[发明专利]一种PVC基木塑复合材料加工新型多功能助剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属高分子材料领域，特别涉及一种PVC木塑复合材料用新型多功能助剂的制备方法。

背景技术

PVC基木塑复合材料是利用木粉、竹粉、秸杆粉、植物种壳和天然麻类等植物纤维与PVC树脂或者废旧PVC塑料，经混合、挤出、注塑、模压成型等所制成的新型复合材料。它具有使用寿命长、美观、可再生、成本低、防虫、防腐、可喷涂、比纯塑料产品硬度高、与木材相似的加工性能等优点，在地板、门窗、户外建材、家具材料、汽车材料等许多领域得到广泛的应用。

由于PVC木塑复合材料的原料可采用各种废旧塑料、废木料及农作物的剩余物等，因此PVC木塑复合材料的广泛生产和应用，不仅为国民经济建设增添一种价廉而又有应用前景的新材料，而且还有助于减缓塑料废弃物的污染，也有助于减少农业废弃物焚烧给环境带来的破坏，并且木塑复合材料本身还可回收利用，是一种绿色环保材料。

尽管PVC木塑复合材料有诸多优点，但由于植物纤维的主要成分是纤维素，纤维素表面含有大量的羟基，具有很大的亲水性，从而导致亲水性的植物纤维与疏水性的PVC基体之间相容性差，致使植物纤维难以在基体中均匀分散，同时两者间的界面黏合差，导致复合材料的力学性能和加工性能不佳，这是PVC木塑复合材料生产中面临的最大问题之一。目前对于增加木粉与PVC基体相容性的主要途径是通过添加相容剂，常用的相容剂有硅烷偶联剂、聚异氰酸酯类偶联剂、马来酸酐接枝聚合物等，但是这些相容剂的价格较为昂贵，同时为了改善PVC木塑复合材料加工流动性能，还需要添加一些润滑剂如脂肪酸、脂肪醇、聚乙烯蜡等，致使复合材料的成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种在PVC木塑复合材料中既能起到相容剂作用，又能起到润滑剂作用的新型多功能助剂的制备方法。该助剂不仅有利于植物纤维与PVC基体相容性的改善，还有利于复合材料加工流动性能的提高及吸水性的下降。

本发明的技术问题通过采取如下方案解决：

该助剂以丙烯酸类单体和丙烯酸酯类单体通过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。具体如下：

配方重量份

丙烯酸类单体                 30～70

丙烯酸酯类单体               30～70

分子量调节剂                 3～8

引发剂                       1～2

醇类溶剂                     150～250

制备方法

分别按重量份比例称取丙烯酸类单体，丙烯酸酯类单体，加入装有温度计、回流冷凝管和搅拌器的三口烧瓶中摇匀，再加入醇类溶剂、分子量调节剂和引发剂，在70℃～90℃恒温水浴锅中中速搅拌，反应5～6h，停止反应，即合成出在PVC木塑复合材料中既能起到相容剂作用，又能起到润滑剂作用的新型加工助剂。

本发明所述的丙烯酸类单体为丙烯酸或甲基丙烯酸。

本发明所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸异辛酯，或它们之间任意比例的混合物。

本发明所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二甲苯酰或过氧化二异丙苯。

本发明所述的分子量调节剂为正丁硫醇、正十二硫醇、叔十二硫醇或正辛硫醇，或它们之间任意比例的混合物。

本发明所述的醇类为乙醇、异丙醇或异辛醇，或它们之间混合物。

利用本发明所述的制备方法制备的加工助剂，可应用于PVC基木塑复合材料加工。应用时，首先将20kg木粉在80℃烘箱中干燥24h后，将两倍该加工助剂用量的工业酒精稀释合成的加工助剂，均匀喷洒在木粉表面并干燥，形成改性木粉；将改性木粉与100kg PVC、3kg三盐基硫酸铅、2kg二盐基亚磷酸铅、2kg硬脂酸铅、1kg硬脂酸钙、1kg硬脂酸、2kg的邻苯二甲酸二辛脂(DOP)在高速混合机中混合15min；所得的混料在开炼机上170℃塑炼；塑炼所得的薄片在热压成型机上模压(上下模板温度170℃，压力12MPa，压制时间13min)制成片材；最后在冲片机上制得拉伸、冲击及弯曲样条。使用万能材料试验机、转矩流变仪测试所得复合材料的力学和加工流动性能，试验结果列于下表。

试验结果：