專利名稱：：一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種改性的植物纖維粉末及其制備方法，具體地說是一種木塑復(fù)合材料的原材料及其制備方法。技術(shù)背景近年來人們對各類木塑復(fù)合材料的研究與探索越來越重視，其發(fā)展十分強勁。在如何有效克服極性植物纖維與非極性有機樹脂的相溶性問題上做了大量的工作，先后開發(fā)出多種不同的偶(交)聯(lián)劑等，如ZL02157949.0對粉狀植物纖維粉末表面進行改性處理，以提高其與有機樹脂的融合程度。但該方法僅對植物纖維表面進行改性處理，并沒有對已受到性能破壞的植物纖維內(nèi)部起浸潤強化作用，因此不能得到比較好的復(fù)合材料的機械性能，尤其是在高填充量的情況下。又如ZL03130622.5該方法對植物纖維粉末進行干燥，使其含水量降至2。％以下，這令植物纖維粉末顆粒內(nèi)部變得松散、易裂碎，另外還影響植物纖維粉末顆粒的耐腐、防潮等性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一是提供一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料及其制備方法，使用該粉狀植物纖維材料，在相同的填充量的情況下，制備出來的木塑產(chǎn)品能獲得比現(xiàn)今木塑產(chǎn)品更好的機械性能。本發(fā)明的又一目的是提供一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料的制備方法，其生產(chǎn)簡便、環(huán)保，生產(chǎn)成本低，易于推廣及應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)解決方案含有以下組分過100目以上的植物纖維粉末100份熱固性塑料230份與熱固性塑料相適應(yīng)的固化劑0.020.3份分散劑0.22份潤滑劑0.22份，以上本發(fā)明所述的植物纖維粉末是含水量為2—8%的刨木花、廢木屑、鋸末、竹屑、甘蔗碴、麥梗、稻梗等磨成的過100150目的粉末。本發(fā)明所述的熱固性塑料為不飽和聚脂樹脂，其加入量為520份；所述與熱固性塑料相適應(yīng)的固化劑為SG—1固化劑、酚醛樹脂NL固化劑、甲基四氫苯酐或者是過氧化甲乙酮。以上本發(fā)明的不飽和聚脂樹脂為乙烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂或者是酚醛樹脂。本發(fā)明所述的分散劑是硬脂酸、PE臘、白油、石蠟或者是BOP中的一種或多種。以上本發(fā)明所述的該材料的制備方法為以下步驟A、在常溫下，將IOO份的過IOO目以上的植物纖維粉末放進混料機中，以轉(zhuǎn)速7001200轉(zhuǎn)/分鐘持續(xù)攪拌，然后加進230份的熱固性塑料和0.020.3份與熱固性塑料相適應(yīng)的固化劑；B、在A完畢后，經(jīng)過2060分鐘升溫至80—12(TC，同時向混料機加進0.22份的分散劑和0.22份的潤滑劑；C、在B完畢后，經(jīng)過39分鐘升溫至125—14(TC，然后冷卻至常溫再放出即可。以上本發(fā)明所述的B步驟所用時間為3050分鐘，升溫至90—110。C。本發(fā)明所述的C步驟所用時間為57分鐘，升溫至130—135t:,后以100200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌冷卻至常溫。本發(fā)明的原理是粉狀植物纖維保持著適當(dāng)?shù)暮?，減少因加熱對其組織內(nèi)部的破壞程度，更主要的是熱固性塑料以其優(yōu)良的浸潤能力，浸潤到粉狀植物纖維顆粒的內(nèi)部縫隙中起到了增強其機械強度的作用，最終得到的是一種與有機化合物有高親和力、自身強度良好的改性植物纖維粉狀顆粒。本發(fā)明的優(yōu)點在于該粉狀植物纖維粉末材料的斷纖維表面及內(nèi)部都受到熱固性塑料的浸潤后，不僅與PVC塑料有高的親和力，且在相同的填充量的情況下，制備出來的木塑產(chǎn)品能獲得比現(xiàn)今木塑產(chǎn)品有更好的機械性能，并且具有優(yōu)良的防腐、防潮、耐高低溫的性能，該粉末的生產(chǎn)簡便、環(huán)保，生產(chǎn)成本低，易于推廣及應(yīng)用。圖1是實施例1改性后的廢木屑粉末在電子顯微鏡下的顯微視圖；圖2是過100目的未經(jīng)改性的原廢木屑粉末在電子顯微鏡下的顯微視圖；圖3是對比例所處理過的廢木屑粉末在電子顯微鏡下的顯微視圖。具體實施方式實施例1改性的纖維粉末材料的配方含有以下組分含水量為8%的廢木屑磨成過100目的粉末100份，2份的乙烯基酯樹脂和0.02份的與乙烯基酯樹脂相應(yīng)的SG—1固化劑，2份的硬脂酸和2份的PE臘。