复合材料，该复合材料具有高的木质素含量以及优异的机械性能。

本发明的另一目的是提供上述木质素/聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，高机械性能的木质素/聚丙烯复合材料，按照质量份数，包括以下原料：聚丙烯50～80份、木质素20～50份、马来酸酐接枝聚丙烯5～20份、硅烷偶联剂1～10份、氢氧化铝0.5～2份。

本发明所采用的另一技术方案是，高机械性能的木质素/聚丙烯复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将木质素与硅烷偶联剂混合，加入盐酸，搅拌，抽滤，真空干燥，研磨，过筛，得到木质素干粉；

步骤2，将聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、木质素干粉、氢氧化铝加入双螺杆挤出机中挤出、造粒，制得母粒；

步骤3，将母粒置于双螺杆共混机中共混，得到熔流体共混物；将上述熔流体共混物加入注塑机中进行注塑成型，制得木质素/聚丙烯复合材料。