專(zhuān)利名稱(chēng)：用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木塑復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)背景木塑復(fù)合材料是由塑料與木材、竹材、秸稈等木質(zhì)纖維材料復(fù)合而形成的 新型材料，具有塑料與木質(zhì)材料的雙重性能優(yōu)勢(shì)。當(dāng)采用廢舊塑料與木材加工 剩余物或秸稈作為主要生產(chǎn)原料時(shí)，木塑復(fù)合材料在資源利用與環(huán)境保護(hù)方面 具有突出的優(yōu)勢(shì)，因此在發(fā)達(dá)國(guó)家得到迅速發(fā)展。為了確保生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定和必要的產(chǎn)品性能，目前國(guó)際上實(shí)際生產(chǎn)中通常 采用經(jīng)過(guò)分選的單一品種廢舊塑料(如聚乙烯或聚丙烯)為加工原料。然而， 在發(fā)展中國(guó)家尤其是中國(guó)，回收的廢舊塑料通常是由多種塑料組成的混合物， 難以進(jìn)行分選。而以廢舊塑料混合物作原料目前的方法通常是直接使用或進(jìn)行 簡(jiǎn)單的共混再生，由于各種塑料組分之間的相容性差而造成共混物力學(xué)性能 差，所以目前用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料力學(xué)性能差，尤其是沖擊 性能低。在中國(guó)回收的廢舊塑料主要是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)， 聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯相容性差、而且共混物的極性低，與木質(zhì)纖維材料 的界面相容性低，不適合生產(chǎn)高性能要求的木塑復(fù)合材料產(chǎn)品。中國(guó)專(zhuān)利"回 收聚乙烯/聚丙烯/聚苯乙烯共混物的制備方法"(公開(kāi)號(hào)為CN 1557863A)公 開(kāi)了一種回收聚乙烯/聚丙烯/聚苯乙烯共混物的制備方法，雖然改性塑料共混 物力學(xué)性能有一定的提高，但是生產(chǎn)效率低，更為嚴(yán)重的是改性塑料共混物失 去了活性酸酐基團(tuán)，當(dāng)其與木質(zhì)纖維材料復(fù)合制備木塑復(fù)合材料時(shí)，降低了與 木質(zhì)纖維材料的界面結(jié)合作用，導(dǎo)致其制備出的木塑復(fù)合材料力學(xué)性能降低。 中國(guó)專(zhuān)利"一種木塑復(fù)合材料及其制造方法"(公開(kāi)號(hào)為CN1990599A)公開(kāi) 了一種采用混合廢舊塑料制備木塑復(fù)合材料的方法，由于制備過(guò)程中木粉等木 質(zhì)纖維材料含有酚類(lèi)等活性氫抽提物和大量的孔隙，導(dǎo)致大量自由基引發(fā)劑被 消耗，阻礙了塑料接枝反應(yīng)有效進(jìn)行，降低了改性效果，同時(shí)因嚴(yán)重的阻聚作 用導(dǎo)致大量的接枝單體馬來(lái)酸酐不能充分反應(yīng)，造成了污染。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決目前用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料力 學(xué)性能差，制備方法導(dǎo)致改性塑料共混物失去了活性酸酐基團(tuán)，降低了與木粉 的界面結(jié)合作用，及大量自由基引發(fā)劑被消耗或被木質(zhì)纖維材料孔隙吸附，阻 礙了塑料接枝反應(yīng)有效進(jìn)行，改性效果差，接枝單體馬來(lái)酸酐不能充分反應(yīng)， 造成污染等問(wèn)題，而提供的一種用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料及其制 備方法。用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由50~110份的木質(zhì) 纖維材料、10 80份的改性廢舊塑料共混物和0.2 2份的潤(rùn)滑劑制成；其中改 性廢舊塑料共混物按質(zhì)量份數(shù)比由IOO份的廢舊塑料混合物、0.1 2份的馬來(lái) 酸酐和0.01 0.2份的過(guò)氧化二異丙苯制成。上述用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì)量 份數(shù)比稱(chēng)取100份廢舊塑料混合物、0.1~2份馬來(lái)酸酐和0.01~0.2份過(guò)氧化二 異丙苯，再將馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯溶解于丙酮溶液中，然后與廢舊塑料 混合物混合均勻；二、待混合物料中丙酮完全揮發(fā)再倒入擠出機(jī)喂料筒中，然 后在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，接枝反應(yīng)溫度為175~195°C、雙螺桿 轉(zhuǎn)速為30 50r/min、物料停留時(shí)間為3 5min;三、將接枝反應(yīng)后的物料造粒， 制成改性廢舊塑料共混物；四、按重量份數(shù)比將50 110份木質(zhì)纖維材料、10 80 份改性廢舊塑料共混物和0.2 2份潤(rùn)滑劑進(jìn)行高速混合，混合溫度為70°C 130 °C，混合時(shí)間為5 30min，混合轉(zhuǎn)速為400~2000r/min;五、將高速混合物料 倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其 中步驟五中擠出溫度為140°C 190°C、模具溫度165~185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速 25 45r/min，單螺桿轉(zhuǎn)速5~10r/min。