CN102504397A - 聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂及其应用和复合材料制备方法 - Google Patents
聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂及其应用和复合材料制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102504397A CN102504397A CN2011103878781A CN201110387878A CN102504397A CN 102504397 A CN102504397 A CN 102504397A CN 2011103878781 A CN2011103878781 A CN 2011103878781A CN 201110387878 A CN201110387878 A CN 201110387878A CN 102504397 A CN102504397 A CN 102504397A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- treating agent
- agricultural
- interface treating
- vilaterm
- unsaturated polyester
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
本发明提供一种能够提高聚乙烯与农林剩余物之间的粘结力、增强聚乙烯\农林剩余物复合材料的拉伸强度，且成本低廉的界面处理剂及其应用。以重量份计，本界面处理剂包括不饱和聚酯10-90％，引发剂为0.5-1.5％，其余为脲醛树脂胶黏剂。本界面处理剂的应用，是将农林剩余物干燥，施加脲醛树脂胶黏剂，陈化或干燥，再施加不饱和聚酯，然后在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加引发剂；界面处理剂用量为复合材料总重量的1％-8％。本发明还提供了一种制得的聚乙烯\农林剩余物复合材料的制备方法，即先将农林剩余物干燥，施加脲醛树脂胶黏剂，陈化或干燥，再施加不饱和聚酯，然后在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加引发剂；最后挤出制得复合材料；界面处理剂用量为复合材料总重量的1％-8％。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂及其应用和聚乙烯\农林剩余物复合材料制备方法。
背景技术
聚乙烯\农林剩余物复合材料是采用一定的复合途径将木粉(纤维)、木材加工剩余物或农作物秸秆等木质非木质单元和聚乙烯等热塑性高聚物复合制成的一种容易加工成型的新材料，它具有类似木质材料外观和可锯、刨、铆、钉，可降解等优点，并且还具有单一木材及木质复合材料所不及的性能，如各向同性、耐水、耐虫蛀、抗腐蚀、耐用性能等，在家具、建筑、工业、车辆船舶、包装运输等方面具有广阔的应用前景。该复合材料是木质复合材料中快速发展的领域，受到了世界科技界和工业界极大的关注。
木质或非木质单元主要由纤维素、半纤维素和木质素等高聚物组成，含有大量的羟基等极性基团和空隙。聚乙烯(PE)等热塑性高聚物或其回收物等，多为非极性或极性很弱。将木质非木质单元与塑料复合过程中，界面性质是控制复合材料强度的关键。国内外研究中认识到其界面处理的重要性，但主要采用的是传统合成树脂基复合材料中通用的相容剂如硅烷偶联剂等和马来酸酐接枝的聚烯烃衍生物等产品如马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚丙烯等。因为硅烷偶联剂等小分子容易渗透进入木质材料内部和受到木材中水分的作用而影响性能和成本。接枝马来酸酐类聚烯烃衍生物相容剂又受到马来酸酐接枝量和成本等的制约。这些相容剂及公开报道界面处理剂和方法虽然起到一定的作用，但价格高。聚乙烯等塑料与农林剩余物两者之间的作用问题仍然是制约材料性能的主要因素之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高聚乙烯与农林剩余物之间的粘结力、增强聚乙烯\农林剩余物复合材料的拉伸强度，且成本低廉的界面处理剂。
本发明的聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂，以重量份计，它包括不饱和聚酯10-90％，引发剂为0.5-1.5％，其余为脲醛树脂胶黏剂。
上述的界面处理剂，不饱和聚酯由不饱和二元酸、饱和二元酸(或酸酐)和二元醇(或多元醇)缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物的稀释液，其中稀释剂为乙烯基单体(苯乙烯或苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的混合物等)；优选，所述不饱和聚酯是由顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐与1，2-丙二醇经酯化缩聚形成，以苯乙烯为稀释剂的线型树脂。
上述的界面处理剂，所述不饱和聚酯选自邻苯型不饱和聚酯、间苯型不饱和聚酯或二甲苯型不饱和聚酯中的任意一种、两种或三种，例如，不饱和聚酯选自牌号为191、199、2068的三种不饱和聚酯中的任意一种、两种或三种。
