專利名稱：一種糠粉型熱塑性木塑復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料及其制備方法，特別涉及一種木塑復(fù)合材料及其制備方法，確切地說(shuō)是一種糠粉型熱塑性木塑復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料是用塑料(主要是廢舊塑料)和完成光合作用的綠色植物(包括喬木、灌木和草本)的殘纖維經(jīng)干燥、粉碎后同特定的助劑一起按比例混合、經(jīng)高溫、高壓處理后可加工成結(jié)構(gòu)型材的一種材料。當(dāng)使用熱塑性塑料時(shí)稱熱塑性木塑復(fù)合材料、簡(jiǎn)稱TWPC。
美國(guó)、日本等許多發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)木塑復(fù)合材料在理論、生產(chǎn)和應(yīng)用方面進(jìn)行了大量的深入研究，有多家公司生產(chǎn)了高質(zhì)量的木塑復(fù)合材料，但其所用的塑料多為高純的廢塑料或新塑料，與我國(guó)使用的再生塑料有一定的差距。
CN1603088A、CN1470540A、CN1513918A、CN1482166A、CN1648158A、CN1464049A、CN1445285A、CN1740234A、CN1470568A所公開(kāi)的木塑復(fù)合材料均是用木粉同塑料和/或接枝共聚物和/或苯乙烯、丙烯酸單體和/或熱塑性樹脂發(fā)泡物質(zhì)制備的。
CN1154290A公開(kāi)了由塑料單體浸入木材空隙之間，經(jīng)輻射引發(fā)單體與空隙之間構(gòu)成交聯(lián)網(wǎng)狀木塑復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容
我國(guó)現(xiàn)有的木塑復(fù)合材料中大多使用木粉。一來(lái)我國(guó)木材資源并不豐富，且生產(chǎn)周期長(zhǎng)，供需矛盾突出，此外，實(shí)驗(yàn)證明，添加的木粉要求其含水率低于8％，這意味著將含水率高達(dá)20％左右的木粉干燥至8％以下需要消耗大量的能源。
本發(fā)明針對(duì)使用木粉所存在的缺陷，開(kāi)發(fā)用糠粉加工木塑復(fù)合材料，旨在擴(kuò)大原料來(lái)源，降低能源消耗。
本發(fā)明所稱的糠粉就是稻糠經(jīng)粉碎至60目的糠粉，當(dāng)含水率≤15％時(shí)就可使用。
本發(fā)明所稱的熱塑性木塑復(fù)合材料，是指使用糠粉同熱塑性高密度聚乙烯(HDPE)樹脂輔之填充劑和表面處理劑加工得到的木塑復(fù)合材料?？梢允褂没厥諒U舊的高密度聚乙烯樹脂。
本發(fā)明所稱的糠粉型熱塑性木塑材料(TWPC)有以下組分及其重量百分比糠粉55～70％高密度聚乙烯20～35％滑石粉 3～6％空心微珠2～5％接枝相容劑 2～5％聚乙烯硝1～3％硬脂酸 0.5～1％偶聯(lián)劑 0.3～0.5％抗氧劑 0.2～0.4％硬脂酸鋅(或鈣) 0.1～0.3％。
上述組合物中，滑石粉和空心微珠稱填充劑，除糠粉、HDPE和填充劑以外的組分稱表面處理劑。
所述的接枝相容劑選自聚烯烴(PP、PE)接枝馬來(lái)酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚樹脂接枝馬來(lái)酸酐以及聚烯烴彈性體POE接枝馬來(lái)酸酐所得到的接枝共聚物中的一種或兩種以上混合相容劑。
所述的偶聯(lián)劑選自鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑以及硅烷偶聯(lián)劑中的一種或兩種以上混合偶聯(lián)劑。
所述的抗氧劑選自北京加成塑料研究所出品的抗氧劑1010、1076以及抗氧劑168中的一種或兩種以上混合抗氧劑。
本糠粉型熱塑性木塑復(fù)合材料的制備方法，包括混合和破碎，所述的混合是將糠粉投入高混和中，攪拌下升溫至85～95℃時(shí)加入配比量的表面處理劑進(jìn)行高速混合，當(dāng)升溫至100～110℃時(shí)加入配比量的高密度聚乙烯樹脂、滑石粉和空心微珠，繼續(xù)攪拌混合升溫至150～160℃，然后冷卻破碎。
優(yōu)選糠粉在攪拌升溫至90℃時(shí)加入配比量的表面處理劑進(jìn)行高速混合，當(dāng)升溫至105℃時(shí)加入配比量的高密度聚乙烯樹脂、滑石粉和空心微珠，繼續(xù)攪拌升溫至155℃，然后冷卻破碎。
本發(fā)明將自然干燥的糠粉(含水率≤15％)直接投入高混機(jī)中，在90℃以上溫度條件下，輔之高速混合的沖擊能量進(jìn)行干燥，既節(jié)省了干燥工序，又節(jié)省了能源。
用本TWPC加工的型材(規(guī)格150×35×1000)經(jīng)安徽省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所檢測(cè)(2004皖檢Q字第1140號(hào))，各項(xiàng)指標(biāo)如下彎曲彈性模量2531MPa、彎曲強(qiáng)度21MPa、邵氏硬度58HD、簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度4KJ/m2、抗伸強(qiáng)度13MPa。均高于指標(biāo)要求，特別是彎曲彈性模量，指標(biāo)要求為≥1500MPa。
