專利名稱：一種彈性體增韌木塑復合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木塑復合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種熱塑性彈性體增韌的聚烯烴木塑復合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
木塑復合材料是以聚合物樹脂和植物纖維粉為主要原料，在一定的溫度和壓力下經(jīng)擠出、注射、壓制等成型方法而制成的型材、板材或其它制品。木塑復合材料可像天然木材一樣進行各種切削加工，可應(yīng)用于家具、建筑、工業(yè)、包裝運輸、室外景觀等諸多領(lǐng)域，是替代天然木材的理想材料。
目前為了提高木塑復合材料的似木特性，降低生產(chǎn)成本，木塑生產(chǎn)廠家常選擇增加木粉填充量和使用廢舊塑料的方法。這必然導致材料性能，尤其是沖擊韌性的下降，致使材料在制備、加工及使用過程中易于斷裂、開裂。因此提高木塑復合材料韌性即成為提高木塑復合材料使用性能、擴大其應(yīng)用領(lǐng)域的重要內(nèi)容。
關(guān)于提高木塑復合材料的性能的方法主要集中在改善材料中植物纖維與樹脂基體間的相容性問題上。如采用各類偶聯(lián)劑(如硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑等)、活性單體與引發(fā)劑(馬來酸酐、甲基丙烯酸酯和過氧化二異丙苯等)處理木粉或直接添加相容劑 (如馬來酸酐接枝聚烯)，這些方法均可顯著提高材料的綜合性能，沖擊強度也有一定程度提高。但其作用效果受到負面影響(如加工性能、成本等)的限制。代表性專利(申請?zhí)?CN101302349)提及在高木粉填充量(70%)時，通過增加木塑復合材料中馬來酸酐接枝聚烯烴的量可以有效提高復合材料的沖擊強度和其它性能。但這容易導致材料加工性能的下降及成本的上升，且沖擊強度提高也很有限。中國專利(申請?zhí)朇N102492239)提到將氯化聚乙烯(CPE)應(yīng)用于聚氯乙烯(PVC)木塑復合材料，可提高材料的沖擊強度。CPE是PVC的常用增韌彈性體，對于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)并不具有適用性。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請人提供了一種彈性體增韌木塑復合材料及其制備方法。本發(fā)明在保持木塑復合材料高纖維含量、力學強度和剛性的同時提高了材料的韌性，以降低其在加工、使用過程中開裂、斷裂的機率，提高其使用壽命。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種彈性體增韌木塑復合材料，其原料組分及各組分的質(zhì)量百分比為聚烯烴樹脂15 30% ；植物纖維粉4(Γ70% ；增強填料0 30% ；熱塑性彈性體廣5% ；相容劑:2 5% ；添加劑(Γ2%。
所述聚烯烴樹脂為全新或回收的聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的一種或幾種的混合物；所述植物纖維粉為各類木材、竹子、農(nóng)作物秸桿、果殼一種或幾種的混合物粉碎而成的粉末，所述粉末顆粒度小于30目篩；所述增強填料為經(jīng)過活化或未經(jīng)過活化的玻璃纖維、玻璃微珠、滑石粉、碳酸鈣、高嶺土、云母粉、蒙脫土等中的一種或幾種混合物。
所述的熱塑性彈性體(TPE)為聚烯烴類的熱塑性彈性體和苯乙烯類的熱塑性彈性體；所述相容劑為馬來酸酐接枝的PE即PE-g-MA、馬來酸酐接枝的PP即PP-g-MA、馬來酸酐接枝的POE即POE-g-MA、馬來酸酐接枝的EPDM即EPDM-g-MA、馬來酸酐接枝的SBS即 SBS-g-MA、馬來酸酐接枝的SIS即SIS-g-MA、馬來酸酐接枝的SEBS即SEBS-g-MA、馬來酸酐接枝的SEIS即SEIS-g-MA中的一種。
所述活化的方法為將硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑與所述的增強填料一起在高速混合機中高速攪拌5 10分鐘。所述玻璃纖維為顆粒度小于30目篩的微粉； 所述玻璃微珠為顆粒度小于50目篩的空心或?qū)嵭奈⑶?；所述滑石粉、碳酸鈣、高嶺土、云母粉、蒙脫土為顆粒度小于500目篩的微粉。
所述聚烯烴類熱塑性彈性體為以聚乙烯即PE為硬質(zhì)段的Ρ0Ε，以聚丙烯即PP為硬質(zhì)段的TPO或TPV，及以PE和PP為硬質(zhì)段的EPDM中的一種或幾種的混合物。所述苯乙烯類熱塑性彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物即SBS、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物即SIS、氫化SBS即SEBS、氫化SIS即SEIS中和一種或幾種的混合物。所述添加劑為高分子材料商品化的潤滑劑、穩(wěn)定劑和顏料。