上述的界面处理剂，脲醛树脂胶黏剂的重量含量为50-80％。
上述的界面处理剂，采用甲醛和尿素制备脲醛树脂胶黏剂，甲醛和尿素摩尔比为1.05-2，脲醛树脂胶黏剂粘度≥28mPa·S，pH＞7。优选，甲醛与脲醛摩尔比为1.5，粘度为35mPa·S。
上述的界面处理剂，引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、过硫酸铵、过氧化二异丙苯中的一种。
本发明的界面处理剂，选用不饱和聚酯、脲醛树脂、引发剂组成，原料来源广泛，成本低廉，把其用于复合材料，可以提高聚乙烯与农林剩余物之间的粘结力，增强复合材料的拉伸强度(试验显示复合材料拉伸强度达15MPa以上)。
本发明同时提供了一种聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂的应用方法，该方法操作简单、实施方便。
本聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂的应用，是将农林剩余物干燥至含水率低于5％，施加脲醛树脂胶黏剂，陈化或干燥，再施加不饱和聚酯，然后在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加引发剂；最后挤出制得复合材料；界面处理剂用量为复合材料总重量的1％-8％。优选，界面处理剂用量为复合材料总重量的5％；界面处理剂中，不饱和聚酯的重量含量为50％。
本发明还提供了一种制得的聚乙烯\农林剩余物复合材料的拉伸强度高、成本低廉，且制备方法简单的复合材料的制备方法。
本聚乙烯\农林剩余物复合材料制备方法，是在制备过程中使用上述的界面处理剂；先将农林剩余物干燥至含水率低于5％，施加脲醛树脂胶黏剂，陈化或干燥，再施加不饱和聚酯，然后在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加引发剂；最后挤出制得复合材料；界面处理剂用量为复合材料总重量的1％-8％(优选5％)。
上述的制备方法，聚乙烯与农林剩余物的重量比80∶20-40∶60；优选，聚乙烯采用高密度聚乙烯，高密度聚乙烯\农林剩余物重量比60∶40。
上述的制备方法，聚乙烯选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、不同密度聚乙烯的混合物、聚乙烯回收料中的一种或两种以上；农林剩余物选自木粉、木纤维、砂光粉、稻秸秆、麦秸秆、稻壳粉或其加工后的单元中的一种或两种以上。
本发明的制备方法制得的复合材料，扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达15MPa以上。
本发明针对上述技术问题，提出了聚乙烯\农林剩余物复合材料的界面处理剂组成、配比及其应用和复合材料的制备方法。
本发明的界面处理剂及其应用方法和制得的复合材料具有界面粘结力大，复合材料性能优异，同时原料易得，制造成熟，使用方便，价格低廉等显著优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明加以详细描述。
实施例1：
将木粉或木纤维等干燥至含水率低于5％以下，以高密度聚乙烯\农林剩余物(高密度聚乙烯与农林剩余物重量比80\20)复合材料总质量的3％计算得出需要的界面处理剂的总量；先施加界面处理剂50％质量的脲醛树脂(甲醛与脲醛摩尔比为1.3，粘度为28mPa·S)，陈化或干燥一段时间，再施加剩余界面处理剂49-49.5％质量的邻苯型不饱和聚酯(由顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐与1，2-丙二醇经酯化缩聚形成线型树脂，以苯乙烯为稀释)，在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加过氧化二苯甲酰引发剂0.5-1％，最后在挤出机上制造复合材料。扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达19MPa以上。
实施例2：
将稻\麦秸秆或其纤维等干燥至含水率低于5％以下，以低密度聚乙烯\农林剩余物(低密度聚乙烯与农林剩余物重量比70\30)复合材料总质量的3％计算得出需要的界面处理剂的总量；先施加界面处理剂50％质量的脲醛树脂(甲醛与脲醛摩尔比为1.2，粘度为38mPa·S)，陈化或干燥一段时间，再施加界面处理剂48.5-49％质量的邻苯型不饱和聚酯(牌号196)，在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加过氧化二苯甲酰引发剂1-1.5％，最后在挤出机上制造复合材料。扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达18MPa以上。
实施例3：
将木粉或砂光粉或稻\麦秸秆等干燥至含水率低于5％以下，以回收高密度聚乙烯\农林剩余物(回收高密度聚乙烯与农林剩余物重量比60\40)复合材料总质量的5％计算得出需要的界面处理剂的总量；先施加界面处理剂80％质量的脲醛树脂(甲醛与脲醛摩尔比为1.5，粘度为28mPa·S)，陈化或干燥一段时间，再施加界面处理剂49-49.5％质量的间苯型不饱和聚酯(牌号199)，在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加过氧化二苯甲酰引发剂0.5-1％，最后在挤出机上制造复合材料。扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达26MPa以上。
