專利名稱：一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高分子復合材料及其制備方法，具體的說，涉及一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料及其制備方法。
背景技術：
木塑復合材料是國內(nèi)外近年蓬勃興起的一類新型復合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等高分子材料，代替通常的樹脂膠粘劑，與超過35% -70%以上的木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維混合成新的木質(zhì)材料，再經(jīng)擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝，生產(chǎn)出的板材或型材。木塑復合材料具有阻燃、防水、防潮、防蟲、可供選擇色彩方案豐富、可塑性強、加工性能優(yōu)異、不龜裂、無變形、吸音效果好、節(jié)能環(huán)保環(huán)保、無污染、可循環(huán)利用等優(yōu)點，主要用于建材、家具、物流包裝等行業(yè)，比傳統(tǒng)木材更具有競爭優(yōu)勢，其市場潛力巨大。用于建筑裝飾材料的木塑制品，由于在其使用環(huán)境及運輸途中往往要承受較高的沖擊力、環(huán)境溫濕度以及光照影響，使用過程中對其耐候性要求更高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供一種耐候性好的利用竹纖維與廢舊再生塑料生產(chǎn)微發(fā)泡木塑復合材料。本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是提供上述微發(fā)泡木塑復合材料的生產(chǎn)方法。本發(fā)明解決技術問題的技術方案為一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料及其制備方法，包含下列重量份數(shù)的原料
再生廢舊塑料
增韌劑
100
5-45
4偶聯(lián)劑5-10增容劑3-27加工改性劑5-25竹纖維35-80熱穩(wěn)定劑5-15潤滑劑3-12抗氧劑3-15發(fā)泡劑2-6. 5所述的再生廢舊塑料是指經(jīng)過分選、凈化、粉碎、干燥處理制得的粒徑小于0. 5mm
的廢舊塑料再生顆粒，雜質(zhì)含量在重量百分數(shù)的1.5%以下。所述的再生廢舊塑料為聚乙烯、聚丙烯及聚氯乙烯以1 1 3的比例進行配比的混合廢舊塑料。 所述增韌劑為樹枝狀氯化聚乙烯。所述的偶聯(lián)劑為鋁酸酯或鈦酸酯。所述增容劑是指含有丙烯酸酯與馬來酸酯的接枝物或共聚物，丙烯酸酯在增容劑中的重量含量為0. 52-35%。所述加工改性劑為丙烯酸酯類共聚物。所述竹纖維為經(jīng)切削、破碎處理后的粒徑為0. 3mm以下，長度為0. 3-1. 5mm的纖維。所述熱穩(wěn)定劑為有機錫熱穩(wěn)定劑、稀土熱穩(wěn)定劑中的一種或幾種的混合物。所述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鹽、石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、乙撐(雙)硬脂酸胺、硬脂酸單甘酯中的一種或幾種的混合物。所述抗氧劑為酚類抗氧劑或磷酸鹽(酯)類抗氧劑或其混合物。所述發(fā)泡劑為碳酸氫鈉、偶氮二甲酸胺、磺酸胼中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明的制備方法，依次包括以下工序(1)混料工序?qū)⒔?jīng)過干燥處理的竹纖維和再生廢舊塑料在熱混合機中混合均勻，升溫至85°C加入偶聯(lián)劑和增韌劑，混合3-5分鐘，加入剩余物料，混合10-25分鐘，升溫至130-150°C，保溫20分鐘，冷卻至50°C出料；(2)造粒工序?qū)⑸鲜鼋M分送入雙螺桿造粒機中，進行造粒，其工藝條件為機筒溫度為i:35-180°C，螺桿轉(zhuǎn)速為15-25rpm;(3)定型擠出將擠出機機頭更換為需要的形狀，將造出的竹基木塑顆粒送入單螺桿擠出機中，成型方式為模具成型，成型機為單螺桿擠出機，機筒溫度為120-190°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 25-;35rpm ；(4)包裝工序待產(chǎn)品冷卻后，對其表面進行貼膜等包裝操作，完成后檢驗入庫。本發(fā)明以竹纖維為植物纖維來源，經(jīng)表面改性后能夠與再生廢舊塑料產(chǎn)生良好的相容性。產(chǎn)品表面光滑、無毛刺，觸摸感好，實現(xiàn)了植物纖維與人工高分子材料的復合，得到了性能優(yōu)異的木塑復合材料；同時發(fā)泡劑在成型過程中產(chǎn)生氣體，使得產(chǎn)品密度進一步降低，蜂窩狀的泡孔結(jié)構使得產(chǎn)品的韌性與沖擊強度增加。