[发明专利]一种木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及一种使用催化剂制成的木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料是以植物纤维为主要原料，经过适当的处理使其与各种塑料通过不同的复合方法生成的高性能、高附加值的新型复合材料。木塑复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等塑料，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。

但植物纤维表面存在大量的羟基，是一种极性物质，而塑料（如聚乙烯、聚丙烯）是一种非极性材料，与植物纤维相容性差，直接制备得到的复合材料性能不够理想。通常加入相容剂来增强植物纤维与塑料之间的相容性，相容剂主要是极性基团（如酸酐基团，羧酸基团）接枝的塑料。酸酐基团或羟酸基团可以与植物纤维表面的羟基发生酯化反应，传统的酯化反应一般都使用催化剂。现有的木塑复合材料制备方法虽然添加了部分接枝塑料，但是未添加酯化反应的催化剂，导致酯化反应的反应程度有限，制备得到的木塑复合材料力学性能较低，吸水率较高，限制了其在某些领域的应用。

发明内容

    本发明的目的，是解决上述技术问题，提供一种制备时全部采用接枝塑料制备并且加入催化剂，促进酯化反应的方法来制备高强度的木塑复合材料，。

本发明的技术解决方案是：一种木塑复合材料，由包括如下重量份的原料制成：

植物纤维         80-110重量份；

接枝塑料         50-90重量份；

催化剂           0.2-5重量份；

抗氧剂           0.2-2重量份；

润滑剂           0.3-3重量份。

所述催化剂选自硫酸氢钠、硫酸氢钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、聚磷酸铵、SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸中的一种或多种。

所述催化剂还可以与水融合成水溶液，水的重量份占0.1-10份。

所述的接枝塑料选自马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝ABS、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝EPDM、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、马来酸酐接枝EVA、马来酸酐接枝聚苯乙烯、丙烯酸接枝聚乙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、丙烯酸接枝ABS、丙烯酸接枝POE、丙烯酸接枝EPDM、丙烯酸接枝聚乙烯蜡、丙烯酸接枝EVA、丙烯酸接枝聚苯乙烯的一种或多种，包含采用由废旧塑料制备的上述接枝塑料。

所述抗氧剂选自1010， DLTP，168或是它们的混合物。

所述植物纤维选自竹纤维素、木纤维素、麻纤维素或是它们组成的混合物。

所述润滑剂选自聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺，或是由它们组成的混合物。

本发明的制备方法为：

将植物纤维、接枝塑料、抗氧剂和润滑剂放入混合机中，在混合过程中加入催化剂或含有催化剂的水溶液，等混合均匀后，在平行双螺杆挤出机中塑化造粒，锥形双螺杆挤出机中挤出成型，制得木塑复合材料。

作为优选，混合机的混合时间为10-30min，平行双螺杆挤出机的温度为160-200℃，主机转速为200-500r/min，主机电流为额定电流的50-70%，锥形双螺杆挤出机的温度为140-180℃，主机转速为5-30 r/min，主机电流为额定电流的60-80%。

本发明有益效果是：

1、本发明利用植物纤维和接枝塑料的性能优势，通过加入催化剂的方法来促进植物纤维和接枝塑料之间的酯化反应，改善两者的界面相容性，提高木塑复合材料的力学性能。

2、本发明的润滑剂为蜡、硬脂酸和酰胺类润滑剂，不含破坏酯化反应的硬脂酸皂类和某些酯类润滑剂，有利于酯化反应的进行，加强两者的界面相容性，提高木塑复合材料的力学性能。

3、通过本发明的方法，可以在原料混合过程中直接添加催化剂或催化剂的水溶液，操作简单，混合均匀，水分在塑化造粒过程中可直接蒸发，催化剂的存在不影响产品的后期使用，生产效率高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明的生产工艺流程：