上述用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料也可按以下步驟實(shí)施 一、按 質(zhì)量份數(shù)比將100份廢舊塑料混合物、0.1~2份粉末狀馬來(lái)酸酐和0.01~0.2份 粉末狀過(guò)氧化二異丙苯混合均勻后倒入擠出機(jī)喂料筒中，然后在雙螺桿擠出機(jī) 內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，接枝反應(yīng)溫度為175 195°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為30 50r/min、 物料停留時(shí)間為3 5min; 二、將接枝反應(yīng)后的物料造粒，制成改性廢舊塑料 共混物；三、按重量份數(shù)比將50~110份木質(zhì)纖維材料、10 80份改性廢舊塑 料共混物和0.2 2份潤(rùn)滑劑進(jìn)行高速混合，混合溫度為7(TC 130。C，混合時(shí)間為5 30min，混合轉(zhuǎn)速為400~2000r/min;四、將高速混合物料倒入雙階擠出 機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其中步驟四中擠 出溫度為140。C 190。C、模具溫度165~185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速25 45r/min，單螺 桿轉(zhuǎn)速5 10r/min。上述用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料還可按以下步驟實(shí)施 一、按 質(zhì)量份數(shù)比稱(chēng)取100份廢舊塑料混合物、0.1~2份馬來(lái)酸酐和0.01 0.2份過(guò)氧化二異丙苯；二、將廢舊塑料混合物從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口加入，再將溶 解于丙酮溶液中的馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯滴加入已熔化的廢舊塑料混合 物中；三、在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，并同時(shí)抽真空去除丙酮，接 枝反應(yīng)溫度為175 195"C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為30 50r/min、物料停留時(shí)間為3-5min; 四、將接枝反應(yīng)后的物料造粒，制成改性廢舊塑料共混物；五、按重量份數(shù)比 將50~110份木質(zhì)纖維材料、10 80份改性廢舊塑料共混物和0.2 2份潤(rùn)滑劑進(jìn) 行高速混合，混合溫度為70°C 130°C，混合時(shí)間為5 30min，混合轉(zhuǎn)速為 400~2000r/min;六、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠 出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其中步驟六中擠出溫度為140°C~190°C、 模具溫度165 185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速25 45r/min，單螺桿轉(zhuǎn)速5 10r/min。本發(fā)明木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能大幅提高，采用相同的原料和比例制備木 塑復(fù)合材料，本發(fā)明制備出的木塑復(fù)合材料與采用未改性的廢舊塑料共混物或 者按照專(zhuān)利方法(公開(kāi)號(hào)為CN 1557863A和公開(kāi)號(hào)為CN1990599A的中國(guó)專(zhuān) 利)制備出的木塑復(fù)合材料相比彎曲強(qiáng)度提高了 30% 60%，沖擊強(qiáng)度提高了 58%~140%。本發(fā)明木塑復(fù)合材料的制備方法不僅工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高，而且改性廢 舊塑料共混物中活性酸酐基團(tuán)被保留，增強(qiáng)了改性廢舊塑料共混物與木質(zhì)纖維 材料的界面結(jié)合作用，提高了木塑復(fù)合材料力學(xué)性能。本發(fā)明中由于引發(fā)劑過(guò) 氧化二異丙苯先與廢舊塑料混合物和接枝單體馬來(lái)酸酐反應(yīng)，所以不會(huì)被木質(zhì) 纖維材料消耗，促進(jìn)了改性反應(yīng)、提高了改性效果，也避免了因嚴(yán)重阻聚作用 使單體大量殘留而導(dǎo)致的污染。本發(fā)明木塑復(fù)合材料的制備方法中可先通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)制備木塑復(fù)合 粒料或熔體，然后采用注塑、模壓等方式進(jìn)行木塑復(fù)合材料的成型加工。本發(fā)明節(jié)省了廢舊塑料混合物分選的步驟、降低了回收成本，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了難以分選的廢舊塑料的直接利用，為廢舊塑料的回收利用提供了有效途徑。 本發(fā)明制備過(guò)程中無(wú)需添加相容劑，不僅提高了塑料之間的相容性，而且 提高了塑料與木質(zhì)纖維材料之間的相容性，所制備出的木塑復(fù)合材料力學(xué)性能 大幅提高。本發(fā)明也可以在廢舊塑料中加入新塑料或完全使用新塑料原材料制備木 塑復(fù)合材料，木塑復(fù)合材料力學(xué)性能更為理想。