CN101747640B - 一种用于木塑的改性植物粉及其制备方法与应用 - Google Patents

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本发明公开了一种用于木塑的改性植物粉及其制备方法与应用。由如下重量份的组分组成：植物粉10～90重量份，接枝改性植物粉10～90重量份，偶联剂0.1～10重量份，分散剂0.1～20重量份，冲击改性剂0.5-10重量份。本发明的改性植物粉与热塑性树脂混合后可用于生产注塑级木塑复合材料，该木塑复合材料与木材相比，具有耐用、尺寸稳定性好、易成型、吸水性小、耐腐蚀；与塑料相比具有成本低、刚性高的特点。该木塑复合材料适合于生产电视机、打印机、复印机、电话机、音响等电器产品外壳。

Description

一种用于木塑的改性植物粉及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及木塑复合材料领域，具体地说，涉及一种用于木塑的改性植物粉及其制备技术与应用。
背景技术
木塑材料所用的木粉包括木屑粉、果壳粉、竹粉、秸杆粉、糠壳粉、其它农作物或植物茎叶粉等，其来源十分广阔且价格低廉，充分利用这些材料本身就是治理环境美化环境的的一种途径。
木塑复合材料是利用木粉和热塑性塑料为主要原料，加入一定量的添加剂后，经混合和挤出机加工后形成的一种新型复合材料。该材料可以缓解石油用量，同时大量使用了废弃的木屑粉，该材料的研制既能缓解现代社会对石油资源的消耗，又能减少木材资源的消耗，是保护环境和降低能耗的有效手段。木塑复合材料与木材相比，具有耐用、尺寸稳定性好、易成型、吸水性小、耐腐蚀；与塑料相比具有成本低、刚性高的特点。
目前现有木塑制备工艺主要以挤出成型、热压成型和挤压成型工艺为主，主要用于生产板材类制品，对于成型结构复杂的注射制件受到很大的制约，主要问题是由于加入大量的木粉的木塑复合材料流动性差，制件强度低，外观质量差。
发明内容
本发明的目的主要针对现有技术的不足，本发明涉及一种用于热塑性树脂的改性植物粉的制备方法。该改性植物粉与热塑性材料经双螺杆挤出机加工后可以制得注塑级木塑复合材料，可以用于生产电视机等家电外壳，也可以用于其它注射用制件。
为了实现上述目地，本发明采用如下技术方案：
一种用于木塑的改性植物粉，由如下重量份的组分组成：
植物粉                    10～90重量份
接枝改性植物粉            10～90重量份
偶联剂                    0.1～10重量份
分散剂                    0.1～20重量份
冲击改性剂                0.5-10重量份。
在上述改性植物粉中，所述植物粉为木屑粉、果壳粉、竹粉、秸杆粉、糠壳粉、植物茎叶粉或其它农作物等中的一种或几种的混合物。
在上述改性植物粉中，所述接枝改性植物粉为采用马来酸酐、邻苯二甲酸酐、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸缩水甘油脂对植物粉进行接枝改性后的植物粉。
在上述改性植物粉中，所述偶联剂优选为硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、铬化合物偶联剂、铝酸脂偶联剂、硼酸脂偶联剂、锆偶联剂、镁偶联剂中的一种或几种的混合物。
在上述改性植物粉中，所述分散剂优选为硬脂酸或其盐、液体石蜡、硅油、芥酸酰胺、油酸酰胺、N，N′-双乙撑硬脂酰胺、邻苯二甲酸二丁脂、邻苯二甲酸二乙脂、邻苯二甲酸二辛脂、对苯二甲酸二辛脂、油酸丁脂、己二酸二辛脂、壬二酸二辛脂、癸二酸二辛脂、磷酸三辛脂、磷酸三苯脂、磷酸三苄脂、环氧大豆油、环氧硬脂酸辛脂、己二酸丙二醇聚脂、癸二酸丙二醇聚酯、聚a-甲基苯乙烯、氯化石蜡、聚脂、聚酯油、烷基磺酸苯脂中的一种或几种的混合物。
在上述改性植物粉中，所述冲击改性剂优选为液体橡胶、聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、脲醛树脂中的一种或几种的混合物。
本发明的改性植物粉的制备方法，是将各组分在高混机中混合均匀，即可得到用于木塑的改性植物粉。本发明的改性植物粉与热塑性树脂混合后加入到挤出机中挤出造粒，即可得到注塑级的热塑性木塑复合材料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的改性植物粉与热塑性树脂混合后可用于生产注塑级木塑复合材料，该木塑复合材料与木材相比，具有耐用、尺寸稳定性好、易成型、吸水性小、耐腐蚀；与塑料相比具有成本低、刚性高的特点。该木塑复合材料适合于生产电视机、打印机、复印机、电话机、音响等电器产品外壳。
具体实施方式
实施例1
(1)100目马来酸酐接枝木粉的制备：
100目木粉(烘干)        100份
马来酸酐                2份
溶剂甲苯                250份
上述材料在反应器内90℃进行2～4小时反应后，木粉经过滤干燥后用甲苯抽提制得马来酸酐接枝改性木粉。
(2)改性植物粉的制备方法：
原料组分按重量份数计为：
100目木粉(烘干)              90份
100目马来酸酐接枝木粉(烘干)  10份
甲基三乙氧基硅烷             2份
液体石蜡                     5份
邻苯二甲酸二丁脂             2份
N，N′-双乙撑硬脂酰胺        1份
环氧树脂                     1份
上述材料在高混机中高速混合4～7分钟，转速在200～400转/分钟后，得到可以用于热塑性树脂的改性植物粉。
(3)注塑级聚丙烯木塑复合材料的制备
熔融指数为10克/10分钟的聚丙烯  100份
100目改性植物粉                10份
上述材料在高混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，加工温度控制在160～200℃，得到植物粉改性的注塑级聚丙烯木塑复合材料。
上述木塑复合材料经过检测的性能如下：
比重                    1.02
拉伸强度                23Mpa
伸长率                  7％
悬臂梁无缺口冲击强度    200J/m
弯曲强度                45MPa
弯曲模量                2300Mpa
熔融指数(200℃，5公斤)  8。
实施例2
(1)100目马来酸酐接枝木粉的制备：
100目木粉(烘干)         100份
马来酸酐                2份
溶剂甲苯                250份
上述反应器内90℃进行2～4小时后，木粉经过滤干燥后用甲苯抽提制得马来酸酐接枝改性木粉。
(2)改性植物粉的制备方法：
原料组分按重量份数计为：
100目木粉(烘干)                50份
100目马来酸酐接枝木粉(烘干)    50份
甲基三乙氧基硅烷               2份
液体石蜡                       5份
邻苯二甲酸二丁脂               10份
N，N′-双乙撑硬脂酰胺          5份
脲醛树脂                1份
上述材料在高混机中高速混合4～7分钟，转速在200～400转/分钟后，得到可以用于热塑性树脂的改性植物粉。
(3)注塑级聚丙烯木塑复合材料的制备
熔融指数为10克/10分钟聚丙烯  100份
100目改性植物粉              30份
抗氧剂1010                   0.2份
亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)脂  0.4份
上述材料在高混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，加工温度控制在160～200℃，得到木粉改性的注塑级聚丙烯木塑复合材料。
上述木塑复合材料经过检测的性能如下：
比重                    1.02
拉伸强度                21Mpa
伸长率                  2％
悬臂梁无缺口冲击强度    130J/m
弯曲强度                45MPa
弯曲模量                2500Mpa
熔融指数(200℃，5公斤)  3。
实施例3
(1)100目马来酸酐接枝木粉的制备
100目木粉(烘干)        100份
马来酸酐                2份
溶剂甲苯                250份
上述反应器内90℃进行2～4小时后，木粉经过滤干燥后用甲苯抽提制得马来酸酐接枝改性木粉。
(2)改性植物粉的制备方法
原料组分按重量份数计为：
100目木粉(烘干)                   10份
100目马来酸酐接枝木粉(烘干)       90份
三[(二辛氧)焦磷酰基]钛酸异丙脂    5份
硅油                              5份
环氧大豆油                        10份
芥酸酰胺                          5份
酚醛树脂                          1份
上述材料在高混机中高速混合4～7分钟，转速在200～400转/分钟后，得到可以用于热塑性树脂的改性植物粉。
(3)注塑级聚丙烯木塑复合材料的制备
熔融指数为10克/10分钟聚丙烯      100份
100目改性植物粉                  200份
抗氧剂1010                       0.2份
亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)脂      0.4份
上述材料在高混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，加工温度控制在160～200℃，得到植物粉改性的注塑级聚丙烯木塑复合材料。
上述木塑复合材料经过检测的性能如下：
比重                    1.22
拉伸强度                24Mpa
伸长率                  1％
悬臂梁无缺口冲击强度    70J/m
弯曲强度                50MPa
弯曲模量                2700Mpa
熔融指数(200℃，5公斤)  2。