本TWPC可用熱塑性塑料加工的方法加工成各種型材，有類似木質(zhì)的外觀，但比木材尺寸穩(wěn)定性好、無(wú)裂紋、翹曲、節(jié)疤和斜紋，比塑料硬度高，物性好，可二次加工，如切割、粘接、刷漆，可用釘子或螺栓連接，防水、防火、防腐、防白蟻和蟲蛀，耐老化，能回收重復(fù)利用，對(duì)環(huán)境友好。適用于室外園林地板、圍欄、家庭裝飾、建筑模板、物流消耗用材，尤其是集裝箱。
具體實(shí)施例方式
1、將自然干燥的糠粉(60目，下稱A)55份，投入高混機(jī)中，攪拌、升溫至90℃時(shí)加入表面處理劑，即2份接枝相容劑(下稱B)、1.9份聚乙烯蠟(下稱C)，0.5份硬脂酸(下稱D)、0.3份偶聯(lián)劑(下稱E)、0.2份抗氧化劑(下稱F)、0.1份硬脂酸鋅(下稱G)高速混合，當(dāng)升溫至105℃時(shí)加入35份回收的HDPE樹脂、3份滑石粉(下稱H)和2份空心微珠(下稱I)繼續(xù)混合，升溫至155℃時(shí)冷卻破碎，粒徑小于6mm。
2、取A 70份，B 2份，C 1.3份，D 1份，E 0.3份，F(xiàn) 0.2份，G 0.2份，回收的HDPE20份，H 3份，I 2份，操作同實(shí)施例1。
3、取A 60份，B 2.5份，C 1.4份，D 0.5份，E 0.3份，F(xiàn) 0.2份，G 0.1份，回收的HDPE 25份，H6份，I 4份。操作實(shí)施例1。
4、取A 65份，B 3.8份，C 2.8份，D 0.5份，E 0.4份，F(xiàn) 0.3份，G 0.2份，回收的HDPE 20份，H 3份，I 4份，操作同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種糠粉型熱塑性復(fù)合材料，其特征在于由以下組分及其重量百分比糠粉 55～70％高密度聚乙烯 20～35％滑石粉 3～6％空心微珠 2～5％接枝相容劑 2～5％聚乙烯蠟 1～3％硬脂酸 0.5～1％偶聯(lián)劑 0.3～0.5％抗氧劑 0.2～0.4％硬脂酸鋅(或鈣) 0.1～0.3％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料，其特征在于所述的接枝相容劑選自聚烯烴接枝馬來(lái)酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚樹脂接枝馬來(lái)酸酐以及聚烯烴彈性體POE接枝馬來(lái)酸酐中的一種或兩種以上混合相容劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的木塑復(fù)合材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑選自鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑以及硅烷偶聯(lián)劑中的一種或兩種以上混合偶聯(lián)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的木塑復(fù)合材料，其特征在于所述的抗氧劑選自抗氧劑1010、1076以及抗氧劑168中的一種或兩種以上混合抗氧劑。
5.由權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料的制備方法，包括混合和破碎，其特征在于將糠粉投入高混機(jī)中，攪拌下升溫至85～95℃時(shí)加入配比量的表面處理劑進(jìn)行高速混合，當(dāng)升溫至100～110℃時(shí)加入配比量的高密度聚乙烯樹脂、滑石粉和空心微珠，繼續(xù)攪拌混合升溫至150～160℃，然后冷卻破碎。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于糠粉在攪拌升溫至90℃時(shí)加入配比量的表面處理劑進(jìn)行高速混合，當(dāng)升溫至105℃時(shí)加入配比量的高密度聚乙烯樹脂、滑石粉和空心微珠，繼續(xù)攪拌升溫至155℃，然后冷卻破碎。
全文摘要
一種糠粉型熱塑性復(fù)合材料，由55～70％的糠粉、20～35％的HDPE和一定比例的填充劑和表面處理劑于高混機(jī)中經(jīng)高溫?cái)嚢杌旌虾笾苽涞玫降膹?fù)合材料。本發(fā)明可直接使用自然干燥的糠粉(含水率≤15％)。本復(fù)合材料可加工成各種性能優(yōu)良的各種型材，有木材的外觀質(zhì)感，同木材一樣，可鋸、可割、可粘接、刷漆等，但比木材尺寸穩(wěn)定性好、無(wú)裂紋、翅曲、節(jié)疤和斜紋，比塑料硬度高，廣泛適用于室外園林地板、圍欄、家庭裝飾、建筑模板、物流消耗用材，尤其是集裝箱。
文檔編號(hào)C08K3/34GK1880376SQ20061004047
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2006年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者鄭忠勛, 馮新, 沈國(guó)海, 徐輝, 方曉鐘, 林建國(guó), 陳曉燕 申請(qǐng)人:安徽國(guó)風(fēng)集團(tuán)有限公司