CN104629396A - 耐候性好的环保木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了耐候性好的环保木塑复合材料及其制备方法，它包括按重量份计：30-50份的马铃薯、40-60份的水草、35-55份的稻草、20-30份的甘蔗、15-20份的中性硅酮胶、10-20份的PP、5-10份的HDPE、0.2-0.6份的偶联剂、0.4-1.5份的增塑剂和0.05-0.3份的着色剂。本发明的有益效果是加入中性硅酮胶提高木材和塑料的结合程度以及耐候性，得到的产品在环保、成形性、耐候性。抗冲击、抗弯曲方面都优于现有的木塑复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及木塑复合材料，尤其涉及耐候性好的环保木塑复合材料及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料是国内外近年兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等热塑性塑料，代替树脂胶粘剂，与一定数量的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合而成的新型木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材，是天然木材的优良替代品。木塑复合材料具有木材和塑料的双重特性，尺寸稳定性好，又能充分利用废弃的植物纤维和废旧塑料，减少环境污染，所以被广泛应用于室内装修及户外使用。
但现有的木塑复合材料其耐候性不尽如人意，一般都需要加入着色剂来提高耐候性，如果加入的是无机着色剂，那么得到的产品耐晒，耐热，耐候，耐溶剂性好，遮盖力强，但色谱不十分齐全，着色力低，颜色鲜艳度差，部分金属盐和氧化物毒性大；如果采用有机着色剂，那么得到的产品色彩鲜明，着色力强；无毒性，但部分品种的耐光、耐热、耐溶剂和耐迁移性往往不如无机颜料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的木塑复合材料在耐候性方面性能较差，即使加入着色剂改善的效果也很有限，为此提供一种耐候性好的环保木塑复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案是：耐候性好的环保木塑复合材料，它包括按重量份计：30-50份的玉米杆、40-60份的秸秆、35-55份的稻草、20-30份的谷糠、15-20份的中性硅酮胶、10-20份的PP、5-10份的HDPE、0.2-0.6份的偶联剂、0.4-1.5份的增塑剂和0.05-0.3份的着色剂。
耐候性好的环保木塑复合材料的制备方法，它包括以下步骤：（1）、将30-50份的玉米杆、40-60份的秸秆、35-55份的稻草、20-30份的谷糠放入烘干机内在60-70℃下进行脱水干燥10-20min，再放入搅拌机内搅拌30-45min，过80-100目筛网得到混合植物纤维；（2）、将混合植物纤维与10-20重量份的PP和5-10重量份的HDPE放入离心机内离心5-10min，期间分2次加入15-20重量份的中性硅酮胶得到植物、塑料混合体；（3）、将植物、塑料混合体和0.2-0.6重量份的偶联剂置于混合机中冷混12-18min，搅拌转速控制在250-300rpm，温度控制在95-100℃；（4）、将混合物料运至平行双螺旋挤出机中进行第一次造粒，在造粒温度为165-180℃，主机转速为200-280rpm条件下，得到木塑粒子；（5）将所得木塑粒子与0.4-1.5重量份的增塑剂和0.05-0.3重量份的着色剂置于混合机中冷混20-25min，搅拌转速控制在250-300rpm，温度控制在70-76℃，混合均匀；（6)将步骤（5）中的混合物，运至平行双螺旋挤出机进行再造粒，造粒温度为160-190℃，主机转速为300-400rpm，得到初材料；（7）将所得初材料运至锥形双螺旋杆挤出机，在温度为150-170℃、螺杆转速为40～60rpm，加料机转速为30～50rpm条件下挤出成型。
上述方案中所述偶联剂是硅烷偶联剂，所述增塑剂是乙烯丙烯酸丁酯羧基共聚物。
本发明的有益效果是加入中性硅酮胶提高木材和塑料的结合程度以及耐候性，得到的产品在环保、成形性、耐候性。抗冲击、抗弯曲方面都优于现有的木塑复合材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：耐候性好的环保木塑复合材料，它包括按重量份计：30份的玉米杆、40份的秸秆、35份的稻草、20份的谷糠、15份的中性硅酮胶、10份的PP、5份的HDPE、0.2份的硅烷偶联剂、0.4份的乙烯丙烯酸丁酯羧基共聚物和0.05份的着色剂。
