发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处提供一种动态硫化塑木复合材料,该复合塑木材料具有优良的强度、韧性,表面硬度、耐刮擦性和耐候性。
本发明的另一个目的是提供该动态硫化塑木复合材料的制备方法。
一种动态硫化塑木复合材料,其特征在于该塑木复合材料由下列组分组成:
(A)100重量份的聚烯烃塑料;
(B)10-200重量份的天然纤维;
(C)1-30重量份的SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SEBS(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、EPDM(三元乙丙胶)或POE(乙烯辛烯共聚弹性体)中的一种;
(D)0.01-2重量份的交联剂;
(E)0.01-5重量份的交联助剂;
(F)0.1-10重量份的加工助剂;
将上述各组分经过熔融共混、动态硫化反应,形成塑木复合材料。
上述动态硫化塑木复合材料优选由下列组分组成:
(A)100重量份的聚烯烃塑料;
(B)50-200重量份的天然纤维;
(C)5-30重量份的SIS、SBS、SEBS、EPDM或POE中的一种;
(D)0.1-2重量份的交联剂;
(E)0.5-4重量份的交联助剂;
(F)0.5-6重量份的加工助剂;
上述各组分经过熔融共混、动态硫化反应,形成塑木复合材料。
上述聚烯烃塑料可以是均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯塑料或它们的任意混合物,如:燕山聚丙烯8303、B8101,上海赛科K8003,扬子石化F401;高密度聚乙烯如:齐鲁DGDA6098、扬子石化5000S、大庆2200J、抚顺的2911、独山子的HD6070EA;低密度聚乙烯如:大庆和巴斯夫的2426H、燕山的1C7A、LD605等;线型低密度聚乙烯如:扬子石化、兰州石化、吉林石化、中原乙烯的DFDA7042,上海赛科的LL0209AA等。聚烯烃塑料可以采用废弃的回收塑料,也可以是新料,或者是回收塑料与新料的混合物。
所述天然纤维可以是谷糠、木粉、竹粉、秸杆或果壳中的一种或几种混合物。
所述的交联剂可以是2、5二甲基-2、5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二乙丙苯、过氧化叔丁基、二叔丁基过氧化物或过氧化苯甲酰。
所述的交联助剂可以是二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三烯丙基氰尿酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、间苯基二马来酰亚胺或三羟甲基二烯丙基醚。
所述的加工助剂可以是脂肪酸(如:硬脂酸)或脂肪酸盐(如:硬脂酸钙、硬脂酸锌),聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡、酰胺类化合物(如:油酸酰胺、芥酸酰胺等)、马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧剂(如:气巴抗氧剂1010、1076、1098、168、DLTP等)、光稳定剂(如:气巴UV326、944、770)中的一种或它们的任意混合物。
上述动态硫化塑木复合材料的制备方法,该方法包括以下步骤:
步骤一:将A、B、C、D、E、F各组分充分混匀;
步骤二:将步骤一混匀的物料熔融共混,进行动态硫化反应,挤出造粒;动态硫化反应的工艺为:熔体温度110-230℃,螺杆转速50-800转/分钟,反应时间1-15分钟。
本发明采用动态硫化反应解决了聚烯烃材料的力学性能不高,特别是回收塑料的力学性能更低,聚烯烃材料与天然纤维结合力低,简单混合难以实现塑木复合材料的高性能化的问题。
本发明的有益效果:本发明动态硫化塑木复合材料拉伸强度可高达31.6MPa、弯曲模量可达2180MPa、缺口冲击强度可高达13kj/m2、洛氏硬度可达102R、耐刮擦性和老化性能可达2级和2,具有良好的强度、韧性、表面硬度、耐刮擦性能、耐老化性能。动态硫化反应通过分子链的交联反应将聚烯烃材料形成网络结构可以将天然纤维材料进行包覆,大大增加了聚烯烃塑料与纤维材料的结合力,可以提高复合材料的力学性能50-350%、耐老化性能100-500%、洛氏硬度30-70%、耐刮擦性能50-250%,显著提升了塑木复合材料的承载能力、使用性能和性价比。本发明提高了塑木复合材料的综合性能和使用的安全性,可以作为结构件、功能件广泛用于建筑、园林、运输、室内外装饰、地板、家具等领域,大大拓展了塑木复合材料应用领域和范围。
具体实施方式
实施例1
配方:
(A)100重量份的燕山石化聚丙烯K8303;
(B)10重量份的谷糠;
(C)1重量份的SIS;
(D)2重量份的交联剂2、5二甲基-2、5-双(叔丁基过氧基)己烷;
(E)0.01重量份的交联助剂二乙烯基苯;
(F)0.1重量份的加工助剂聚乙烯蜡。
上述动态硫化塑木复合材料的制备方法,其步骤为:
步骤一:将A、B、C、D、E、F各组分用高速混合机高速搅拌混匀;
步骤二:用双螺杆挤出机熔融共混,进行动态硫化反应,挤出造粒:熔体温度230℃,螺杆转速50转/分钟,反应时间15分钟,即得动态硫化塑木复合材料。
实施例2
配方:
(A)100重量份的上海赛科K8003聚丙烯塑料;
(B)200重量份的秸杆;
(C)30重量份的SBS;
(D)0.1重量份的交联剂过氧化二乙丙苯;
(E)4重量份的交联助剂邻苯二甲酸二烯丙酯;
(F)6重量份的加工助剂马来酸酐接枝聚乙烯。
制备方法:
上述动态硫化塑木复合材料的制备方法,其步骤为:
步骤一:将A、B、C、D、E、F各组分用高速混合机高速充分混匀;
步骤二:用双螺杆挤出机进行动态硫化反应,挤出造粒:熔体温度110℃,螺杆转速800转/分钟,反应时间1分钟。
实施例3
配方:
(A)100重量份的中原乙烯DFDA7042线性低密度聚乙烯塑料;
(B)50重量份的果壳;
(C)5重量份的SEBS;
(D)2重量份的交联剂过氧化叔丁基;
(E)0.5重量份的交联助剂三烯丙基氰尿酸酯;
(F)0.5重量份的加工助剂硬脂酸钙。
制备方法:
上述动态硫化塑木复合材料的制备方法,其步骤为:
步骤一:将A、B、C、D、E、F各组分用高速混合机高速搅拌充分混匀;
步骤二:用双螺杆挤出机熔融共混,进行动态硫化反应,挤出造粒:熔体温度200℃,螺杆转速600转/分钟,反应时间5分钟。
实施例4
配方:
(A)100重量份的齐鲁石化DGDA6098高密度聚乙烯塑料;
(B)10重量份的天然纤维木粉和竹粉1∶1混合物;
(C)1重量份的EPDM;
(D)0.01重量份的交联剂二叔丁基过氧化物;
(E)0.01重量份的交联助剂二甲基丙烯酸乙二醇酯;
(F)10重量份的油酸酰胺和芥酸酰胺1∶1的混合物;
制备方法:
上述动态硫化塑木复合材料的制备方法,其步骤为:
步骤一:将A、B、C、D、E、F各组分用高速混合机高速搅拌充分混匀;
步骤二:用连续密炼机熔融共混,进行动态硫化反应,挤出造粒:熔体温度150℃,螺杆转速200转/分钟,反应时间10分钟。
实施例5
配方:
(A)100重量份的巴斯夫的2426H低密度聚乙烯塑料;
(B)150重量份的谷糠、木粉、竹粉、秸杆和果壳按重量比1∶1∶2∶1∶2的混合物;
(C)15重量份的POE;
(D)1.5重量份的交联剂过氧化苯甲酰;
(E)5重量份的交联助剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;
(F)0.1重量份的聚乙烯蜡、气巴精化抗氧剂1010和UV326按重量比1∶3∶2的混合物。
制备方法:
上述动态硫化塑木复合材料的制备方法,其步骤为:
步骤一:将A、B、C、D、E、F各组分用高速混合机或搅拌机充分混匀;
步骤二:用双螺杆挤出机熔融共混,进行动态硫化反应,挤出造粒:熔体温度150℃,螺杆转速600转/分钟,反应时间10分钟。
实施例6
一种动态硫化塑木复合材料,其特征在于该动态硫化塑木复合材料由下列各组分组成:
(A)100重量份的燕山聚丙烯B8101,扬子石化F401,独山子的HD6070EA,巴斯夫的2426H、中原乙烯的DFDA7042聚乙烯按重量比3∶1∶1∶1∶1的混合物。
(B)180重量份的谷糠和秸杆按重量比1∶1的混合物;
(C)3重量份的POE;
(D)0.05重量份的交联剂过氧化苯甲酰;
(E)4重量份的交联助剂间苯基二马来酰亚胺;
(F)0.5重量份的气巴抗氧剂1098。
制备方法:
上述动态硫化塑木复合材料的制备方法,其步骤为:
步骤一:将A、B、C、D、E、F各组分用搅拌机充分混匀;
步骤二:用双螺杆挤出机熔融共混,进行动态硫化反应,挤出造粒:熔体温度120℃,螺杆转速100转/分钟,反应时间13分钟。
实施例7
一种动态硫化塑木复合材料,其特征在于该动态硫化塑木复合材料由下列各组分组成:
(A)100重量份的上海赛科K8003,齐鲁D6DA6098、燕山的1C7A按重量比2∶2∶1的混合物。
(B)40重量份的谷糠和秸杆的混合物;
(C)15重量份的POE;
(D)0.5重量份的交联剂过氧化苯甲酰;
(E)0.5重量份的交联助剂间苯基二马来酰亚胺;
(F)8重量份的油酸酰胺、气巴抗氧剂1010和气巴UV326按重量比1∶2∶2的混合物。
制备方法:
上述动态硫化塑木复合材料的制备方法,其步骤为:
步骤一:将A、B、C、D、E、F各组分用高速混合机或搅拌机充分混匀;
步骤二:用双螺杆挤出机熔融共混,进行动态硫化反应,挤出造粒;动态硫化反应工艺为:熔体温度180℃,螺杆转速500转/分钟,反应时间6分钟。
对比例
一种普通的塑木复合材料,由下列组分组成:
(A)100重量份的扬子石化5000S;
(B)120重量份的木粉;
(C)2重量份的硬脂酸钙、抗氧剂1010、光稳定剂326按重量比1∶1∶1的混合物。
制备方法:
上述塑木复合材料的制备方法,其步骤为:
步骤一:将A、B、C各组分用高速混合机或搅拌机充分混匀;
步骤二:用双螺杆挤出机熔融共混,挤出造粒;工艺为:熔体温度180℃,螺杆转速300转/分钟。
实施例和对比例所得复合材料的性能检测结果见表一
表一