該材料的制備方法為以下步驟-A、在常溫下，將含水量為8%的廢木屑磨成過100目的粉末，然后取100份放進型號為S服-500A，高速混料機中以轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分鐘持續(xù)攪拌，然后加進2份的乙烯基酯樹脂和0.02份的與乙烯基酯樹脂相應(yīng)的SG—1固化劑；B、在A完畢后，經(jīng)過20分鐘升溫至120°C，同時加進2份的硬脂酸和2份的PE臘；C、在B完畢后，經(jīng)過9分鐘升溫至125X:，同時以100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌冷卻至常溫，再放出改性粉末即可。實施例2同實施例l，改性的纖維粉末材料的配方含有以下組分含水量為2%的刨木花磨成過150目的粉末100份，30份環(huán)氧樹脂和0.3份過氧化甲乙酮固化劑，0.4份的白油。制備步驟中將A反應(yīng)原來含水量為8%的廢木屑磨成過100目的粉末換成含水量為2%的刨木花磨成過150目的粉末，攪拌轉(zhuǎn)速選用1200轉(zhuǎn)/分鐘；原來加進的2份乙烯基樹脂和0.02份的與乙烯基樹脂相應(yīng)的SG—1固化劑，換成加進30份環(huán)氧樹脂和0.3份過氧化甲乙酮固化劑。B反應(yīng)中，原來經(jīng)過的20分鐘換成60分鐘，升溫至8(TC，加進0.4份的白油作分散劑和潤滑劑。C反應(yīng)中，原來經(jīng)過的9分鐘換成3分鐘，升溫至14(TC，以200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌冷卻至常溫。實施例3同實施例l，改性的纖維粉末材料的配方含有以下組分含水量為5%的鋸末磨成過125目的粉末，12份酚醛樹脂和0.15份酚醛樹脂NL固化劑，1.1份的B0P和1.1份白油。制備步驟中將A反應(yīng)原來含水量為8%的廢木屑磨成過100目的粉末換成含水量為5%的鋸末磨成過125目的粉末，攪拌轉(zhuǎn)速選用950轉(zhuǎn)/分鐘；原來加進的2份乙烯基樹脂和0.02份的與乙烯基樹脂相應(yīng)的SG—1固化劑，換成加進12份酚醛樹脂和0.15份酚醛樹脂NL固化劑。B反應(yīng)中，原來經(jīng)過的20分鐘換成40分鐘，升溫至IOO'C，加進1.1份的BOP作分散劑和1.1份白油作潤滑劑。C反應(yīng)中，原來經(jīng)過的9分鐘換成6分鐘，升溫至13(TC，以150轉(zhuǎn)/分鐘攪拌冷卻至常溫。實施例4同實施例l，改性的纖維粉末材料的配方含有以下組分含水量為8%的竹屑、甘蔗渣以及鋸末磨成過100目的粉末100份，5份環(huán)氧樹脂和0.1份甲基四氫苯酐固化劑，l份的石蠟。制備步驟中A反應(yīng)原來廢木屑磨成過100目的粉末換成竹屑、甘蔗渣以及鋸末磨成的粉末；原來加進的2份乙烯基樹脂和0.02份的與乙烯基樹脂相應(yīng)的SG—1固化劑，換成加進5份環(huán)氧樹脂和0.1份甲基四氫苯酐固化劑。B反應(yīng)中，原來經(jīng)過的20分鐘換成30分鐘，升溫至9(TC，加進1份的石蠟作分散劑和潤滑劑。C反應(yīng)中，原來經(jīng)過的9分鐘換成5分鐘，升溫至135"C。實施例5同實施例l，改性的纖維粉末材料的配方含有以下組分含水量為8%的麥梗以及稻梗磨成過100目的粉末100份，20份乙烯基樹脂和0.2份的與乙烯基樹脂相應(yīng)的SG—1固化劑，2份的硬脂酸和2份的PE臘。只是將A反應(yīng)中，原來廢木屑磨成過IOO目的粉末換成麥梗以及稻梗磨成的粉末；原來加進的2份乙烯基樹脂和0.02份的與乙烯基樹脂相應(yīng)的SG—1固化劑，換成加進20份乙烯基樹脂和0.2份的與乙烯基樹脂相應(yīng)的SG—1固化劑。B反應(yīng)中，原來經(jīng)過的20分鐘換成50分鐘，升溫至11(TC。C反應(yīng)中，原來經(jīng)過的9分鐘換成7分鐘，不需要冷卻攪拌。對比例將含水量為1%的廢木屑磨成過100目的粉末，按現(xiàn)有的傳統(tǒng)偶聯(lián)劑方法生產(chǎn)。檢測方法如圖l、圖2、圖3所示，在顯微鏡下觀察的原過IOO目的廢木屑粉末，以及實施例1和比較例所得改性廢木屑粉末，原廢木屑粉末的斷、碎纖維2作對比實施例1所得改性廢木屑粉末的表面均被熱固性樹脂覆蓋，而且多數(shù)斷、碎纖維1由于內(nèi)部充有熱固性樹脂被浸潤，明顯變得較原粉末粗大；而偶聯(lián)劑所處理的粉末仍為比較細小的斷、碎纖維3，其表面凹凸不平。植物纖維材料粉末的含水量以現(xiàn)有技術(shù)的測定方法測定。