本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合材料，具體來(lái)說(shuō)是一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

木塑復(fù)合材料(wpc)是一種新型綠色環(huán)保型復(fù)合材料，它通過(guò)熔融復(fù)合加工成型，形成具有新的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異綜合性能的新型材料，其具有力學(xué)強(qiáng)度高、加工成型性好、可重復(fù)利用、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使其被應(yīng)用在建筑、室內(nèi)外裝飾及汽車(chē)領(lǐng)域，受到全球廣泛的關(guān)注。但是由于木塑復(fù)合材料主要是由木粉和塑料復(fù)合擠出，而塑料和木粉的密度均比木材的表觀密度高，這樣無(wú)形中增加了材料的密度，影響材料的強(qiáng)重比，從而使材料的應(yīng)用受到限制。通過(guò)添加發(fā)泡劑，將泡孔引入到木塑復(fù)合材料中形成發(fā)泡復(fù)合材料來(lái)降低密度。發(fā)泡木塑復(fù)合材料除具備木塑復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)外，也能因材料內(nèi)部存在良好的泡孔結(jié)構(gòu)可以鈍化裂紋尖端，阻止裂紋的擴(kuò)展，從而可有效地克服木塑復(fù)合材料脆性大、延展性和抗沖擊應(yīng)力低的缺點(diǎn)，并且降低了材料的密度，不僅節(jié)省原料，而且可以提高隔音、隔熱性能。

目前多數(shù)發(fā)泡木塑產(chǎn)品以聚氯乙烯(pvc)樹(shù)脂作為基體，因?yàn)槠涑杀镜?、力學(xué)性能較好、觸感良好等優(yōu)勢(shì)較為明顯，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中。但同時(shí)它的不可回收、化學(xué)添加劑復(fù)雜、污染嚴(yán)重等弊端也較為顯著。而利用聚苯乙烯(ps)樹(shù)脂作為基體的發(fā)泡木塑復(fù)合材料不僅具有優(yōu)良的發(fā)泡性能，加工容易，不需要大量的添加劑，而且可以利用廢舊聚苯乙烯作為原料，可回收再利用，符合環(huán)保趨勢(shì)。同時(shí)通過(guò)發(fā)泡工藝使其表面更具木質(zhì)感。但是木塑復(fù)合材料的發(fā)泡非常復(fù)雜，涉及諸多因素，加工溫度，擠出壓力，木/塑界面相容性，聚合物的流變性等，國(guó)內(nèi)外對(duì)聚苯乙烯基發(fā)泡木塑復(fù)合材料的研究很少見(jiàn)，多數(shù)研究還處于初始階段。目前制備的聚苯乙烯復(fù)合材料密度、力學(xué)性能、耐候、耐老化性能均達(dá)不到使用性能要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料及其制備方法，所述的這種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料及其制備方法要解決現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)泡木塑產(chǎn)品不可回收、化學(xué)添加劑復(fù)雜、污染嚴(yán)重的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下：

回收泡沫塑料聚苯乙烯1000-2000份；

木粉50-300份；

界面改性劑20-100份；

發(fā)泡劑1-30份；

成核劑5-50份；

白油50-200份；

抗沖改性劑100-1000份；

抗氧劑3-20份；

所述的木粉為100-300目的水曲柳、東北榆、柳桉、樟木、椴木、樺木、色木、柚木、山毛櫸、櫻桃木、紫檀、柏木、紅豆杉、紅松、柞木、黃菠蘿、核桃楸、木荷、花梨木、紅木、苦楝、香椿、酸棗木或者竹粉中的任意一種或兩種以上的混合物；

所述的界面改性劑為馬來(lái)酸酐接枝的聚苯乙烯、馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯或者馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯中的任意一種或兩種以上的混合物；