再生廢舊塑料添加增韌劑和加工改性劑后，其加工性能可以接近新料的加工性能，但成本較低，能夠有力地回收處理廢舊塑料，保護環(huán)境。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下有益效果本發(fā)明采用樹枝狀氯化聚乙烯 (CPE)為改性組分，添加丙烯酸酯與馬來酸酯共聚物為增容劑，對廢舊塑料進行改性。CPE 具有較高的耐熱形變溫度與抗沖擊性能，丙烯酸酯與馬來酸酯共聚物增容劑能有效提高基體樹脂與無機填料之間的界面結(jié)合力，進一步提高材料抵抗形變的能力。CPE和增容劑的分子結(jié)構中沒有不飽和雙鍵，對基體材料的耐候性能影響不大，適合耐候性能有要求的場合下使用。所制備的竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料耐熱性能得以明顯提高、耐候優(yōu)良且成本低。復合材料具有很好的韌性、抗沖擊性能，避免了常見的木塑復合材料中樹脂含量高、填料少、成本高的缺點，可以用于室內(nèi)地板、復雜形狀外圍及墻體的包覆材料。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地說明。本發(fā)明的份均指重量份。本發(fā)明所使用的原材料主要有再生廢舊塑料，由廢舊聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯三種廢舊塑料組成，其比例為 1:2: 2. 5，由阜陽小衛(wèi)塑料加工廠回收處理；增韌劑CPE，其型號為CPE135A，由杭州志高化工有限公司生產(chǎn)；鋁酸酯偶聯(lián)劑，其型號為SG-Al 821，由南京曙光化工有限公司生產(chǎn)；鈦酸酯偶聯(lián)劑，其型號為KR-TTS，由南京曙光化工有限公司生產(chǎn)；丙烯酸酯增容劑，其型號為GR-7001，由吳江斯瑞達塑業(yè)有限公司生產(chǎn)；丙烯酸加工改性劑，其型號為ACR-LH201，由泰興市臨江化工廠生產(chǎn)；竹纖維，本發(fā)明所采用的竹纖維主要來源于竹制品加工廠的加工廢料；有機錫熱穩(wěn)定劑其型號為R-181，由江西旭峰化工有限公司生產(chǎn)；鈣鋅熱穩(wěn)定劑其型號為PW-1，由青島銀利塑業(yè)有限公司生產(chǎn)；抗氧劑，其型號為AT-215，由寧波保稅區(qū)可比克化工有限公司生產(chǎn)；復合發(fā)泡劑為多種發(fā)泡基的混合物，由廣東煒林納功能材料有限公司生產(chǎn)。實施例1 a)混合工序?qū)⒔?jīng)干燥破碎處理的竹纖維和再生廢舊塑料在熱混合機中混合均勻，升溫至85°C加入偶聯(lián)劑，并混合％iin，加入剩余物料，混合10分鐘，升溫到120°C，保溫 20min，冷卻至溫度為50°C出料；b)造粒工序?qū)⒒旌暇鶆虻奈锪纤腿霐D出機造粒；所述的造粒機為錐形雙螺桿擠出機，其工藝條件為機筒溫度為138°C，螺桿轉(zhuǎn)速為25rpm ；c)定型工序?qū)⒃斐龅牧Ｗ铀腿氤尚蜋C，通過特定的薄板模具，并經(jīng)真空定型制得型材；成型機為單螺桿木塑型材擠出機，螺桿轉(zhuǎn)速26rpm。d)待產(chǎn)品冷卻后，對其表面進行貼膜等包裝操作，完成后檢驗入庫。
所述的竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料及其制備方法取下列重量份數(shù)的原料
再生廢舊塑料100份增韌劑CPE10份鈦酸酯6. 8份丙烯酸酯增容劑12份丙烯酸加工改性劑8份竹纖維60份有機錫7. 3份硬脂酸鹽2份環(huán)氧大豆油1份氧化聚乙烯蠟1份AT-215抗氧劑4.1份復合發(fā)泡劑5. 5份實施例2 除所述的竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料及其制備方法取下列重量份的原料再生廢舊塑料100份
增韌劑CPE11份
鈦酸酯6. 8份
丙烯酸酯增容劑10份
丙烯酸加工改性劑9份
竹纖維45份
有機錫7. 1份
硬脂酸鹽3份
環(huán)氧大豆油1份
氧化聚乙烯蠟1份
AT-215抗氧劑3. 1份
復合發(fā)泡劑4. 5份夕卜，其余與實施例1相同。實施例3 除所述的竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料及其制備方法取下列重量份的原料再生廢舊塑料100份增韌劑CPE15份鈦酸酯8. 2份丙烯酸酯增容劑14份丙烯酸加工改性劑11. 2 份竹纖維75份有機錫8. 3份硬脂酸鹽4. 5份環(huán)氧大豆油1.2份氧化聚乙烯蠟1.3份AT-215抗氧劑6. 1份復合發(fā)泡劑6. 5份夕卜，其余與實施例1相同。實施例1-3所生產(chǎn)的竹纖維基木塑復合材料中的密度及Mh吸水率按 GB17657-1999檢測；拉伸強度、斷裂伸長率按照GB 13022-1991進行檢測。實施例1-3的性能如表1所示表1
