本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合材料，具體來說是一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料(wpc)是一種新型綠色環(huán)保型復(fù)合材料，它通過熔融復(fù)合加工成型，形成具有新的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異綜合性能的新型材料，其具有力學(xué)強(qiáng)度高、加工成型性好、可重復(fù)利用、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使其被應(yīng)用在建筑、室內(nèi)外裝飾及汽車領(lǐng)域，受到全球廣泛的關(guān)注。但是由于木塑復(fù)合材料主要是由木粉和塑料復(fù)合擠出，而塑料和木粉的密度均比木材的表觀密度高，這樣無形中增加了材料的密度，影響材料的強(qiáng)重比，從而使材料的應(yīng)用受到限制。通過添加發(fā)泡劑，將泡孔引入到木塑復(fù)合材料中形成發(fā)泡復(fù)合材料來降低密度。發(fā)泡木塑復(fù)合材料除具備木塑復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)外，也能因材料內(nèi)部存在良好的泡孔結(jié)構(gòu)可以鈍化裂紋尖端，阻止裂紋的擴(kuò)展，從而可有效地克服木塑復(fù)合材料脆性大、延展性和抗沖擊應(yīng)力低的缺點(diǎn)，并且降低了材料的密度，不僅節(jié)省原料，而且可以提高隔音、隔熱性能。
目前多數(shù)發(fā)泡木塑產(chǎn)品以聚氯乙烯(pvc)樹脂作為基體，因為其成本低、力學(xué)性能較好、觸感良好等優(yōu)勢較為明顯，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中。但同時它的不可回收、化學(xué)添加劑復(fù)雜、污染嚴(yán)重等弊端也較為顯著。而利用聚苯乙烯(ps)樹脂作為基體的發(fā)泡木塑復(fù)合材料不僅具有優(yōu)良的發(fā)泡性能，加工容易，不需要大量的添加劑，而且可以利用廢舊聚苯乙烯作為原料，可回收再利用，符合環(huán)保趨勢。同時通過發(fā)泡工藝使其表面更具木質(zhì)感。但是木塑復(fù)合材料的發(fā)泡非常復(fù)雜，涉及諸多因素，加工溫度，擠出壓力，木/塑界面相容性，聚合物的流變性等，國內(nèi)外對聚苯乙烯基發(fā)泡木塑復(fù)合材料的研究很少見，多數(shù)研究還處于初始階段。目前制備的聚苯乙烯復(fù)合材料密度、力學(xué)性能、耐候、耐老化性能均達(dá)不到使用性能要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料及其制備方法，所述的這種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料及其制備方法要解決現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)泡木塑產(chǎn)品不可回收、化學(xué)添加劑復(fù)雜、污染嚴(yán)重的技術(shù)問題。
本發(fā)明提供了一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料，按重量份數(shù)計算，其原料組成及含量如下：
回收泡沫塑料聚苯乙烯1000-2000份；
木粉50-300份；
界面改性劑20-100份；
發(fā)泡劑1-30份；
成核劑5-50份；
白油50-200份；
抗沖改性劑100-1000份；
抗氧劑3-20份；
所述的木粉為100-300目的水曲柳、東北榆、柳桉、樟木、椴木、樺木、色木、柚木、山毛櫸、櫻桃木、紫檀、柏木、紅豆杉、紅松、柞木、黃菠蘿、核桃楸、木荷、花梨木、紅木、苦楝、香椿、酸棗木或者竹粉中的任意一種或兩種以上的混合物；
所述的界面改性劑為馬來酸酐接枝的聚苯乙烯、馬來酸酐接枝的聚丙烯或者馬來酸酐接枝的聚乙烯中的任意一種或兩種以上的混合物；
所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、碳酸氫鈉或者碳酸銨中的任意一種或兩種以上的混合物；
所述的成核劑為滑石粉、納米al2o3、zro2或者sio2中的任意一種或兩種以上的混合物；
所述的抗沖改性劑為高抗沖聚苯乙烯hips、聚烯烴彈性體poe、epdm、sebs中的任意一種或兩種以上的混合物；