所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、碳酸氫鈉或者碳酸銨中的任意一種或兩種以上的混合物；

所述的成核劑為滑石粉、納米al2o3、zro2或者sio2中的任意一種或兩種以上的混合物；

所述的抗沖改性劑為高抗沖聚苯乙烯hips、聚烯烴彈性體poe、epdm、sebs中的任意一種或兩種以上的混合物；

所述的抗氧劑為二苯胺、對(duì)苯二胺、二氫喹啉等化合物及其衍生物或聚合物、2，6-三級(jí)丁基-4-甲基苯酚、雙（3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基）硫醚、四〔β-(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、ao-80中的任意一種或兩種以上的混合物。

本發(fā)明還提供了上述的一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：按照配方，在控制轉(zhuǎn)速30-40r/min的密煉機(jī)中加入回收泡沫塑料聚苯乙烯、木粉、界面改性劑、成核劑、發(fā)泡劑、白油、抗沖改性劑、抗氧劑，在溫度200-210℃，經(jīng)30r/min轉(zhuǎn)速下密煉10-60min，出料制成薄片，送粉碎機(jī)中造粒，經(jīng)注塑機(jī)成型制成產(chǎn)品。

本發(fā)明的一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料，經(jīng)發(fā)泡以及木粉和界面改性劑改性后具有良好的力學(xué)性能，按gb/t1040-2006標(biāo)準(zhǔn)“塑料拉伸性能的測(cè)定”采用意大利galdabini公司sun500型進(jìn)行戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度測(cè)試，拉伸速度5mm/min，拉伸強(qiáng)度大于30mpa。用江都市精誠(chéng)測(cè)試儀器廠401a型熱氧老化測(cè)試儀上述所制樣條的熱老化性能進(jìn)行測(cè)試，溫度為70℃條件下熱老化24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí)后仍然具有良好的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進(jìn)步是顯著的。本發(fā)明是一種具有良好力學(xué)性能、耐熱老化性能的戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料；而且制備工藝簡(jiǎn)單，具有技術(shù)成熟、快速、高效，可應(yīng)用于木塑室內(nèi)門(mén)、踢腳線、整體櫥柜、衣柜、外墻掛板、天花吊頂、裝飾墻板、戶外地板、護(hù)欄立柱、塑鋼涼亭、園林護(hù)欄、陽(yáng)臺(tái)護(hù)欄、圍圃柵欄、休閑長(zhǎng)椅、樹(shù)池、花架、花箱空調(diào)架、空調(diào)護(hù)罩、百葉窗、路面標(biāo)示牌、運(yùn)輸托盤(pán)等等。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，但并不限制本發(fā)明。

本發(fā)明各實(shí)施例所用的原料中除特殊表明的廠家及規(guī)格外，其他原料均為市售，規(guī)格均為化學(xué)純。

本發(fā)明所用的各種設(shè)備的型號(hào)及生產(chǎn)廠家的信息如下：

s（x）m-1l-ka型實(shí)驗(yàn)密煉機(jī)，常州溯源橡膠科技有限公司。

yl-2230粉碎機(jī)，上海韻龍塑料機(jī)械有限公司；

ft-80i注塑機(jī)，浙江申達(dá)塑料機(jī)械有限公司；

401a型熱氧老化測(cè)試儀，江都市精誠(chéng)測(cè)試儀器廠；

實(shí)施例1

一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下：

回收泡沫塑料聚苯乙烯1000份；

木粉50份；

界面改性劑20份；

發(fā)泡劑1份；

成核劑5份；

白油50份；

抗沖改性劑100份；

抗氧劑3份；

其中：所述的回收泡沫塑料聚苯乙烯由上海英科實(shí)業(yè)有限公司提供；

所述的木粉為300目的東北榆、樟木、椴木、樺木或者竹粉按質(zhì)量比1:1:1:1:2組成的混合物；

所述的界面改性劑為馬來(lái)酸酐接枝的聚苯乙烯；

所述的成核劑為滑石粉、zro2按質(zhì)量比2:1組成的混合物；

所述的抗沖改性劑為高抗沖聚苯乙烯hips、聚烯烴彈性體poe、sebs按質(zhì)量比3:1:1組成的娥混合物；

所述的白油由上海英科實(shí)業(yè)有限公司提供；

所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺或者碳酸銨按質(zhì)量比8:1組成的混合物；

所述的抗氧劑為ao-80。

本實(shí)施例中，一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟：

按照配方，在控制轉(zhuǎn)速30r/min的密煉機(jī)中加入1000份回收泡沫塑料聚苯乙烯、50份木粉、20份界面改性劑、5份成核劑、1份發(fā)泡劑、50份白油、100份抗沖改性劑、3份抗氧劑，在溫度210℃，經(jīng)30r/min轉(zhuǎn)速下密煉10min，出料制成薄片，送粉碎機(jī)中造粒，經(jīng)注塑機(jī)成型制成產(chǎn)品。

