專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種pvc基木塑復(fù)合材料加工新型多功能助劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種PVC木塑復(fù)合材料用新型多功能助劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：PVC基木塑復(fù)合材料是利用木粉、竹粉、秸桿粉、植物種殼和天然麻類(lèi)等植物纖維與PVC樹(shù)脂或者廢舊PVC塑料，經(jīng)混合、擠出、注塑、模壓成型等所制成的新型復(fù)合材料。它具有使用壽命長(zhǎng)、美觀、可再生、成本低、防蟲(chóng)、防腐、可噴涂、比純塑料產(chǎn)品硬度高、與木材相似的加工性能等優(yōu)點(diǎn)，在地板、門(mén)窗、戶(hù)外建材、家具材料、汽車(chē)材料等許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于PVC木塑復(fù)合材料的原料可采用各種廢舊塑料、廢木料及農(nóng)作物的剩余物等，因此PVC木塑復(fù)合材料的廣泛生產(chǎn)和應(yīng)用，不僅為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)增添一種價(jià)廉而又有應(yīng)用前景的新材料，而且還有助于減緩塑料廢棄物的污染，也有助于減少農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒給環(huán)境帶來(lái)的破壞，并且木塑復(fù)合材料本身還可回收利用，是一種綠色環(huán)保材料。盡管PVC木塑復(fù)合材料有諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于植物纖維的主要成分是纖維素，纖維素表面含有大量的羥基，具有很大的親水性，從而導(dǎo)致親水性的植物纖維與疏水性的PVC基體之間相容性差，致使植物纖維難以在基體中均勻分散，同時(shí)兩者間的界面黏合差，導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能不佳，這是PVC木塑復(fù)合材料生產(chǎn)中面臨的最大問(wèn)題之一。目前對(duì)于增加木粉與PVC基體相容性的主要途徑是通過(guò)添加相容劑，常用的相容劑有硅垸偶聯(lián)劑、聚異氰酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑、馬來(lái)酸酐接枝聚合物等，但是這些相容劑的價(jià)格較為昂貴，同時(shí)為了改善PVC木塑復(fù)合材料加工流動(dòng)性能，還需要添加一些潤(rùn)滑劑如脂肪酸、脂肪醇、聚乙烯蠟等,致使復(fù)合材料的成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種在PVC木塑復(fù)合材料中既能起到相容劑作用，又能起到潤(rùn)滑劑作用的新型多功能助劑的制備方法。該助劑不僅有利于植物纖維與PVC基體相容性的改善，還有利于復(fù)合材料加工流動(dòng)性能的提高及吸水性的下降。本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)采取如下方案解決該助劑以丙烯酸類(lèi)單體和丙烯酸酯類(lèi)單體通過(guò)溶液聚合的方法合成具有一定分子量的二元、三元和多元共聚物。具體如下配方重量份丙烯酸類(lèi)單體3070丙烯酸酯類(lèi)單體3070分子量調(diào)節(jié)劑38引發(fā)劑12醇類(lèi)溶劑150250制備方法分別按重量份比例稱(chēng)取丙烯酸類(lèi)單體，丙烯酸酯類(lèi)單體，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中搖勻，再加入醇類(lèi)溶劑、分子量調(diào)節(jié)劑和引發(fā)劑，在7(TC9(TC恒溫水浴鍋中中速攪拌，反應(yīng)56h，停止反應(yīng)，即合成出在PVC木塑復(fù)合材料中既能起到相容劑作用，又能起到潤(rùn)滑劑作用的新型加工助劑。本發(fā)明所述的丙烯酸類(lèi)單體為丙烯酸或甲基丙烯酸。本發(fā)明所述的丙烯酸酯類(lèi)單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸異辛酯，或它們之間任意比例的混合物。本發(fā)明所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、過(guò)氧化二甲苯?；蜻^(guò)氧化二異丙苯。本發(fā)明所述的分子量調(diào)節(jié)劑為正丁硫醇、正十二硫醇、叔十二硫醇或正辛硫醇，或它們之間任意比例的混合物。本發(fā)明所述的醇類(lèi)為乙醇、異丙醇或異辛醇，或它們之間混合物。利用本發(fā)明所述的制備方法制備的加工助劑，可應(yīng)用于PVC基木塑復(fù)合材料加工。