[发明专利]木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种植物纤维再利用的方法，特别涉及一种木塑复合材料及其制备。

背景技术

木塑材料采用植物纤维粉（木粉或农作物纤维粉）与热塑性塑料复合的。由于植物纤维主要成分为纤维素和半纤维素，分子中存在大量羟基，极性比较强，在加工时不容易分散，而聚丙烯等热塑性塑料具有明显的非极性。两者复合时界面强度很差，从而大大削弱材料的力学性能。因此在制备木塑材料过程中必须采取措施提高植物纤维与塑料的界面粘结力。常用的方法是在生产配方中引入偶联剂或者相容剂，从而改善两相之间的黏结性，提高材料的力学强度。比如申请号为201010528779.6的专利采用了添加1%-8%的偶联剂挤出制备木塑材料。申请号为201010528680.6的专利采用了添加1%-8%的偶联剂挤出制备木塑板材。但使用添加偶联剂制备木塑复合材料的不足之处在于，偶联剂和塑料基体之间仅仅通过分子间的范德华力连接，由于范德华力存在强度低的缺点，偶联剂与塑料基体之间的界面粘结强度较小，导致制得木塑材料植物纤维添加量不高，木塑材料产品强度低，外观较差，不能满足市场实际需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种木塑复合材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：木塑复合材料，按重量比包括如下组份：100份的热塑性塑料、50-150份的植物纤维粉、1-15份的键合型偶联剂、1.5-5份的硬脂酸钙和0.5-1.5份的引发剂。

所述的硬脂酸钙为润滑剂，提高木塑材料成型时的流动性，并能改善木塑材料的外观和力学性能。

为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述的的键合型偶联剂是乙烯基硅烷。该键合型偶联剂中的甲氧基或者乙氧基在微量水分的存在可以水解生成羟基，从而与纤维的羟基缩合形成牢固的化学键；在塑料的加工温度，乙烯基硅烷分子中的乙烯基可以在引发剂作用下，与热塑性塑料发生接枝反应，也形成化学键。该键合型偶联剂可以分别与塑料、植物纤维粉形成比范德华力强的多的化学键合力，增加木粉和塑料纤维之间的界面粘结强度，从而提高木塑复合材料的强度和外观质量，并提高木塑材料中植物纤维粉的添加量。

为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基或过氧化二异丙苯一种或几种组合的复合物。

为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：

    A. 将20%硅烷，72%的乙醇、8%的水配成硅烷溶液，滴加醋酸调节呈酸性；

B．将植物纤维粉置入高速搅拌机，加入一定量的硅烷溶液并搅拌10-30分钟，取出后将处理后的植物纤维粉进行干燥处理，具体为在100-120℃下处理1-2小时；

C．将引发剂溶于乙醇后将引发剂的乙醇溶液、硬脂酸钙和植物纤维粉在高速搅拌机中处理15-30分钟；

D．将上述混合物与热塑性塑料混合，在挤出机中挤出，得到木塑复合材料，挤出机的温度在140-200℃。

本发明的优点是：上述木塑复合材料及其制备方法，所需的设备少，操作简单，植物纤维粉添加量高，成本低，具有较强的竞争力，产品强度高、韧性好，能满足多种场合的使用需要，产品无毒环保、可回收。

具体实施方式

下面通过具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。

木塑复合材料，按重量比包括如下组份：100份的热塑性塑料、50-150份的植物纤维粉、1-15份的键合型偶联剂、1.5-5份的硬脂酸钙和0.5-1.5份的引发剂。

所述的的键合型偶联剂是乙烯基硅烷。

所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基或过氧化二异丙苯一种或几种组合的复合物。

木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：

    A. 将20%硅烷，72%的乙醇、8%的水配成硅烷溶液，滴加醋酸调节呈酸性；

B．将植物纤维粉置入高速搅拌机，加入一定量的硅烷溶液并搅拌10-30分钟，取出后将处理后的植物纤维粉进行干燥处理，具体为在100-120℃下处理1-2小时；

C．将引发剂溶于乙醇后将引发剂的乙醇溶液、硬脂酸钙和植物纤维粉在高速搅拌机中处理15-30分钟；

D．将上述混合物与热塑性塑料混合，在挤出机中挤出，得到木塑复合材料，挤出机的温度在140-200℃。

实施例1