權利要求
1. 一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料，其特征在于包含下列重量份數(shù)的原料再生廢舊塑料100增韌劑5-45偶聯(lián)劑5-10增容劑3-27加工改性劑5-25竹纖維35-80熱穩(wěn)定劑5-15潤滑劑3-12抗氧劑3-15發(fā)泡劑2-6. 5
2.根據(jù)權利要求1所述的一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料，其特征在于所述的再生廢舊塑料是指經(jīng)過分選、凈化、粉碎、干燥處理制得的粒徑小于0. 5mm的廢舊塑料再生顆粒，雜質(zhì)含量在重量百分數(shù)的1.5%以下。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料，其特征在于所述的再生廢舊塑料為聚乙烯、聚丙烯及聚氯乙烯以1 1 3的比例進行配比的混合廢舊塑料。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料，其特征在于所述增韌劑為樹枝狀氯化聚乙烯，所述的偶聯(lián)劑為鋁酸酯或鈦酸酯。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料，其特征在于所述增容劑是指含有丙烯酸酯與馬來酸酯的接枝物或共聚物，丙烯酸酯在增容劑中的重量含量為0. 52-35%。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料，其特征在于所述加工改性劑為丙烯酸酯類共聚物。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料，其特征在于所述竹纖維為經(jīng)切削、破碎處理后的粒徑為0. 3mm以下，長度為0. 3-1. 5mm的纖維。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料，其特征在于所述熱穩(wěn)定劑為有機錫熱穩(wěn)定劑、稀土熱穩(wěn)定劑中的一種或幾種的混合物；所述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鹽、石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、乙撐(雙)硬脂酸胺、 硬脂酸單甘酯中的一種或幾種的混合物；所述抗氧劑為酚類抗氧劑或磷酸鹽(酯)類抗氧劑或其混合物。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料，其特征在于所述發(fā)泡劑為碳酸氫鈉、偶氮二甲酸胺、磺酸胼中的一種或幾種的混合物。
10.權利要求1所述的一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料的制備方法，依次包括以下工序(1)混料工序?qū)⒔?jīng)過干燥處理的竹纖維和再生廢舊塑料在熱混合機中混合均勻，升溫至85°C加入偶聯(lián)劑和增韌劑，混合3-5分鐘，加入剩余物料，混合10-25分鐘，升溫至 130-150°C，保溫20分鐘，冷卻至50°C出料；(2)造粒工序?qū)⑸鲜鼋M分送入雙螺桿造粒機中，進行造粒，其工藝條件為機筒溫度為135-180°C，螺桿轉(zhuǎn)速為15-25轉(zhuǎn)/分鐘；(3)定型擠出將擠出機機頭更換為需要的形狀，將造出的竹基木塑顆粒送入單螺桿擠出機中，成型方式為模具成型，成型機為單螺桿擠出機，機筒溫度為120-190°C，螺桿轉(zhuǎn)速為25-35轉(zhuǎn)/分鐘；(4)包裝工序待產(chǎn)品冷卻后，對其表面進行貼膜等包裝操作，完成后檢驗入庫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料及其制備方法，所述的材料包含下列重量份數(shù)的原料100份再生廢舊塑料，5-45份增韌劑，5-10份偶聯(lián)劑，3-27份增容劑，5-25份加工改性劑，35-80份竹纖維，5-15份熱穩(wěn)定劑，3-12份潤滑劑，3-15份抗氧劑，2-6.5份發(fā)泡劑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，所制備的竹纖維基微發(fā)泡木塑復合材料耐熱性能得以明顯提高、耐候優(yōu)良且成本低。復合材料具有很好的韌性、抗沖擊性能，避免了常見的木塑復合材料中樹脂含量高、填料少、成本高的缺點，可以用于室內(nèi)地板、復雜形狀外圍及墻體的包覆材料。
文檔編號C08J9/10GK102250476SQ20111012990
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權日2011年5月19日
發(fā)明者昝向明 申請人:安徽綠能技術研究院