應(yīng)用時(shí)，首先將20kg木粉在8(TC烘箱中干燥24h后，將兩倍該加工助劑用量的工業(yè)酒精稀釋合成的加工助劑，均勻噴灑在木粉表面并干燥，形成改性木粉；將改性木粉與IOOkgPVC、3kg三鹽基硫酸鉛、2kg二鹽基亞磷酸鉛、2kg硬脂酸鉛、1kg硬脂酸鈣、1kg硬脂酸、2kg的鄰苯二甲酸二辛脂(DOP)在高速混合機(jī)中混合15min;所得的混料在開(kāi)煉機(jī)上170。C塑煉；塑煉所得的薄片在熱壓成型機(jī)上模壓(上下模板溫度170°C，壓力12MPa，壓制時(shí)間13min)制成片材；最后在沖片機(jī)上制得拉伸、沖擊及彎曲樣條。使用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)試所得復(fù)合材料的力學(xué)和加工流動(dòng)性能，試驗(yàn)結(jié)果列于下表。試驗(yàn)結(jié)果:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著該助劑的加入，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度都有一定的提高，當(dāng)用量為3phr時(shí)，分別提高了12.04%、31.36%、30.51%和22.83%;而且復(fù)合材料的平衡轉(zhuǎn)矩從33.9N'm下降到30.1N-m，熔融溫度從178.5。C下降到173.2。C，塑化時(shí)間從142s下降到115s;同時(shí)復(fù)合材料的吸水率也從1.23%下降到0.84%。這些數(shù)據(jù)說(shuō)明了該助劑的添加既增強(qiáng)了PVC基木塑復(fù)合材料的機(jī)械性能，又提高了其加工流動(dòng)性能，并且降低了其吸水性。由上述試驗(yàn)證明，這種用于PVC基木塑復(fù)合材料的加工助劑具有一劑多功能的特點(diǎn)，在提高PVC基木塑復(fù)合材料機(jī)械性能的同時(shí)，還有利于改善其加工流動(dòng)性能；既可以同時(shí)起到相容劑及潤(rùn)滑劑的作用，又可以降低復(fù)合材料的吸水性。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例的限制。實(shí)施例l稱(chēng)取甲基丙烯酸102g，丙烯酸乙酯38g,甲基丙烯酸甲酯58g，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，再加入400g的乙醇，3g的偶氮二異丁腈，8.3g的叔十二硫醇，在8(TC恒溫水浴鍋中反應(yīng)5h，停止反應(yīng)。合成出該助劑。實(shí)施例2稱(chēng)取甲基丙烯酸IOOg，丙烯酸丁酯IOOg，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，再加入400g的異丙醇，3g的過(guò)氧化二甲苯酰，8g的正丁硫醇，在75'C恒溫水浴鍋中反應(yīng)6h，停止反應(yīng)。合成出該助劑。實(shí)施例3稱(chēng)取甲基丙烯酸116g，丙烯酸丙酯19g，甲基丙烯酸甲酯63g，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，再加入405g的乙醇，2.8g的偶氮二異丁腈，7.9g的叔十二硫醇，在8(TC恒溫水浴鍋中反應(yīng)5h，停止反應(yīng)。合成出該助劑。實(shí)施例4稱(chēng)取丙烯酸IOOg，丙烯酸異辛酯40g，甲基丙烯酸丙酯60g，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，再加入300g的異辛醇，2g的偶氮二異丁腈，iog的正丁硫醇，在7(TC恒溫水浴鍋中反應(yīng)5h，停止反應(yīng)。合成出該助劑。實(shí)施例5稱(chēng)取丙烯酸120g，丙烯酸乙酯20g，甲基丙烯酸羥乙酯60g，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，再加入350g的乙醇，3g的偶氮二異丁腈，12g的正丁硫醇，在70。C恒溫水浴鍋中反應(yīng)6h，停止反應(yīng)。合成出該助劑。實(shí)施例6稱(chēng)取甲基丙烯酸40g，丙烯酸85g，丙烯酸丙酯IOg，丙烯酸丁酯IOg，甲基丙烯酸甲酯50g，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，再加入375g的乙醇，3.3g的偶氮二異丁腈，5g的正丁硫醇，5g叔十二硫醇，在73"C恒溫水浴鍋中反應(yīng)6.2h，停止反應(yīng)。合成出該助劑。實(shí)施例7稱(chēng)取甲基丙烯酸113g，丙烯酸乙酯20g，甲基丙烯酸甲酯30g，甲基丙烯酸丁酯IOg，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，再加入380g的異丙醇，3g的過(guò)氧化二異丙苯，4g的正丁硫醇，5g叔十二硫醇，在9(TC恒溫水浴鍋中反應(yīng)7h，停止反應(yīng)。合成出該助劑。