[发明专利]聚丙烯酸酯包覆木粉的木塑材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木塑材料的制备方法，尤其是一种聚丙烯酸酯包覆木粉的木塑材料的制备方法。

背景技术

当前社会由于资源匮乏、环境污染严重，木制品的使用和浪费受到了各国严格的限制。同时，废旧木屑、秸秆和稻壳粉等纤维类材料的循环使用处理亦得到了高度的重视和一定的发展，如中国发明专利申请CN 103146049 A于2013年6月12日公开的一种丙烯酸酯类木塑复合增容改性剂制备方法和应用。该专利申请中记载了一种具体的应用——制备木塑材料的方法：先将稻壳粉碎后经筛选得到40～80目的稻壳粉，再合成丙烯酸脂增容剂，然后，先将稻壳粉与丙烯酸脂增容剂混合后真空干燥，得到改性稻壳粉，再将改性稻壳粉与聚乙烯混合后置于锥形双螺杆挤出机中，于主机真空度为-0.10～-0.15MPa下共同挤出，冷却后经切割得到产物。这种制备方法虽也获得了木塑材料，然却存在着不足之处，首先，制备的过程繁杂，尤为增容剂的配制，不仅原料众多，还受减压蒸馏、低温避光和冰箱密封保存等诸多条件的限制，同时，需历经先配制增容剂，再用其对稻壳粉进行改性的两步法方才能获得改性的稻壳粉；其次，多道工序均需于真空中实施，致使成本难以降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种简便易行、成本低的聚丙烯酸酯包覆木粉的木塑材料的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：聚丙烯酸酯包覆木粉的木塑材料的制备方法包括乳液聚合法，特别是主要步骤如下：

步骤1，先按照重量比为13:1.5～2.5:2～3的比例，将丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)和十二烷基磺酸钠(SDS)混合，得到混合溶液，再分别将混合溶液和6.5～7.5wt％的偶氮二异丁腈(AIBN)甲基丙烯酸甲酯(MMA)溶液同时滴加至搅拌下的75～85℃的0.04～0.08wt％的80～100目的木粉水溶液中后，继续保温聚合反应至少3h，得到反应液；

步骤2，先对反应液依次进行固液分离、洗涤和干燥的处理，得到木粉外包覆有聚丙烯酸酯的改性木粉，再按照重量比为35～45:55～65的比例，将改性木粉和聚丙烯(PP)颗粒混合后，置于170～180℃下混炼5～10min，制得聚丙烯酸酯包覆木粉的木塑材料，其中，包覆木粉的聚丙烯酸酯的厚度为2～3μm。

作为聚丙烯酸酯包覆木粉的木塑材料的制备方法的进一步改进：

优选地，在木粉改性前，先将其置于100～110℃下干燥5h。

优选地，将混合溶液和偶氮二异丁腈甲基丙烯酸甲酯溶液同时滴加至木粉水溶液中的时间为≤30min。

优选地，固液分离处理为过滤分离。

优选地，洗涤处理为使用乙醇对分离得到的固态物进行清洗。

优选地，干燥处理为将清洗后的固态物置于60～80℃下烘干。

优选地，在聚丙烯颗粒和改性木粉混合前，先将其置于100～110℃下干燥5h。

相对于现有技术的有益效果是：

其一，对制备方法制得的产物分别使用扫描电镜和红外光谱仪进行表征，由其结果可知，产物由木粉外包覆有聚丙烯酸酯构成；其中，木粉与聚丙烯酸酯间的连接为化学键合，包覆木粉的聚丙烯酸酯的厚度为2～3μm。这种由木粉与聚丙烯酸酯组装成的产物，既由于木粉的价廉，又因木粉与聚丙烯酸酯间的化学键合，而不仅使废物木粉得到了充分的利用——变废为宝，也使产物同时具有了力学强度高、结构稳定、使用寿命长的高性能，还使产物的外观为木质状，为产物的广泛应用奠定了牢固的基础。

其二，制备方法简单、科学、高效，不仅制得了聚丙烯酸酯包覆木粉的木塑材料，还使产物具有了良好的力学性能和稳定性，以及漂亮的木质外观，更有着简便易行——采用原位聚合法，直接将木粉作为乳液复合的种子材料，一步到位地使聚合物在木粉的表面形成，并进入木粉的多空隙结构，构建了密实的包覆结构、成本低——不需额外的真空处理的特点；进而使产物极易于广泛地应用于建筑建材、室外廊亭、室内外地板和家具等领域。

附图说明

图1是对制备方法制得的产物使用扫描电镜(SEM)进行表征的结果之一。其中，图1a为聚丙烯酸酯包覆木粉前的SEM图像；图1b为产物的SEM图像，由其可看出，聚丙烯酸酯包覆木粉的厚度为2～3μm。