所述的抗氧劑為二苯胺、對苯二胺、二氫喹啉等化合物及其衍生物或聚合物、2，6-三級丁基-4-甲基苯酚、雙（3，5-三級丁基-4-羥基苯基）硫醚、四〔β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、ao-80中的任意一種或兩種以上的混合物。
本發(fā)明還提供了上述的一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：按照配方，在控制轉(zhuǎn)速30-40r/min的密煉機(jī)中加入回收泡沫塑料聚苯乙烯、木粉、界面改性劑、成核劑、發(fā)泡劑、白油、抗沖改性劑、抗氧劑，在溫度200-210℃，經(jīng)30r/min轉(zhuǎn)速下密煉10-60min，出料制成薄片，送粉碎機(jī)中造粒，經(jīng)注塑機(jī)成型制成產(chǎn)品。
本發(fā)明的一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料，經(jīng)發(fā)泡以及木粉和界面改性劑改性后具有良好的力學(xué)性能，按gb/t1040-2006標(biāo)準(zhǔn)“塑料拉伸性能的測定”采用意大利galdabini公司sun500型進(jìn)行戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度測試，拉伸速度5mm/min，拉伸強(qiáng)度大于30mpa。用江都市精誠測試儀器廠401a型熱氧老化測試儀上述所制樣條的熱老化性能進(jìn)行測試，溫度為70℃條件下熱老化24小時、48小時、72小時后仍然具有良好的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。
本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進(jìn)步是顯著的。本發(fā)明是一種具有良好力學(xué)性能、耐熱老化性能的戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料；而且制備工藝簡單，具有技術(shù)成熟、快速、高效，可應(yīng)用于木塑室內(nèi)門、踢腳線、整體櫥柜、衣柜、外墻掛板、天花吊頂、裝飾墻板、戶外地板、護(hù)欄立柱、塑鋼涼亭、園林護(hù)欄、陽臺護(hù)欄、圍圃柵欄、休閑長椅、樹池、花架、花箱空調(diào)架、空調(diào)護(hù)罩、百葉窗、路面標(biāo)示牌、運(yùn)輸托盤等等。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，但并不限制本發(fā)明。
本發(fā)明各實(shí)施例所用的原料中除特殊表明的廠家及規(guī)格外，其他原料均為市售，規(guī)格均為化學(xué)純。
本發(fā)明所用的各種設(shè)備的型號及生產(chǎn)廠家的信息如下：
s（x）m-1l-ka型實(shí)驗密煉機(jī)，常州溯源橡膠科技有限公司。
yl-2230粉碎機(jī)，上海韻龍塑料機(jī)械有限公司；
ft-80i注塑機(jī)，浙江申達(dá)塑料機(jī)械有限公司；
401a型熱氧老化測試儀，江都市精誠測試儀器廠；
實(shí)施例1
一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料，按重量份數(shù)計算，其原料組成及含量如下：
回收泡沫塑料聚苯乙烯1000份；
木粉50份；
界面改性劑20份；
發(fā)泡劑1份；
成核劑5份；
白油50份；
抗沖改性劑100份；
抗氧劑3份；
其中：所述的回收泡沫塑料聚苯乙烯由上海英科實(shí)業(yè)有限公司提供；
所述的木粉為300目的東北榆、樟木、椴木、樺木或者竹粉按質(zhì)量比1:1:1:1:2組成的混合物；
所述的界面改性劑為馬來酸酐接枝的聚苯乙烯；
所述的成核劑為滑石粉、zro2按質(zhì)量比2:1組成的混合物；
所述的抗沖改性劑為高抗沖聚苯乙烯hips、聚烯烴彈性體poe、sebs按質(zhì)量比3:1:1組成的娥混合物；
所述的白油由上海英科實(shí)業(yè)有限公司提供；
所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺或者碳酸銨按質(zhì)量比8:1組成的混合物；
所述的抗氧劑為ao-80。
本實(shí)施例中，一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟：
按照配方，在控制轉(zhuǎn)速30r/min的密煉機(jī)中加入1000份回收泡沫塑料聚苯乙烯、50份木粉、20份界面改性劑、5份成核劑、1份發(fā)泡劑、50份白油、100份抗沖改性劑、3份抗氧劑，在溫度210℃，經(jīng)30r/min轉(zhuǎn)速下密煉10min，出料制成薄片，送粉碎機(jī)中造粒，經(jīng)注塑機(jī)成型制成產(chǎn)品。