進(jìn)一步，按gb/t1040-2006標(biāo)準(zhǔn)“塑料拉伸性能的測(cè)定”采用意大利galdabini公司sun500型進(jìn)行戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度測(cè)試，拉伸速度5mm/min，測(cè)得結(jié)果列于表1。

利用江都市精誠(chéng)測(cè)試儀器廠401a型熱氧老化測(cè)試儀上述所制樣條的熱老化性能進(jìn)行測(cè)試，設(shè)置烘箱溫度為70℃，每組選擇10-15根分別放置24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí)后分別取出測(cè)量拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，結(jié)果列于表1。

以上實(shí)施例1所得的戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能和耐熱氧老化性能。

實(shí)施例2

一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下：

回收泡沫塑料聚苯乙烯2000份；

木粉300份；

界面改性劑100份；

發(fā)泡劑30份；

成核劑50份；

白油200份；

抗沖改性劑1000份；

抗氧劑20份；

其中：所述的回收泡沫塑料聚苯乙烯由上海英科實(shí)業(yè)有限公司提供；

所述的木粉為100-300目的木荷、花梨木、酸棗木或者竹粉按質(zhì)量比2:2:1:1組成的多種混合物；

所述的界面改性劑為馬來(lái)酸酐接枝的聚苯乙烯、馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯按質(zhì)量比2:1組成的混合物；

所述的成核劑為滑石粉、納米al2o3按質(zhì)量比1:1組成的混合物；

所述的抗沖改性劑為高抗沖聚苯乙烯hips；

所述的白油由上海英科實(shí)業(yè)有限公司提供；

所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、碳酸氫鈉按質(zhì)量比10:1組成的混合物；

所述的抗氧劑為2，6-三級(jí)丁基-4-甲基苯酚、ao-80按質(zhì)量比1:2組成的混合物。

本實(shí)施例中，一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟：

按照配方，在控制轉(zhuǎn)速40r/min的密煉機(jī)中加入2000份回收泡沫塑料聚苯乙烯、300份木粉、100份界面改性劑、50份成核劑、30份發(fā)泡劑、200份白油、1000份抗沖改性劑、20份抗氧劑，在溫度200℃，經(jīng)30r/min轉(zhuǎn)速下密煉60min，出料制成薄片，送粉碎機(jī)中造粒，經(jīng)注塑機(jī)成型制成產(chǎn)品。

進(jìn)一步，按gb/t1040-2006標(biāo)準(zhǔn)“塑料拉伸性能的測(cè)定”采用意大利galdabini公司sun500型進(jìn)行戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度測(cè)試，拉伸速度5mm/min，測(cè)得結(jié)果列于表1。

表1聚苯乙烯復(fù)合材料的老化前后性能

利用江都市精誠(chéng)測(cè)試儀器廠401a型熱氧老化測(cè)試儀上述所制樣條的熱老化性能進(jìn)行測(cè)試，設(shè)置烘箱溫度為70℃，每組選擇10-15根分別放置24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí)后分別取出測(cè)量拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，結(jié)果列于表1。

以上實(shí)施例2所得的戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能和耐熱氧老化性能。

綜上所述，本發(fā)明的戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料本發(fā)明的一種戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料，經(jīng)發(fā)泡、木粉、界面改性劑、抗沖改性劑共同作用后，具有良好的力學(xué)性能。于溫度為70℃條件下熱老化24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí)后仍然具有良好的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。說(shuō)明，通過(guò)本方法制備的戶外用聚苯乙烯復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能和耐熱氧老化性能。

以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。