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由50 110份的木質(zhì)纖維材料、10 80份的改性廢舊塑料共混物和 0.2~2份的潤(rùn)滑劑制成；其中改性廢舊塑料共混物按質(zhì)量份數(shù)比由100份的廢 舊塑料混合物、0.1 2份的馬來(lái)酸酐和0.01~0.2份的過(guò)氧化二異丙苯制成。本實(shí)施方式中馬來(lái)酸酐作為接枝單體，過(guò)氧化二異丙苯作為引發(fā)劑使用。 本實(shí)施方式中木質(zhì)纖維材料為木材加工剩余物或秸稈。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由60~100份的木質(zhì)纖維材料、15~60 份的改性廢舊塑料共混物和0.3 1.8份的潤(rùn)滑劑制成。其它與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由70 90份的木質(zhì)纖維材料、20~40 份的改性廢舊塑料共混物和0.5 1.5份的潤(rùn)滑劑制成。其它與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由75份的木質(zhì)纖維材料、25份的改 性廢舊塑料共混物和1份的潤(rùn)滑劑制成。其它與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是改性廢舊塑料共混物按質(zhì)量份數(shù)比由100份的廢舊塑料混合物、0.5 1.5份的馬來(lái)酸酐和 0力5 0.15份的過(guò)氧化二異丙苯制成。其它與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是改性廢舊塑料共混物按質(zhì)量份數(shù)比由100份的廢舊塑料混合物、1份的馬來(lái)酸酐和0.1份的過(guò)氧化二異丙苯制成。其它與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是潤(rùn)滑劑為石 蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸或滑石粉。其它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按以 下步驟實(shí)施 一、按質(zhì)量份數(shù)比稱(chēng)取100份廢舊塑料混合物、0.1 2份馬來(lái)酸 酐和0.01~0.2份過(guò)氧化二異丙苯，再將馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯溶解于丙酮溶液中，然后與廢舊塑料混合物混合均勻；二、待混合物料中丙酮完全揮發(fā)再倒入擠出機(jī)喂料筒中，然后在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，接枝反應(yīng)溫度為175 195°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為30~50r/min、物料停留時(shí)間為3 5min;三、將 接枝反應(yīng)后的物料造粒，制成改性廢舊塑料共混物；四、按重量份數(shù)比將 50~110份木質(zhì)纖維材料、10~80份改性廢舊塑料共混物和0.2 2份潤(rùn)滑劑進(jìn)行 高速混合，混合溫度為70°C 130°C，混合時(shí)間為5 30min，混合轉(zhuǎn)速為 400 2000r/min;五、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠 出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其中步驟五中擠出溫度為14(TC 19(TC、 模具溫度165~185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速25~45r/min，單螺桿轉(zhuǎn)速5~10r/min。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
八的不同點(diǎn)是步驟二中接枝反應(yīng)溫度為175 185。C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為30 40r/min、物料停留時(shí)間為3 4min。 其它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式八相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
八的不同點(diǎn)是步驟一中丙酮溶液的體積是馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯總體積的3 4倍。其它步驟及參數(shù) 與實(shí)施方式八相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按 以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì)量份數(shù)比將100份廢舊塑料混合物、0.1~2份粉末狀 馬來(lái)酸酐和0.01~0.2份粉末狀過(guò)氧化二異丙苯混合均勻后倒入擠出機(jī)喂料筒 中，然后在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，接枝反應(yīng)溫度為175 195°C、 雙螺桿轉(zhuǎn)速為30~50r/min、物料停留時(shí)間為3~5min; 二、將接枝反應(yīng)后的物 料造粒，制成改性廢舊塑料共混物；三、按重量份數(shù)比將50 110份木質(zhì)纖維 材料、10~80份改性廢舊塑料共混物和0.2~2份潤(rùn)滑劑進(jìn)行高速混合，混合溫 度為70°C~130°C，混合時(shí)間為5 30min，混合轉(zhuǎn)速為400~2000r/min;四、將 高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠出木塑 復(fù)合材料；其中步驟四中擠出溫度為140。C 19(TC、模具溫度165 185°C、雙 螺桿轉(zhuǎn)速25~45r/min，單螺桿轉(zhuǎn)速5 10r/min。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