Claims (6)

1.一种用于木塑的改性植物粉，其特征在于由如下重量份的组分组成：
Figure FSB00000801789200011
所述植物粉为木屑粉、果壳粉、竹粉、糠壳粉、植物茎叶粉或其它农作物中的一种或几种的混合物；
所述接枝改性植物粉为采用马来酸酐、邻苯二甲酸酐、丙烯酸酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯对植物粉进行接枝改性后的植物粉；
所述冲击改性剂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂中的一种或几种的混合物。
2.如权利要求1所述的改性植物粉，其特征在于所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铬化合物偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、锆偶联剂、镁偶联剂中的一种或几种的混合物。
3.如权利要求1所述的改性植物粉，其特征在于所述分散剂为硬脂酸或其盐、液体石蜡、硅油、芥酸酰胺、油酸酰胺、N，N′-双乙撑硬脂酰胺、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、油酸丁酯、己二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸三苄酯、环氧大豆油、 环氧硬脂酸辛酯、己二酸丙二醇聚酯、癸二酸丙二醇聚酯、聚 α-甲基苯乙烯、氯化石蜡、聚酯油、烷基磺酸苯酯中的一种或几种的混合物。
4.权利要求1所述的改性植物粉的制备方法，其特征是将各组分在高混机中混合均匀，即可得到用于木塑的改性植物粉。
5.权利要求1所述的改性植物粉在生产注塑级木塑产品中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述注塑级木塑产品为电器产品外壳。 
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