進(jìn)一步，按gb/t1040-2006標(biāo)準(zhǔn)“塑料拉伸性能的測定”采用意大利galdabini公司sun500型進(jìn)行戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度測試，拉伸速度5mm/min，測得結(jié)果列于表1。
利用江都市精誠測試儀器廠401a型熱氧老化測試儀上述所制樣條的熱老化性能進(jìn)行測試，設(shè)置烘箱溫度為70℃，每組選擇10-15根分別放置24小時、48小時、72小時后分別取出測量拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率，結(jié)果列于表1。
以上實(shí)施例1所得的戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能和耐熱氧老化性能。
實(shí)施例2
一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料，按重量份數(shù)計算，其原料組成及含量如下：
回收泡沫塑料聚苯乙烯2000份；
木粉300份；
界面改性劑100份；
發(fā)泡劑30份；
成核劑50份；
白油200份；
抗沖改性劑1000份；
抗氧劑20份；
其中：所述的回收泡沫塑料聚苯乙烯由上海英科實(shí)業(yè)有限公司提供；
所述的木粉為100-300目的木荷、花梨木、酸棗木或者竹粉按質(zhì)量比2:2:1:1組成的多種混合物；
所述的界面改性劑為馬來酸酐接枝的聚苯乙烯、馬來酸酐接枝的聚丙烯按質(zhì)量比2:1組成的混合物；
所述的成核劑為滑石粉、納米al2o3按質(zhì)量比1:1組成的混合物；
所述的抗沖改性劑為高抗沖聚苯乙烯hips；
所述的白油由上海英科實(shí)業(yè)有限公司提供；
所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、碳酸氫鈉按質(zhì)量比10:1組成的混合物；
所述的抗氧劑為2，6-三級丁基-4-甲基苯酚、ao-80按質(zhì)量比1:2組成的混合物。
本實(shí)施例中，一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟：
按照配方，在控制轉(zhuǎn)速40r/min的密煉機(jī)中加入2000份回收泡沫塑料聚苯乙烯、300份木粉、100份界面改性劑、50份成核劑、30份發(fā)泡劑、200份白油、1000份抗沖改性劑、20份抗氧劑，在溫度200℃，經(jīng)30r/min轉(zhuǎn)速下密煉60min，出料制成薄片，送粉碎機(jī)中造粒，經(jīng)注塑機(jī)成型制成產(chǎn)品。
進(jìn)一步，按gb/t1040-2006標(biāo)準(zhǔn)“塑料拉伸性能的測定”采用意大利galdabini公司sun500型進(jìn)行戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度測試，拉伸速度5mm/min，測得結(jié)果列于表1。
表1聚苯乙烯復(fù)合材料的老化前后性能
利用江都市精誠測試儀器廠401a型熱氧老化測試儀上述所制樣條的熱老化性能進(jìn)行測試，設(shè)置烘箱溫度為70℃，每組選擇10-15根分別放置24小時、48小時、72小時后分別取出測量拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率，結(jié)果列于表1。
以上實(shí)施例2所得的戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能和耐熱氧老化性能。
綜上所述，本發(fā)明的戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料本發(fā)明的一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料，經(jīng)發(fā)泡、木粉、界面改性劑、抗沖改性劑共同作用后，具有良好的力學(xué)性能。于溫度為70℃條件下熱老化24小時、48小時、72小時后仍然具有良好的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。說明，通過本方法制備的戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能和耐熱氧老化性能。
以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。