H^—的不同點(diǎn)是步驟一中接枝反應(yīng)溫度為180°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為40r/min、物料停留時(shí)間為3min。其 它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式十相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按 以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì)量份數(shù)比稱(chēng)取100份廢舊塑料混合物、0.1~2份馬來(lái) 酸酐和0.01 0.2份過(guò)氧化二異丙苯；二、將廢舊塑料混合物從雙螺桿擠出機(jī)的 主喂料口加入，再將溶解于丙酮溶液中的馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯滴加入已 熔化的廢舊塑料混合物中；三、在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，并同時(shí) 抽真空去除丙酮，接枝反應(yīng)溫度為175~195°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為30~50r/min、物 料停留時(shí)間為3 5min;四、將接枝反應(yīng)后的物料造粒，制成改性廢舊塑料共 混物；五、按重量份數(shù)比將50 110份木質(zhì)纖維材料、10 80份改性廢舊塑料 共混物和0.2 2份潤(rùn)滑劑進(jìn)行高速混合，混合溫度為70。C 13(TC，混合時(shí)間為 5 30min，混合轉(zhuǎn)速為400~2000r/min;六、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組 料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其中步驟六中擠出溫 度為140。C 190。C、模具溫度165 185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速25 45r/min，單螺桿轉(zhuǎn) 速5 10r/min。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十三的不同點(diǎn)是步驟三中接枝反應(yīng)溫度為190°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min、物料停留時(shí)間為3min。其 它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式十三相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十三的不同點(diǎn)是步驟二中用于溶解馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯的丙酮溶液的體積是馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯總體積的3~4倍。其它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式十三相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按 以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì)量份數(shù)比稱(chēng)取IOO份廢舊塑料混合物、0.9份馬來(lái)酸 酐和0.09份過(guò)氧化二異丙苯，再將馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯溶解于丙酮溶液中，然后與廢舊塑料混合物混合均勻；二、待混合物料中丙酮完全揮發(fā)再倒入擠出機(jī)喂料筒中，然后在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，接枝反應(yīng)溫度為190°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為40r/min、物料停留時(shí)間為4min;三、將接枝反應(yīng)后 的物料造粒，制成改性廢舊塑料共混物；四、按重量份數(shù)比將60份木質(zhì)纖維 材料、40份改性廢舊塑料共混物和1份聚乙烯蠟進(jìn)行高速混合，混合溫度為 90°C，混合時(shí)間為20min，混合轉(zhuǎn)速為1000r/min;五、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其中步 驟五中擠出溫度為14(TC 180。C、模具溫度165~185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速40r/min， 單螺桿轉(zhuǎn)速10r/min。經(jīng)檢測(cè)本實(shí)施方式所用廢舊塑料混合物中含有80% (重量)的PP和20。/。 (重量)的PE。本實(shí)施方式步驟一中用于溶解馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯的丙酮溶液的 體積是馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯總體積的3 4倍。