[发明专利]一种纤维增强共挤发泡木塑复合材料及其生产工艺

说明书

一种纤维增强共挤发泡木塑复合材料及其生产工艺，包括如下重量份数的原料：基体树脂75‑100份、纤维填料20‑90份、橡胶粉5‑25份、接枝聚烯烃型增容剂5‑20份、硫化剂0.1‑1.5份、复合发泡剂2‑6份；接枝聚烯烃型增容剂通过将接枝单体、聚烯烃以及助剂混合得到的混合物真空干燥后进行挤出造粒处理而成。本申请纤维增强共挤发泡木塑复合材料具有良好的分散性、流动性、力学性能等；本申请纤维增强共挤发泡木塑复合材料中加入橡胶粉和接枝聚烯烃型增容剂，形成动态硫化体系，提高材料的冲击强度，增强材料的韧性。

技术领域：

本申请属于木塑复合材料，具体涉及一种纤维增强共挤发泡木塑复合材料及其生产工艺。

背景技术：

发泡木塑是塑木工业的一个发展方向，发泡木塑也具有未发泡木塑的可锯割、螺栓或钉子连接得特点，而且挤出发泡后的型材表面质量优于未发泡木塑，发泡能大幅降低成本，最终制品的密度可以降低20-25％，因为树脂占型材材料的40-50％，这些树脂占复合材料成本的80-90％，因此发泡后总成本能降低一半。

最早的发泡木塑料复合材料的基础树脂是PS，20世纪70年代Empir公司挤出生产的发泡PS系WPC铅笔杆，20世纪80年代中期，美国MarleyMoulding公司开始生产木粉填充PS的发泡制品。近几年则出现越来越多种类的发泡木塑制品，新增基础树脂有PP，SAN，PVC等，主要产品有型材和形状复杂的大型注塑制品，制品的密度可以降低5-50％，木粉添加量能达30-60％，发泡木塑占木塑总量的20％左右，但其中大部分是PVC系木塑制品。基体树脂中无定型塑料比结晶型塑料更容易发泡，因为无定型塑料熔体强度高，气泡不易挥发。而结晶型塑料的熔体强度低，有利于制备高木粉含量的制品。PE由于价格低、综合性能好是目前用量较大的树脂，但由于其是结晶型物料，成型加工时熔体强度较低，因此在制备发泡木塑时，控制熔体强度是研究的关键点。近年来，PE基发泡木塑在国外已有工业化生产，国内处于研究探索阶段，还未工业化生产。

纤维增强共挤发泡木塑复合材料韧性的一个重要指标是冲击强度，改善木塑复合材料的冲击强度是当前该领域一个急需解决的问题，这对于扩大木塑复合材料的应用领域，延长复合材料的使用期限具有很大的作用，而且由于木塑复合材料属于环境友好性材料，可以自然降解，因此通过增韧来优化材料的性能可以有效地保护环境和节约资源，现有技术中常采用添加橡胶粉来增韧。

研制木塑复合材料的重点是提高基体与木粉的相容性，解决好植物纤维与基体的界面粘合作用，这是提高木塑复合材料性能的关键技术问题。从组成分析可以看出，木材或木纤维结构上最大的特点是在表面存在大量的羟基基团。这些羟基官能团的反应程度取决于所处的位置，例如在纤维素结晶区的反应活性较非晶区的差很多。由于纤维表面羟基基团的存在，使木塑复合材料具有极性和吸湿性，两者对木塑复合材料的力学性能、耐热性及吸湿性都有很大的影响。

目前改善植物纤维与塑料相容性的主要方法有三种：(1)使用相容剂，该方法简单而且效果很好，合适的相容剂有马来酸酐接技聚丙烯(MA-g-PE)、异氰酸酯、亚甲基丁二酸酐等。这些相容剂大部分有羰基或酯基，能够与纤维素中的羟基发生酯化反应，降低纤维的极性和吸湿性，使用后可以提高植物纤维与基体树脂的相容性，其中MA-g-PE的应用较为普遍。(2)植物纤维进行化学接枝处理，对纤维进行接枝处理比较复杂，但接枝纤维与基体树脂的相容性明显改善。(3)使用偶联剂，偶联剂可以提高无机填料及无机纤维与基体树脂之间的相容性是众所周知的，实际上偶联剂同样也可以改善天然植物纤维与基体树脂之间的界面作用力，其中硅烷偶联剂和酞酸醋偶联剂是应用最广泛的两类偶联剂。