其中，POE為乙烯和丁烯的共聚物或乙烯和辛烯的共聚物；EPDM為三元乙丙橡膠。
本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于(1)本發(fā)明以熱塑性彈性體(TPE)作為增韌劑加入木塑復合材料，只要通過TPE含量的控制即可得到不同韌性等級的木塑復合材料制品，工藝簡單；(2)熱塑性彈性體加工性能優(yōu)良，不會影響木塑復合材料的加工性能。
(3)所用的熱塑性彈性體中有與基體樹脂相同的分子鏈結(jié)構(gòu)，與基體樹脂有良好的相容性，在提高材料韌性的同時對材料的強度影響小。
具體實施方式
實施例I以木塑復合材料為100份計，具體制備方法如下(1)將各原料在室溫下于高速混合機中混合均勻；增強填料可以進行活化，活化方法是將硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑與所述的增強填料一起在高速混合機中高速攪拌5 10分鐘；(2)將(I)所得混合物于同向平行雙螺桿擠出機中進行混煉擠出得復合材料混煉料；(3)將混煉料加入錐型雙螺桿擠出機中進行擠出成型即得復合材料制品。
實施例I所用原料及各原料的質(zhì)量份數(shù)見表I所述。
表I
權(quán)利要求
1.一種彈性體增韌木塑復合材料，其特征在于其原料組分及各組分的質(zhì)量百分比為 聚烯烴樹脂15 30% ； 植物纖維粉4(T70% ； 增強填料0 30% ； 熱塑性彈性體1飛％ ； 相容劑:2 5% ； 添加劑(T2% ; 所述聚烯烴樹脂為全新或回收的聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的一種或幾種的混合物； 所述植物纖維粉為各類木材、竹子、農(nóng)作物秸桿、果殼一種或幾種的混合物粉碎而成的粉末，所述粉末顆粒度小于30目篩； 所述增強填料為經(jīng)過活化或未經(jīng)過活化的玻璃纖維、玻璃微珠、滑石粉、碳酸鈣、高嶺土、云母粉、蒙脫土中的一種或幾種混合物；所述的熱塑性彈性體(TPE)為聚烯烴類的熱塑性彈性體和苯乙烯類的熱塑性彈性體；所述相容劑為馬來酸酐接枝的PE即PE-g-MA、馬來酸酐接枝的PP即PP-g-MA、馬來酸酐接枝的POE即POE-g-MA、馬來酸酐接枝的EPDM即EPDM-g-MA、馬來酸酐接枝的SBS即SBS-g-MA、馬來酸酐接枝的SIS即SIS-g-MA、馬來酸酐接枝的SEBS即SEBS-g-MA、馬來酸酐接枝的SEIS即SEIS-g-MA中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彈性體增韌木塑復合材料，其特征在于所述活化的方法為將硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑與所述的增強填料一起在高速混合機中高速攪拌5 10分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彈性體增韌木塑復合材料，其特征在于所述玻璃纖維為顆粒度小于30目篩的微粉；所述玻璃微珠為顆粒度小于50目篩的空心或?qū)嵭奈⑶?；所述滑石粉、碳酸鈣、高嶺土、云母粉、蒙脫土為顆粒度小于500目篩的微粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彈性體增韌木塑復合材料，其特征在于所述聚烯烴類熱塑性彈性體為以聚乙烯即PE為硬質(zhì)段的P0E，以聚丙烯即PP為硬質(zhì)段的TPO或TPV，及以PE和PP為硬質(zhì)段的EPDM中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彈性體增韌木塑復合材料，其特征在于所述苯乙烯類熱塑性彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物即SBS、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物即SIS、氫化SBS即SEBS、氫化SIS即SEIS中和一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的彈性體增韌木塑復合材料，其特征在于所述添加劑為高分子材料商品化的潤滑劑、穩(wěn)定劑和顏料。
全文摘要
一種彈性體增韌木塑復合材料，其原料組分及各組分的質(zhì)量百分比為聚烯烴樹脂15~30%；植物纖維粉40~70%；增強填料0~30%；熱塑性彈性體1~5%；相容劑2~5%；添加劑0~2%。本發(fā)明在保持木塑復合材料高纖維含量、力學強度和剛性的同時提高了材料的韌性，以降低其在加工、使用過程中開裂、斷裂的機率，提高其使用壽命。
文檔編號C08L23/16GK102977622SQ20121045209
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者宋艷江 申請人:無錫順鉉新材料有限公司, 杭州師范大學