实施例4：
将木粉或稻\麦秸秆等干燥至含水率低于5％以下，以不同密度聚乙烯混合料\农林剩余物(聚乙烯与农林剩余物重量比50\50)复合材料总质量的8％计算得出需要的界面处理剂的总量；先施加界面处理剂60％质量的脲醛树脂(甲醛与脲醛摩尔比为1.05，粘度为36mPa·S)，陈化或干燥一段时间，再施加界面处理剂48.5-49％质量的二甲苯型不饱和聚酯(牌号2608)，在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加偶氮二异丁腈引发剂1-1.5％，最后在挤出机上制造复合材料。扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达20MPa以上。
实施例5：
将木粉或稻\麦秸秆等干燥至含水率低于5％以下，以聚乙烯\农林剩余物(聚乙烯与农林剩余物重量比40\60)复合材料总质量的3％计算得出需要的界面处理剂的总量；先施加界面处理剂60％质量的脲醛树脂(甲醛与脲醛摩尔比为1.2，粘度为42mPa·S)，陈化或干燥一段时间，再施加界面处理剂49-49.5％质量的邻苯型不饱和聚酯(牌号191)，在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加过硫酸铵等引发剂0.5-1％，最后在挤出机上制造复合材料。扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达15MPa以上。
实施例6：
将稻壳等干燥至含水率低于5％以下，以聚乙烯\农林剩余物(聚乙烯与农林剩余物重量比60\40)复合材料总质量的3％计算得出需要的界面处理剂的总量；先施加界面处理剂50％质量的脲醛树脂(甲醛与脲醛摩尔比为1.1，粘度为42mPa·S)，陈化或干燥一段时间，再施加界面处理剂49-49.5％质量的邻苯型不饱和聚酯(牌号191)，在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加过氧化二苯甲酰引发剂0.5-1％，最后在挤出机上制造复合材料。扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达17MPa以上。
实施例7：
将稻\麦秸秆或其纤维等干燥至含水率低于5％以下，以聚乙烯\农林剩余物(聚乙烯与农林剩余物重量比80\20)复合材料总质量的3％计算得出需要的界面处理剂的总量；先施加界面处理剂50％质量的脲醛树脂(甲醛与脲醛摩尔比为1.5，粘度为33mPa·S)，陈化或干燥一段时间，再施加界面处理剂49-49.5％质量的邻苯型不饱和聚酯(牌号196)，在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加过氧化二异丙苯引发剂0.5-1％，最后在挤出机上制造复合材料。扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达18MPa以上。
实施例8：
将稻壳等干燥至含水率低于5％以下，以聚乙烯\农林剩余物(聚乙烯与农林剩余物重量比60\40)复合材料总质量的3％计算得出需要的界面处理剂的总量；先施加界面处理剂50％质量的脲醛树脂(甲醛与脲醛摩尔比为1.3，粘度为29mPa·S)，陈化或干燥一段时间，再施加界面处理剂49-49.5％质量的邻苯型不饱和聚酯(牌号191)，在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加过氧化二苯甲酰引发剂0.5-1％，最后在挤出机上制造复合材料。扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达17MPa以上。
实施例9：
将稻壳等干燥至含水率低于5％以下，以聚乙烯\农林剩余物(聚乙烯与农林剩余物重量比70\30)复合材料总质量的1％计算得出需要的界面处理剂的总量；先施加界面处理剂50％质量的脲醛树脂(甲醛与脲醛摩尔比为1.4，粘度为42mPa·S)，陈化或干燥一段时间，再施加界面处理剂49-49.5％质量的邻苯型不饱和聚酯(牌号191)，在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加过氧化二苯甲酰引发剂0.5-1％，最后在挤出机上制造复合材料。扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达17MPa以上。
实施例10：
将农林剩余物(木粉，砂光粉，稻秸秆，麦秸秆，稻壳粉或其加工后的单元等)干燥至含水率低于5％以下，以高密度聚乙烯\农林剩余物(高密度聚乙烯与农林剩余物重量比60\40)复合材料总质量的5％计算得出需要的界面处理剂的总量；先施加界面处理剂50％质量的脲醛树脂(甲醛与脲醛摩尔比为1.5，粘度为35mPa·S)，陈化或干燥一段时间，再施加界面处理剂49-49.5％质量的邻苯型不饱和聚酯(牌号191)，在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加过氧化二苯甲酰等引发剂0.5-1％，最后在挤出机上制造复合材料。扫描电子显微镜断面观察显示界面作用好，粘结力大，拉伸强度达24MPa以上。
上述各实施例中，各种牌号不饱和聚酯可以混用，稀释剂可以互用。
Claims (10)
