本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種聚酰胺木塑復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù):
目前市場(chǎng)上的木塑復(fù)合材料大多是以聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等傳統(tǒng)聚合物為基體材料,然而由于這些聚合物基體與木質(zhì)填料間極性相差較大使得二者間的相容性較差,界面作用力不夠,造成了木塑復(fù)合材料存在力學(xué)性能不高的缺點(diǎn),且在高填充量時(shí)材料流動(dòng)性不好,一般難以注塑成型,僅限于擠出一些結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、對(duì)強(qiáng)度要求不太高的產(chǎn)品,這大大限制了木塑復(fù)合材料的應(yīng)用。尼龍6材料無(wú)論是在強(qiáng)度、耐熱、耐疲勞、耐化學(xué)藥品和耐油性等性能方面均較聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等聚合物有明顯的優(yōu)勢(shì)。此外尼龍6材料具有較高的極性、分子鏈上大量的活性端基、更好的加工流動(dòng)性的等特點(diǎn)使其與木質(zhì)填料間極性差距較小,更易于相容、著色、成型加工。但尼龍6需要較高的加工溫度與木質(zhì)填料分解溫度低的矛盾使得尼龍6木塑復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)成為難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,本發(fā)明的目的是提供一種聚酰胺木塑復(fù)合材料,該材料的綜合機(jī)械性能好,易于注塑成型。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述聚酰胺木塑復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:本發(fā)明提供了一種聚酰胺木塑復(fù)合材料,該材料由包括以下重量份的組分制成:尼龍6100份,木質(zhì)填料30-100份,無(wú)機(jī)填料5-15份,加工助劑1-5份,相容劑0-15份,偶聯(lián)劑0.5-3份,抗氧劑0.2-1份,潤(rùn)滑劑0-3份。所述的尼龍6為聚己內(nèi)酰胺新料或回收的聚己內(nèi)酰胺。所述的木質(zhì)填料為回收的木料,粒徑為80-200目。所述的無(wú)機(jī)填料選自滑石粉、氧化鈣、高嶺土或二氧化硅中的一種或一種以上,粒徑為500-2000目。所述的加工助劑選自無(wú)水氯化鈣(CaCl2)、無(wú)水氯化鉀(KCl)、無(wú)水氯化鋰(LiCl)、無(wú)水溴化鎂(MgBr2)、無(wú)水溴化鋰(LiBr)、N-乙基鄰對(duì)甲苯磺酰胺(N-E-O/PTSA)或N-丁基苯磺酰胺(N-BBSA)中的一種或一種以上。所述的相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)或丙烯酸縮水甘油酯接枝聚丙烯(PP-g-GMA)中的一種或一種以上。所述的偶聯(lián)劑選自乙烯基三乙氧基硅烷(KH-151)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)或γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)中的一種或一種以上。所述的抗氧劑選自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、N,N′-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧劑1098)或三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)中的一種或一種以上。所述的潤(rùn)滑劑選自乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF)、PE蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸或石蠟中的一種或一種以上。本發(fā)明還提供了一種上述聚酰胺木塑復(fù)合材料的制備方法,該方法包括以下步驟:(1)稱(chēng)取100份尼龍6、0-15份相容劑、1-5份加工助劑、0.2-1份抗氧劑,放入高速混合機(jī)中高速混勻,得到混合物料;(2)稱(chēng)取30-100份木質(zhì)填料、5-15份無(wú)機(jī)填料、0.5-3份偶聯(lián)劑、0-3份潤(rùn)滑劑加入高速混合機(jī)中高速混勻,得到混合物料;(3)將步驟(1)中混合物料和步驟(2)中混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒,得到聚酰胺木塑復(fù)合材料。所述的步驟(1)中,混合時(shí)間為2-5min,混合速率為1500-3000轉(zhuǎn)/分。所述的步驟(2)中,混合時(shí)間為3-5min,混合速率為1500-3000轉(zhuǎn)/分。