對(duì)本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，彎曲性能按塑料標(biāo) 準(zhǔn)ASTM D790-03進(jìn)行測(cè)試，簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D256-06進(jìn)行 測(cè)試。本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度為81.82MPa，沖擊強(qiáng)度為 11.26KJ/m2。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按 以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì)量份數(shù)比稱(chēng)取IOO份廢舊塑料混合物、1.2份馬來(lái)酸 酐和0.12份過(guò)氧化二異丙苯；二、將廢舊塑料混合物從雙螺桿擠出機(jī)的主喂 料口加入，再將溶解于丙酮溶液中的馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯滴加入已熔化 的廢舊塑料混合物中；三、在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，并同時(shí)抽真 空去除丙酮，接枝反應(yīng)溫度為185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min、物料停留時(shí)間 為5min;四、將接枝反應(yīng)后的物料造粒，制成改性廢舊塑料共混物；五、按 重量份數(shù)比將60份木質(zhì)纖維材料、40份改性廢舊塑料共混物和1份硬脂酸進(jìn) 行高速混合，混合溫度為90。C，混合時(shí)間為20min，混合轉(zhuǎn)速為1200r/min; 六、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠 出木塑復(fù)合材料；其中步驟六中擠出溫度為140°C 180°C、模具溫度165 185 。C、雙螺桿轉(zhuǎn)速40r/min，單螺桿轉(zhuǎn)速6r/min。經(jīng)檢測(cè)本實(shí)施方式所用廢舊塑料混合物中含有70% (重量)的PP和30% (重量)的PE。本實(shí)施方式步驟二中用于溶解馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯的丙酮溶液的 體積是馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯總體積的3倍。對(duì)本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，彎曲性能按塑料標(biāo) 準(zhǔn)ASTM D790-03進(jìn)行測(cè)試，簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D256-06進(jìn)行 測(cè)試。本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度為80.07MPa，沖擊強(qiáng)度為13.12KJ/m具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按 以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì)量份數(shù)比稱(chēng)取IOO份廢舊塑料混合物、1.2份馬來(lái)酸 酐和0.12份過(guò)氧化二異丙苯；二、將廢舊塑料混合物從雙螺桿擠出機(jī)的主喂 料口加入，再將溶解于丙酮溶液中的馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯滴加入已熔化 的廢舊塑料混合物中；三、在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，并同時(shí)抽真 空去除丙酮，接枝反應(yīng)溫度為190°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為40r/min、物料停留時(shí)間 為3min;四、將接枝反應(yīng)后的物料造粒，制成改性廢舊塑料共混物；五、按 重量份數(shù)比將60份木質(zhì)纖維材料、40份改性廢舊塑料共混物和1份聚乙烯蠟 進(jìn)行高速混合，混合溫度為9(TC，混合時(shí)間為20min，混合轉(zhuǎn)速為1000r/min; 六、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠 出木塑復(fù)合材料；其中步驟六中擠出溫度為140°C~180°C、模具溫度165~185 °C、雙螺桿轉(zhuǎn)速40r/min，單螺桿轉(zhuǎn)速10r/min。經(jīng)檢測(cè)本實(shí)施方式所用廢舊塑料混合物中含有80% (重量)的PP、 15% (重量)的PE和5。/。(重量)的PS。本實(shí)施方式步驟二中用于溶解馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯的丙酮溶液的 體積是馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯總體積的4倍。對(duì)本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，彎曲性能按塑料標(biāo) 準(zhǔn)ASTM D790-03進(jìn)行測(cè)試，簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D256-06進(jìn)行 測(cè)試。