1.聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂，其特征是：以重量份计，它包括不饱和聚酯10-90％，引发剂为0.5-1.5％，其余为脲醛树脂胶黏剂。
2.如权利要求1所述的界面处理剂，其特征是：所述不饱和聚酯选自邻苯型不饱和聚酯、间苯型不饱和聚酯或二甲苯型不饱和聚酯中的任意一种、两种或三种。
3.如权利要求1所述的界面处理剂，其特征是：脲醛树脂胶黏剂的重量含量为50-80％。
4.如权利要求1所述的界面处理剂，其特征是：采用甲醛和尿素制备脲醛树脂胶黏剂，甲醛和尿素摩尔比为1.05-2，脲醛树脂胶黏剂粘度≥28mPa·S，pH＞7。
5.如权利要求1所述的界面处理剂，其特征是：引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、过硫酸铵、过氧化二异丙苯中的一种。
6.聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂的应用，其特征是：将农林剩余物干燥至含水率低于5％，施加脲醛树脂胶黏剂，陈化或干燥，再施加不饱和聚酯，然后在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加引发剂；最后挤出制得复合材料；界面处理剂用量为复合材料总重量的1％-8％。
7.如权利要求5所述界面处理剂的应用，其特征是：界面处理剂用量为复合材料总重量的5％；界面处理剂中，不饱和聚酯的重量含量为50％。
8.聚乙烯\农林剩余物复合材料制备方法，其特征是：在制备过程中使用权利要求1-4的任一种界面处理剂；先将农林剩余物干燥至含水率低于5％，施加脲醛树脂胶黏剂，陈化或干燥，再施加不饱和聚酯，然后在农林剩余物与聚乙烯混合过程中添加引发剂；最后挤出制得复合材料；界面处理剂用量为复合材料总重量的1％-8％。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征是：聚乙烯与农林剩余物的重量比80∶20-40∶60。
10.如权利要求8所述的制备方法，其特征是：聚乙烯选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、不同密度聚乙烯的混合物、聚乙烯回收料中的一种或两种以上；农林剩余物选自木粉、木纤维、砂光粉、稻秸秆、麦秸秆、稻壳粉或其加工后的单元中的一种或两种以上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011103878781A CN102504397A (zh) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂及其应用和复合材料制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011103878781A CN102504397A (zh) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂及其应用和复合材料制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102504397A true CN102504397A (zh) | 2012-06-20 |
Family
ID=46216535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011103878781A Pending CN102504397A (zh) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂及其应用和复合材料制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102504397A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107498680A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-12-22 | 河南安朝板材科技有限公司 | 绿色环保稻壳板材生产方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101798466A (zh) * | 2010-03-16 | 2010-08-11 | 龙海市奈特化工有限责任公司 | 一种天然纤维复合材料及其制备方法 |
-
2011
- 2011-11-30 CN CN2011103878781A patent/CN102504397A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101798466A (zh) * | 2010-03-16 | 2010-08-11 | 龙海市奈特化工有限责任公司 | 一种天然纤维复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 《第二届中国林业学术大会--S11木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集》 20091107 崔举庆等 丙烯酰胺-甲醛-尿素共聚木塑相容剂的制备与表征 142-146 1-10 , * |
| 崔举庆等: "丙烯酰胺-甲醛-尿素共聚木塑相容剂的制备与表征", 《第二届中国林业学术大会——S11木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集》 * |