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，對以上各實施例以及對比例所得的改性纖維粉末制作PVC木塑板材并制作成板材后，以及對照進行以下物理性能等檢測對比，如下表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表l防腐、防潮、耐高低溫的性能檢測1、鹽霧測試在恒溫恒濕箱中，測試溫度為35士2。C，飽和溫度為47士2。C，用PH=6.9、5%氯化鈉的水溶液，對各實施例和對比例按現(xiàn)有方法制得的PVC木板噴淋24小時，鹽霧降量為1.5土0.5(ml/80cm2/h)，所得結(jié)果如表2所示。2、濕度測試在恒溫恒濕箱中，設(shè)置溫度為38。C，濕度為95XRH，將各實施例和對比例按現(xiàn)有方法制得的PVC木板放置在箱內(nèi)24小時，所得結(jié)果如表2所示。3、高低溫測試將各實施例和對比例按現(xiàn)有方法制得的PVC木板放置在恒溫恒濕箱內(nèi)，在7(TC保持48小時，然后在-4(TC保持48小時，所得結(jié)果如表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料，其特征在于含有以下組分過100目以上的植物纖維粉末100份熱固性塑料2～30份與熱固性塑料相適應(yīng)的固化劑0.02～0.3份分散劑0.2～2份潤滑劑0.2～2份。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料，其特征在于所述的植物纖維粉末是指由含水量為2—8°%的刨木花、廢木屑、鋸末、竹屑、甘蔗渣、麥?；蛘呤堑竟Ｖ械囊环N或者多種，磨成的過100150目的粉末。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料，其特征在于所述的熱固性塑料為不飽和聚脂樹脂，其加入量為520份；所述與熱固性塑料相適應(yīng)的固化劑為SG—1固化劑、酚醛樹脂NL固化劑、甲基四氫苯酐或者是過氧化甲乙酮，其加入量為。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料，其特征在于所述的不飽和聚脂樹脂為乙烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂或者是酚醛樹脂。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料，其特征在于所述的分散劑和潤滑劑是硬脂酸、PE臘、白油、石蠟或者是BOP中的一種或多種。6、一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料的制備方法，其特征在于該材料的制備方法為以下步驟A、在常溫下，將IOO份的過IOO目以上的植物纖維粉末放進混料機中，以轉(zhuǎn)速7001200轉(zhuǎn)/分鐘持續(xù)攪拌，然后加進230份的熱固性塑料和0.020.3份與熱固性塑料相適應(yīng)的固化劑；B、在A完畢后，經(jīng)過2060分鐘升溫至80—120'C，同時向混料機加進0.22份的分散劑和0.22份的潤滑劑；C、在B完畢后，經(jīng)過39分鐘升溫至125—140°C，然后冷卻至常溫再放出即可。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料的制備方法，其特征是B步驟所用時間為3050分鐘，升溫至90—11(TC。8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料的制備方法，其特征是C步驟所用時間為57分鐘，升溫至130—135。C，后以100200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌冷卻至常溫。全文摘要本發(fā)明涉及一種用熱固性塑料浸潤強化的粉狀植物纖維材料及其制備方法，是一種木塑復(fù)合材料的原材料及其制備方法，它公開了該植物纖維材料包括有過100目以上的植物纖維粉末100份，熱固性塑料2～30份，與熱固性塑料相適應(yīng)的固化劑0.02～0.3份，分散劑0.2～2份，潤滑劑0.2～2份，該粉狀植物纖維粉末材料的斷纖維表面及內(nèi)部都受到熱固性塑料的浸潤后，不僅與PVC有高的親和力，且在相同的填充量的情況下，制備出來的木塑產(chǎn)品能獲得比現(xiàn)今木塑產(chǎn)品有更好的機械性能，并且具有優(yōu)良的防腐、防潮、耐高低溫的性能，該粉末的生產(chǎn)簡便、環(huán)保，生產(chǎn)成本低，易于推廣及應(yīng)用。文檔編號C08K5/00GK101265364SQ20071002943公開日2008年9月17日申請日期2007年7月27日優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日發(fā)明者張國棟申請人:張國棟