實(shí)施例8稱(chēng)取丙烯酸127g，丙烯酸乙酯20g，甲基丙烯酸甲酯60g，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，再加入400g的異辛醇，3g的偶氮二異丁腈，12g的正丁硫醇，在7(TC恒溫水浴鍋中反應(yīng)6h，停止反應(yīng)。合成出該助劑。實(shí)施例9稱(chēng)取甲基丙烯酸98g，丙烯酸異辛酯15g，甲基丙烯酸羥乙酯20g，甲基丙烯酸丁酯IOg，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，再加入180g的異丙醇，150g乙醇，3g的過(guò)氧化二異丙苯，4g的正丁硫醇，2g正辛硫醇，在90'C恒溫水浴鍋中反應(yīng)6.5h，停止反應(yīng)。合成出該助劑。實(shí)施例IO稱(chēng)取甲基丙烯酸40g，丙烯酸90g，甲基丙烯酸丙酯15g，甲基丙烯酸丁酯15g，甲基丙烯酸甲酯40g，加入裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，再加入225g的乙醇，120g異辛醇，3.3g的過(guò)氧化二甲苯酰，5g的正丁硫醇，3g正十二硫醇，在85。C恒溫水浴鍋中反應(yīng)6.7h，停止反應(yīng)。合成出該助劑。權(quán)利要求1、一種PVC基木塑復(fù)合材料加工新型多功能助劑的制備方法，其特征在于按重量份原料配方為丙烯酸類(lèi)單體30～70丙烯酸酯類(lèi)單體30～70分子量調(diào)節(jié)劑3～8引發(fā)劑1～2醇類(lèi)溶劑150～250制備方法分別按重量份比例稱(chēng)取丙烯酸類(lèi)單體，丙烯酸酯類(lèi)單體，加入燒瓶中搖勻，再加入醇類(lèi)溶劑、分子量調(diào)節(jié)劑和引發(fā)劑，在70℃～90℃恒溫水浴鍋中中速攪拌，反應(yīng)5～6h。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC基木塑復(fù)合材料加工新型多功能助劑的制備方法，其特征在于所述的丙烯酸類(lèi)單體為丙烯酸或甲基丙烯酸。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC基木塑復(fù)合材料加工新型多功能助劑的制備方法，其特征在于所述的丙烯酸酯類(lèi)單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸異辛酯，或它們之間任意比例的混合物。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC基木塑復(fù)合材料加工新型多功能助劑的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、過(guò)氧化二甲苯?；蜻^(guò)氧化二異丙苯。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC基木塑復(fù)合材料加工新型多功能助劑的制備方法，其特征在于所述的分子量調(diào)節(jié)劑為正丁硫醇、正十二硫醇、叔十二硫醇或正辛硫醇，或它們之間任意比例的混合物。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC基木塑復(fù)合材料加工新型多功能助劑的制備方法，其特征在于所述的醇類(lèi)為乙醇、異丙醇或異辛醇，或它們之間混合物。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC基木塑復(fù)合材料加工新型多功能助劑的制備方法，其特征在于所述的制備方法制備的加工助劑，可應(yīng)用于PVC基木塑復(fù)合材料加工。全文摘要本發(fā)明屬高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種PVC木塑復(fù)合材料用新型多功能助劑的制備方法。該助劑分別以30～70重量份丙烯酸類(lèi)單體和丙烯酸酯類(lèi)單體，混勻后加入3～8重量份分子量調(diào)節(jié)劑、1～2重量份引發(fā)劑、150～250重量份醇類(lèi)溶劑，通過(guò)溶液聚合的方法，在70℃～90℃恒溫水浴鍋中攪拌，反應(yīng)5～6h，合成出在PVC木塑復(fù)合材料中既能起到相容劑作用，又能起到潤(rùn)滑劑作用的新型加工助劑。本發(fā)明制備的加工助劑，可應(yīng)用于PVC基木塑復(fù)合材料加工。同時(shí)該加工助劑具有一劑多功能的特點(diǎn)，在提高PVC基木塑復(fù)合材料機(jī)械性能的同時(shí)，還有利于改善其加工流動(dòng)性能；既可以同時(shí)起到相容劑及潤(rùn)滑劑的作用，又可以降低復(fù)合材料的吸水性。文檔編號(hào)C08F2/38GK101531733SQ20091011153公開(kāi)日2009年9月16日申請(qǐng)日期2009年4月23日優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日發(fā)明者劉希榮,朱德欽,瑜生申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)