耐候性好的环保木塑复合材料的制备方法，它包括以下步骤：（1）、将30份的玉米杆、40份的秸秆、35份的稻草、20份的谷糠放入烘干机内在60℃下进行脱水干燥10min，再放入搅拌机内搅拌30min，过80目筛网得到混合植物纤维；（2）、将混合植物纤维与10重量份的PP和5重量份的HDPE放入离心机内离心5min，期间分2次加入15重量份的中性硅酮胶得到植物、塑料混合体；（3）、将植物、塑料混合体和0.2重量份的硅烷偶联剂置于混合机中冷混12min，搅拌转速控制在250rpm，温度控制在95℃；（4）、将混合物料运至平行双螺旋挤出机中进行第一次造粒，在造粒温度为165℃，主机转速为200rpm条件下，得到木塑粒子；（5）将所得木塑粒子与0.4重量份的乙烯丙烯酸丁酯羧基共聚物和0.05重量份的着色剂置于混合机中冷混20min，搅拌转速控制在250rpm，温度控制在70℃，混合均匀；（6)将步骤（5）中的混合物，运至平行双螺旋挤出机进行再造粒，造粒温度为160℃，主机转速为300rpm，得到初材料；（7）将所得初材料运至锥形双螺旋杆挤出机，在温度为150℃、螺杆转速为40rpm，加料机转速为30rpm条件下挤出成型。
实施例2：耐候性好的环保木塑复合材料，它包括按重量份计：40份的玉米杆、50份的秸秆、45份的稻草、25份的谷糠、17份的中性硅酮胶、15份的PP、8份的HDPE、0.4份的硅烷偶联剂、1.2份的乙烯丙烯酸丁酯羧基共聚物和0.25份的着色剂。
耐候性好的环保木塑复合材料的制备方法，它包括以下步骤：（1）、将40重量份的玉米杆、50重量份的秸秆、45重量份的稻草和25重量份的谷糠放入烘干机内在65℃下进行脱水干燥15min，再放入搅拌机内搅拌38min，过90目筛网得到混合植物纤维；（2）、将混合植物纤维与15重量份的PP和8重量份的HDPE放入离心机内离心8min，期间分2次加入17重量份的中性硅酮胶得到植物、塑料混合体；（3）、将植物、塑料混合体和0.4重量份的硅烷偶联剂置于混合机中冷混15min，搅拌转速控制在275rpm，温度控制在97℃；（4）、将混合物料运至平行双螺旋挤出机中进行第一次造粒，在造粒温度为170℃，主机转速为250rpm条件下，得到木塑粒子；（5）将所得木塑粒子与1.2重量份的乙烯丙烯酸丁酯羧基共聚物和0.25重量份的着色剂置于混合机中冷混22min，搅拌转速控制在285rpm，温度控制在73℃，混合均匀；（6)将步骤（5）中的混合物，运至平行双螺旋挤出机进行再造粒，造粒温度为175℃，主机转速为350rpm，得到初材料；（7）将所得初材料运至锥形双螺旋杆挤出机，在温度为160℃、螺杆转速为50rpm，加料机转速为40rpm条件下挤出成型。
实施例3：耐候性好的环保木塑复合材料，它包括按重量份计： 50份的玉米杆、60份的秸秆、55份的稻草、30份的谷糠、20份的中性硅酮胶、20份的PP、10份的HDPE、0.6份的硅烷偶联剂、1.5份的乙烯丙烯酸丁酯羧基共聚物和0.3份的着色剂。
耐候性好的环保木塑复合材料的制备方法，它包括以下步骤：（1）、将50重量份的玉米杆、60重量份的秸秆、55重量份的稻草和30重量份的谷糠放入烘干机内在70℃下进行脱水干燥20min，再放入搅拌机内搅拌45min，过100目筛网得到混合植物纤维；（2）、将混合植物纤维与20重量份的PP和10重量份的HDPE放入离心机内离心10min，期间分2次加入20重量份的中性硅酮胶得到植物、塑料混合体；（3）、将植物、塑料混合体和0.6重量份的硅烷偶联剂置于混合机中冷混18min，搅拌转速控制在300rpm，温度控制在100℃；（4）、将混合物料运至平行双螺旋挤出机中进行第一次造粒，在造粒温度为180℃，主机转速为280rpm条件下，得到木塑粒子；（5）将所得木塑粒子与1.5重量份的乙烯丙烯酸丁酯羧基共聚物和0.3重量份的着色剂置于混合机中冷混25min，搅拌转速控制在300rpm，温度控制在76℃，混合均匀；（6)将步骤（5）中的混合物，运至平行双螺旋挤出机进行再造粒，造粒温度为190℃，主机转速为400rpm，得到初材料；（7）将所得初材料运至锥形双螺旋杆挤出机，在温度为170℃、螺杆转速为60rpm，加料机转速为50rpm条件下挤出成型。
HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130℃，相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。但其耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，为了弥补该缺点加入中性硅酮胶以特定的工艺提高木塑复合材料的耐候性指标。
将本发明实施例1-3制得的产品记为A1、A2和A3，和现有的木塑复合材料记为D1做理化对比试验，所得数据如下：
| 性能指标 | A1 | A2 | A3 | D1 |
| 拉伸强度 | 40MPa | 42MPa | 41MPa | 20MPa |
| 弯曲强度 | 62 | 65 | 63 | 38 |
| 28天吸水率 | 1.20% | 1.10% | 1.40% | 7% |
| I-zod抗冲击强度 | 15KJ/m2 | 16KJ/m2 | 14KJ/m2 | 9KJ/m2 |
可见本发明制得的产品在各项性能指标上均优于现有的产品。将A1、A2、A3和D1样本放入耐候试验箱中进行耐候试验，利用氙灯模拟阳光照射的效果，利用冷凝湿气模拟雨水和露水，被测材料放置在一定温度下的光照和潮气交替的循环程序中进行测试，结果如下表：
| 实验条件 | A1 | A2 | A3 | D1 |
| 氙灯照射100h | 无明显变化 | 无明显变化 | 无明显变化 | 出现老化 |
| 释放冷凝湿气30h | 无明显变化 | 无明显变化 | 无明显变化 | 出现老化 |
| 氙灯照射100h-释放冷凝湿气30h循环100次 | 出现老化 | 出现老化 | 出现老化 | 老化明显 |
可见本发明制得的木塑复合材料在耐候性方面远远超过现有的木塑复合材料。
Claims (3)
1.耐候性好的环保木塑复合材料，其特征是它包括按重量份计：30-50份的玉米杆、40-60份的秸秆、35-55份的稻草、20-30份的谷糠、15-20份的中性硅酮胶、10-20份的PP、5-10份的HDPE、0.2-0.6份的偶联剂、0.4-1.5份的增塑剂和0.05-0.3份的着色剂。
2.如权利要求1所述的耐候性好的环保木塑复合材料的制备方法，其特征是它包括以下步骤：（1）、将30-50重量份的玉米杆、40-60重量份的秸秆、35-55重量份的稻草和20-30重量份的谷糠放入烘干机内在60-70℃下进行脱水干燥10-20min，再放入搅拌机内搅拌30-45min，过80-100目筛网得到混合植物纤维；（2）、将混合植物纤维与10-20重量份的PP和5-10重量份的HDPE放入离心机内离心5-10min，期间分2次加入15-20重量份的中性硅酮胶得到植物、塑料混合体；（3）、将植物、塑料混合体和0.2-0.6重量份的偶联剂置于混合机中冷混12-18min，搅拌转速控制在250-300rpm，温度控制在95-100℃；（4）、将混合物料运至平行双螺旋挤出机中进行第一次造粒，在造粒温度为165-180℃，主机转速为200-280rpm条件下，得到木塑粒子；（5）将所得木塑粒子与0.4-1.5重量份的增塑剂和0.05-0.3重量份的着色剂置于混合机中冷混20-25min，搅拌转速控制在250-300rpm，温度控制在70-76℃，混合均匀；（6)将步骤（5）中的混合物，运至平行双螺旋挤出机进行再造粒，造粒温度为160-190℃，主机转速为300-400rpm，得到初材料；（7）将所得初材料运至锥形双螺旋杆挤出机，在温度为150-170℃、螺杆转速为40～60rpm，加料机转速为30～50rpm条件下挤出成型。
3.如权利要求2所述的耐候性好的环保木塑复合材料的制备方法，其特征是所述偶联剂是硅烷偶联剂，所述增塑剂是乙烯丙烯酸丁酯羧基共聚物。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104893074A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-09 | 王宏城 | 一种新型高性能pe打包带母料的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102942797A (zh) * | 2012-10-17 | 2013-02-27 | 广西大学 | 一种植物纤维木塑复合材料及其制备方法 |
| CN103819801A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-05-28 | 福建师范大学 | 一种聚烯烃基木塑复合材料及其制备方法 |
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