本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度為85.71MPa，沖擊強(qiáng)度為 11.5KJ/m2。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按 以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì)量份數(shù)比稱(chēng)取IOO份廢舊塑料混合物、1.5份馬來(lái)酸 酐和0.15份過(guò)氧化二異丙苯，再將馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯溶解于丙酮溶 液中，然后與廢舊塑料混合物混合均勻；二、待混合物料中丙酮完全揮發(fā)再倒 入擠出機(jī)喂料筒中，然后在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，接枝反應(yīng)溫度為190°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min、物料停留時(shí)間為4min;三、將接枝反應(yīng)后 的物料造粒，制成改性廢舊塑料共混物；四、按重量份數(shù)比將60份木質(zhì)纖維 材料、40份改性廢舊塑料共混物和1份聚乙烯蠟進(jìn)行高速混合，混合溫度為 90°C，混合時(shí)間為20min，混合轉(zhuǎn)速為1000r/min;五、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其中步 驟五中擠出溫度為14(M8(TC、模具溫度165 185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速40r/min，單 螺桿轉(zhuǎn)速10r/min。經(jīng)檢測(cè)本實(shí)施方式所用廢舊塑料混合物中含有70% (重量)的PP、 15% (重量)的PE和5。/。(重量)的PS。本實(shí)施方式步驟一中用于溶解馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯的丙酮溶液的 體積是馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯總體積的3倍。本實(shí)施方式步驟三制備出改性廢舊塑料共混物后可按重量份數(shù)比將60份 木質(zhì)纖維材料、40份改性廢舊塑料共混物和1份聚乙烯蠟進(jìn)行混煉，然后熱 壓成型，熱壓溫度為18(TC，熱壓時(shí)間為15min。對(duì)本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，彎曲性能按塑料標(biāo) 準(zhǔn)ASTM D790-03進(jìn)行測(cè)試，簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D256-06進(jìn)行 測(cè)試。本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度為84.46MPa，沖擊強(qiáng)度為 10.97KJ/m2。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按 以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì)量份數(shù)比將IOO份廢舊塑料混合物、0.5份粉末狀馬 來(lái)酸酐和0.05份粉末狀過(guò)氧化二異丙苯混合均勻后倒入擠出機(jī)喂料筒中，然 后在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，接枝反應(yīng)溫度為1S0。C、雙螺桿轉(zhuǎn)速 為30r/min、物料停留時(shí)間為5min; 二、將接枝反應(yīng)后的物料造粒，制成改性 廢舊塑料共混物；三、按重量份數(shù)比將60份木質(zhì)纖維材料、40份改性廢舊塑 料共混物和1份石蠟進(jìn)行高速混合，混合溫度為90。C，混合時(shí)間為20min，混 合轉(zhuǎn)速為800r/min;四、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采用連續(xù) 擠出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其中步驟四中擠出溫度為140°C 180 °C、模具溫度165~185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速30r/min，單螺桿轉(zhuǎn)速8r/min。經(jīng)檢測(cè)本實(shí)施方式所用廢舊塑料混合物中含有76% (重量)的PP和24。/。 (重量)的PE。對(duì)本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，彎曲性能按塑料標(biāo) 準(zhǔn)ASTM D790-03進(jìn)行測(cè)試，簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D256-06進(jìn)行 測(cè)試。本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度為76.23MPa，沖擊強(qiáng)度為 8.28KJ/m2。
具體實(shí)施方式