| 范宏等: "木粉填充聚乙烯复合材料的研究", 《合成树脂及塑料》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107498680A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-12-22 | 河南安朝板材科技有限公司 | 绿色环保稻壳板材生产方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1934183B (zh) | 包含纤维素和聚合物组分的复合材料组合物 | |
| CN105670075B (zh) | 利用预处理农作物秸秆制备聚烯烃木塑复合材料的方法 | |
| Ayrilmis et al. | Fast growing biomass as reinforcing filler in thermoplastic composites: Paulownia elongata wood | |
| RU2437894C2 (ru) | Связующие агенты для наполненных натуральными волокнами полиолефинов и их композиций | |
| EP2163590B1 (en) | Wood adhesives comprising protein and oxazoline polymer or resin | |
| CN101967294B (zh) | 一种植物纤维聚氯乙烯塑料复合材料及其制备方法 | |
| Tang et al. | The preparation and application of a new formaldehyde-free adhesive for plywood | |
| Chavooshi et al. | Mechanical and physical properties of aluminum powder/MDF dust/polypropylene composites | |
| CN104004371B (zh) | 一种利用植物秸秆的新型木塑复合材料及其制成的成型板 | |
| JP7181617B2 (ja) | 結合材料 | |
| CN107652533A (zh) | 一种植物纤维填充改性聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| Hu et al. | Influence of ammonium lignosulfonate on the mechanical and dimensional properties of wood fiber biocomposites reinforced with polylactic acid | |
| Ghofrani et al. | A study on rice-husk/recycled high density polyethylene composites–their physical and mechanical properties | |
| CA2612173C (en) | Adhesive composition and method | |
| CN101565522B (zh) | 动态硫化塑木复合材料及其制备方法 | |
| CN102321377A (zh) | 一种防霉变塑木装饰板材及其制备方法 | |
| Papadopoulou et al. | Particleboards from agricultural lignocellulosics and biodegradable polymers prepared with raw materials from natural resources | |
| Behzad et al. | Impacts of wood preservative treatments on some physico-mechanical properties of wood flour/high density polyethylene composites | |
| CN101333321A (zh) | 一种接枝共聚物作为相容剂制备pvc基木塑复合材料的方法 | |
| Kajaks et al. | Recycled thermoplastic polymer hot melts utilization for birch wood veneer bonding | |
| CN106497118B (zh) | 一种木塑复合材料、其制备方法及由该复合材料制成的成型板 | |
| CN102504397A (zh) | 聚乙烯\农林剩余物复合材料界面处理剂及其应用和复合材料制备方法 | |
| CN102417687B (zh) | 一种改性耐冲击性聚苯乙烯复合材料及其制备工艺 | |
| CN102875913B (zh) | 一种pvc木塑复合材料 | |
| Bekhta et al. | Effects of Different Kinds of Coating Materials on Properties of Flat Pressed WPC Panels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120620 |