[发明专利]一种碳纳米管增强轻质木塑复合材料的制备方法

摘要

一种碳纳米管增强轻质木塑复合材料的制备方法,以质量百分比计其原料组成30‑70%塑料基体、30‑70%植物粉末、0.5‑3%碳纳米管、3‑8%偶联剂、0.1‑1%发泡剂、0.1‑1%增容剂、1‑3%润滑剂、2~4%增韧剂、0.01~0.1%过氧化物及其它功能助剂。通过偶联剂、分散剂、润滑剂等助剂将少量碳纳米管分散在基体相和木粉与塑料的界面两相中及介质空隙内，加入适量发泡剂实现微发泡处理，以降低复合材料密度，赋予木塑复合材料轻质高强优良特性。所制备木塑复合材料不仅具有无毒、耐水、安全、价廉等优点，而且具有质轻、高强度、防静电等优良特性，扩大了木塑复合材料使用环境及应用范围，具有广阔的经济前景和社会效益。

主权项

一种碳纳米管增强轻质木塑复合材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：(1)按质量百分比计，称取各组成：30%‑70%的塑料基材、30%‑70%的植物粉末、0.5%‑3%的碳纳米管、3%‑8%的偶联剂、0.1%‑1%的发泡剂、0.1%‑1%的增容剂、1%‑3%的润滑剂、2%‑4%的增韧剂、0.01%‑0.1%的过氧化物；(2) 偶联剂乙醇溶液的配制按质量百分比计，所配置的偶联剂乙醇溶液中偶联剂20%、乙醇70%、水10%；(3) 植物粉末的干燥将植物粉末在105℃下干燥10h以上，直至其中水分的质量百分数＜2%；(4) 碳纳米管活化处理将碳纳米管、植物粉末、偶联剂乙醇溶液加入混合机中，在温度60~80℃和转速200~300rpm的范围内搅拌20分钟，其后将混合物料维持在100℃下干燥10h，得到碳纳米管和植物纤维粉末的活化预混物；(5) 物料的混炼混炼温度控制在150~220℃，将塑料基材塑化5‑15分钟后再加入活化预混物、发泡剂、增容剂、润滑剂、增韧剂、过氧化物，继续混炼20‑30分钟，得到高温混炼物料；(6) 木塑复合材料的成型上述高温混炼物料经热压或挤出成型，得到木塑复合材料；所述的热压成型工艺条件：在10.0MPa压力和180±10℃的温度下，热压10‑20分钟；所述的挤出成型工艺条件：挤出温度170~200℃，螺杆转速200‑300 rpm/min；所述的碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、短切碳纳米管、羟基化碳纳米管或羧基化碳纳米管中的一种或几种的组合，且碳纳米管的直径均在2~50nm，长度均在5~30μm；发泡剂为小苏打、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈中的至少一种；植物粉末的颗粒粒度范围50~200目；塑料基材为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的一种或几种的组合。