二十一本實(shí)施方式本實(shí)施方式用廢舊塑料混合物制備的木 塑復(fù)合材料按以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì)量份數(shù)比將IOO份廢舊塑料混合物、0.5 份粉末狀馬來(lái)酸酐和0.05份粉末狀過(guò)氧化二異丙苯混合均勻后倒入擠出機(jī)喂料筒中，然后在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，接枝反應(yīng)溫度為180°C、 雙螺桿轉(zhuǎn)速為40r/min、物料停留時(shí)間為4min; 二、將接枝反應(yīng)后的物料造粒， 制成改性廢舊塑料共混物；三、按重量份數(shù)比將60份木質(zhì)纖維材料、40份改 性廢舊塑料共混物和1.2份聚乙烯蠟進(jìn)行高速混合，混合溫度為9(TC，混合時(shí) 間為20min，混合轉(zhuǎn)速為1000r/min;四、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組 料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其中步驟四中擠出溫 度為140°C~180°C、模具溫度165~185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速40r/min，單螺桿轉(zhuǎn)速 8r/min。經(jīng)檢測(cè)本實(shí)施方式所用廢舊塑料混合物中含有78% (重量)的PP、 13% (重量)的PE和9。/c)(重量)的PS。對(duì)本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，彎曲性能按塑料標(biāo) 準(zhǔn)ASTM D790-03進(jìn)行測(cè)試，簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D256-06進(jìn)行 測(cè)試。本實(shí)施方式制備的木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度為79.56MPa，沖擊強(qiáng)度為 8.51KJ/m2。
權(quán)利要求
1、用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料，其特征在于用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由50～110份的木質(zhì)纖維材料、10～80份的改性廢舊塑料共混物和0.2～2份的潤(rùn)滑劑制成；其中改性廢舊塑料共混物按質(zhì)量份數(shù)比由100份的廢舊塑料混合物、0.1～2份的馬來(lái)酸酐和0.01～0.2份的過(guò)氧化二異丙苯制成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料，其特 征在于用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由60 100份的木 質(zhì)纖維材料、15~60份的改性廢舊塑料共混物和0.3-1.8份的潤(rùn)滑劑制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料，其特 征在于用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由70~90份的木 質(zhì)纖維材料、20 40份的改性廢舊塑料共混物和0.5 1.5份的潤(rùn)滑劑制成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料，其特 征在于用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由75份的木質(zhì)纖 維材料、25份的改性廢舊塑料共混物和1份的潤(rùn)滑劑制成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料，其特 征在于改性廢舊塑料共混物按質(zhì)量份數(shù)比由100份的廢舊塑料混合物、0.5 1.5 份的馬來(lái)酸酐和0.05 0.15份的過(guò)氧化二異丙苯制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料，其特 征在于改性廢舊塑料共混物按質(zhì)量份數(shù)比由IOO份的廢舊塑料混合物、l份的 馬來(lái)酸酐和0.1份的過(guò)氧化二異丙苯制成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料，其特 征在于潤(rùn)滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸或滑石粉。
8、 制備權(quán)利要求1所述的用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料的方法， 其特征在于用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì) 量份數(shù)比稱(chēng)取100份廢舊塑料混合物、0.1 2份馬來(lái)酸酐和0.01 0.2份過(guò)氧化 二異丙苯，再將馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯溶解于丙酮溶液中，然后與廢舊塑 料混合物混合均勻；二、待混合物料中丙酮完全揮發(fā)再倒入擠出機(jī)喂料筒中， 然后在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，接枝反應(yīng)溫度為175 195。C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為30 50r/min、物料停留時(shí)間為3 5min;三、將接枝反應(yīng)后的物料造 粒，制成改性廢舊塑料共混物；四、按重量份數(shù)比將50-110份木質(zhì)纖維材料、 10 80份改性廢舊塑料共混物和0.2~2份潤(rùn)滑劑進(jìn)行高速混合，混合溫度為70 。C 130。C，混合時(shí)間為5 30min，混合轉(zhuǎn)速為400~2000r/min;五、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材 料；其中步驟五中擠出溫度為140°C~190°C、模具溫度165~185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速25 45r/min，單螺桿轉(zhuǎn)速5~10r/min。