所述的步驟(2)中混合物料通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入。所述的步驟(3)中自喂料口至雙螺桿擠出機(jī)模頭的擠出溫度分別是200-220℃,210-240℃,220-250℃,185-210℃,210-240℃,主機(jī)轉(zhuǎn)速20-50Hz。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:本發(fā)明克服了尼龍6加工溫度高與木質(zhì)填料分解溫度低的矛盾,提供了一種強(qiáng)度更好,流動(dòng)性更好可注塑成型的木塑復(fù)合材料及其制備方法;同時(shí)本發(fā)明也為大量的廢舊尼龍6材料、木料的回收利用提供了一條新的路線,有利于節(jié)能減排、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境,符合低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的需要。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。以下實(shí)施例所用的木質(zhì)填料為回收的木料,粒徑為80-200目。實(shí)施例1按照以下重量份稱(chēng)取原料:尼龍6為回收的聚己內(nèi)酰胺100份,木質(zhì)填料30份,無(wú)機(jī)填料(滑石粉,粒徑為500-2000目。)5份,加工助劑(MgBr2)2份,相容劑0份,偶聯(lián)劑(KH-550)0.5份,抗氧劑(抗氧劑1098)0.2份,潤(rùn)滑劑(PE蠟)0.3份。按上述重量份進(jìn)行配料,將尼龍6、相容劑、加工助劑MgBr2、抗氧劑1098投入高速混合機(jī)中高速混勻,混合3min后,下料至雙螺桿擠出機(jī)料斗;再將木質(zhì)填料、無(wú)機(jī)填料滑石粉、偶聯(lián)劑KH-550、潤(rùn)滑劑PE蠟投入高速混合機(jī)中高速混勻,混合4min后,后由側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī);控制各區(qū)溫度,自喂料口至擠出機(jī)模頭溫度,分別為210℃,230℃,240℃,190℃,220℃,主機(jī)轉(zhuǎn)速50Hz,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒即可,該樣品的機(jī)械性能見(jiàn)表2。實(shí)施例2-5在實(shí)施例2-5中,原料的組分及用量見(jiàn)表1(按重量計(jì)),其制備方法同實(shí)施例1。以下所用到的尼龍6為聚己內(nèi)酰胺新料。表1實(shí)施例2-5中所制得的聚酰胺木塑復(fù)合材料的機(jī)械性能見(jiàn)表2。表2實(shí)施例12345拉伸強(qiáng)度(MPa)6164777370拉伸模量(GPa)4.65.15.765.455.18彎曲強(qiáng)度(MPa)103118126113102彎曲模量(GPa)4.725.25.835.35.15缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2)2320161415由表2可知,本發(fā)明克服了尼龍6加工溫度高與木質(zhì)填料分解溫度低的矛盾,充分利用了尼龍6性能優(yōu)異、加工流動(dòng)性好的特點(diǎn),制得的木塑復(fù)合材料具有強(qiáng)度更好,高流動(dòng)性更好可注塑成型的優(yōu)點(diǎn),可廣泛用作代木材料,應(yīng)用于社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域。有利于節(jié)能減排、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境,符合低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的需要。實(shí)施例6將聚己內(nèi)酰胺回收料100份、8份相容劑PP-g-MAH、1份加工助劑N-E-O/PTSA、0.5份抗氧劑1098投入高速混合機(jī)中高速混勻,混合3min后,下料至雙螺桿擠出機(jī)料斗;再將70份木質(zhì)填料、9份粒徑為500-2000目滑石粉、2份偶聯(lián)劑KH-550投入高速混合機(jī)中高速混勻,混合4min后,后由側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī);控制各區(qū)溫度,自喂料口至擠出機(jī)模頭溫度,分別為210℃,230℃,240℃,190℃,220℃,主機(jī)轉(zhuǎn)速50Hz,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒即可。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改,并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此,本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示,不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。