9、 制備權(quán)利要求1所述的用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料的方法， 其特征在于用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按以下步驟實(shí)施 一、按質(zhì) 量份數(shù)比將100份廢舊塑料混合物、0.1~2份粉末狀馬來(lái)酸酐和0.01 0.2份粉 末狀過(guò)氧化二異丙苯混合均勻后倒入擠出機(jī)喂料筒中，然后在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi) 進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，接枝反應(yīng)溫度為175~195°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為30 50r/min、 物料停留時(shí)間為3 5min; 二、將接枝反應(yīng)后的物料造粒，制成改性廢舊塑料 共混物；三、按重量份數(shù)比將50 110份木質(zhì)纖維材料、10 80份改性廢舊塑 料共混物和0.2 2份潤(rùn)滑劑進(jìn)行高速混合，混合溫度為7(TC 130。C，混合時(shí)間 為5 30min，混合轉(zhuǎn)速為400~2000r/min;四、將高速混合物料倒入雙階擠出 機(jī)組料筒中，采用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其中步驟四中擠 出溫度為140。C 190。C、模具溫度165~185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速25~45r/min，單螺 桿轉(zhuǎn)速5 10r/min。
10、 制備權(quán)利要求1所述的用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料的方 法，其特征在于用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料按以下步驟實(shí)施一、 按質(zhì)量份數(shù)比稱(chēng)取100份廢舊塑料混合物、0.1~2份馬來(lái)酸酐和0.01 0.2份過(guò) 氧化二異丙苯；二、將廢舊塑料混合物從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口加入，再將 溶解于丙酮溶液中的馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化二異丙苯滴加入已熔化的廢舊塑料混 合物中；三、在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，并同時(shí)抽真空去除丙酮， 接枝反應(yīng)溫度為175 195°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速為30~50r/min、物料停留時(shí)間為 3~5min;四、將接枝反應(yīng)后的物料造粒，制成改性廢舊塑料共混物；五、按重 量份數(shù)比將50~110份木質(zhì)纖維材料、10~80份改性廢舊塑料共混物和0.2~2 份潤(rùn)滑劑進(jìn)行高速混合，混合溫度為70°C 130°C，混合時(shí)間為5 30min，混合轉(zhuǎn)速為400 2000r/min;六、將高速混合物料倒入雙階擠出機(jī)組料筒中，采 用連續(xù)擠出成型技術(shù)直接擠出木塑復(fù)合材料；其中步驟六中擠出溫度為140°C 190°C、模具溫度165~185°C、雙螺桿轉(zhuǎn)速25~45r/min，單螺桿轉(zhuǎn)速5 10r/min。
全文摘要
用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料及其制備方法，它涉及一種木塑復(fù)合材料及其制備方法。它解決了目前用廢舊塑料混合物制備的木塑復(fù)合材料力學(xué)性能差等問(wèn)題。木塑復(fù)合材料由木質(zhì)纖維材料、改性廢舊塑料共混物和潤(rùn)滑劑制成。制備方法制備改性廢舊塑料共混物，然后木質(zhì)纖維材料、改性廢舊塑料共混物和潤(rùn)滑劑混合，再采用連續(xù)擠出成型技術(shù)，即得到木塑復(fù)合材料。本發(fā)明木塑復(fù)合材料與現(xiàn)有技術(shù)相比彎曲強(qiáng)度提高了30％～60％，沖擊強(qiáng)度提高了58％～140％。本發(fā)明木塑復(fù)合材料的制備方法不僅工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高，而且增強(qiáng)了改性廢舊塑料共混物與木質(zhì)纖維材料的界面結(jié)合作用，提高了木塑復(fù)合材料力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C08L97/02GK101215420SQ20071014499
公開(kāi)日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2007年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月30日
發(fā)明者宋永明, 王偉宏, 王海剛, 王清文, 民 許, 隋淑娟, 華 高 申請(qǐng)人:東北林業(yè)大學(xué)