CN104725800B - 木粉填充pet复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木粉填充PET复合材料及其制备方法，所述木粉填充PET复合材料，由以下重量份的原料组成：50‑70份PET、30‑50份木粉、4‑8份偶联相容剂、0.5‑1.5份扩链剂。本发明的木粉填充PET复合材料的冲击强度、弯曲强度和弹性率得到大幅度提高，能够满足多种场合的生产工艺和使用性能的要求。
Description
技术领域：
本发明涉及一种木塑材料及其制备方法，特别是一种木粉填充PET复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着全球经济发展，近20多年来塑料的用量急速上升，废旧塑料垃圾对环境造成的污染也日益严重。同时森林资源被大量砍伐，已对生态环境造成极大的破坏。因此保护森林资源，保护生态环境已成为新世纪人类共同追求的目标。
木塑复合材料(WoodPlasticsComposites，简称WPC)是用木粉、木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料，兼有木材和塑料的成本和性能的优点，经成型可得到型材、板材或其他制品，具有质量轻，成本低，对设备磨损小，环保等优点。
聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-OCH2-CH2OCOC6H4CO-英文名：polyethylene terephthalate，简称PET，为高聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。PET是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。
发明内容：
针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种木粉填充PET复合材料。
本发明所要解决的技术问题之二是提供上述木粉填充PET复合材料的制备方法。
本发明的技术问题，是通过下述技术方案得以实现的：
一种木粉填充PET复合材料，由以下重量份的原料组成：50-70份PET、30-50份木粉、4-8份偶联相容剂、0.5-1.5份扩链剂。
所述偶联相容剂为芥酸酰胺、MA-g-PP相容剂、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和MA-g-PE相容剂中的一种或其混合物。
所述扩链剂为2,2'-双(2-恶唑啉)、1,3-苯撑-双(2-恶唑啉)、聚碳化二亚胺、1，3-双(2-恶唑啉基)苯、1,4-双(2-恶唑啉)、2,2-双(5,6-2H-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、亚磷酸三苯酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯中的一种或其混合物。
优选地，所述扩链剂由下述重量百分比的组分组成：2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉40-60％、亚磷酸三苯酯20-30％、甲苯-2,4-二异氰酸酯20-30％。
优选地，控制木粉含水量为0.2-0.8wt％。
具体的，在本发明中：
芥酸酰胺，英文名称:Erucylamide；cis-13-Docosenoamide；(Z)-13-Docosenamide，CAS NO.112-84-5。
MA-g-PP相容剂，称为：马来酸酐接枝聚丙烯，又称：马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物。其商业牌号有：Epolene-43、Epolene G-3003、Youmex1010、科聚亚公司的Polybond 3200。
3-氨基丙基三甲氧基硅烷，CAS No:13822-56-5。
MA-g-PE相容剂，称为马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物。其商业牌号有：科聚亚公司的Polybond 3009、Youmex CA60。
2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉，CAS号：34052-90-9；
亚磷酸三苯酯，CAS号：101-02-0；
甲苯-2,4-二异氰酸酯，CAS号：584-84-9。
采用本行业通用的方法，即可制得本发明的木粉填充PET复合材料。
本发明还提供了一种木粉填充PET复合材料的制备方法：
(1)将偶联相容剂加入木粉中，在60-90℃搅拌均匀，制得改性木粉；
(2)将改性木粉、扩链剂与PET混合，在密炼机中共混，制得本发明的木粉填充PET复合材料。
优选的，
所述木粉为松木粉、杨木粉、柳桉木粉、刺柏木粉或杉木粉。
所述木粉粒径为50-200目。
所述步骤(2)中，170-190℃下在密炼机中共混10-20min，密炼机转速50-100rpm。
本发明的木粉填充PET复合材料的冲击强度、拉伸强度和模量得到大幅度提高，能够满足多种场合的生产工艺和使用性能的要求。
具体实施方式：
下面实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
以下实施例和对比例所用PET为美国舒尔曼公司注塑级牌号：cg007-94031PET；木粉为松木粉(含水量为0.6wt％)，粒径70-80目；MA-g-PP相容剂，科聚亚公司的Polybond 3200；MA-g-PE相容剂，科聚亚公司的Polybond 3009。
实施例1-4
按表1对应实施例1-4数据称取各原料。
(1)将MA-g-PP相容剂加入到木粉中，在80℃搅拌均匀，制得改性木粉；
(2)将改性木粉、扩链剂与PET混合，175℃下在Haake密炼机中共混15min，密炼机转速80rpm，制得木粉填充PET复合材料。
随后在平板硫化仪上压片制备标准样条，进行性能测试。测试结果如表2所示。
对比例1
按表1对应的对比例1数据称取各原料。
(1)将MA-g-PP相容剂加入到木粉中，在80℃搅拌均匀，制得改性木粉；
(2)将改性木粉与PET混合，175℃下在Haake密炼机中共混15min，密炼机转速80rpm，制得木粉填充PET复合材料。
在平板硫化仪上压片制备标准样条，进行性能测试。测试结果如表2。
表1：木粉填充PET复合材料配方表单位：公斤
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | |
| PET | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| 木粉 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| MA-g-PP相容剂 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | - | - |
| 亚磷酸三苯酯 | 0.25 | 0.5 | - | 0.5 | - |
| 甲苯-2,4-二异氰酸酯 | 0.25 | - | 0.5 | 0.5 | - |
表2：测试结果表
| 冲击强度，KJ/m2 | 弯曲强度，MPa | 弹性率，×104kg·cm/cm2 | |
| 实施例1 | 6.3 | 42.9 | 3.6 |
| 实施例2 | 5.7 | 40.2 | 3.1 |
| 实施例3 | 5.5 | 41.2 | 3.3 |
| 实施例4 | 5.6 | 40.9 | 3.2 |
| 对比例1 | 5.3 | 38.2 | 2.9 |
从表2可以看出，
比较实施例1-4与对比例1，添加扩链剂的木粉填充PET复合材料与未添加复扩链剂的木粉填充PET复合材料相比，具有良好的冲击强度、弯曲强度和弹性率。
比较实施例1与实施例2-4，采用本发明的三种扩链剂复配的木粉填充PET复合材料与任意两种复配处理的木粉填充PET复合材料相比，具有更好的冲击强度、弯曲强度和弹性率。
因此，本发明制备的木粉填充PET复合材料具有优良的综合性能，能够满足多种场合成型工艺和使用性能的要求。
Claims (5)
1.一种木粉填充PET复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：50-70份PET、30-50份木粉、4-8份偶联相容剂、0.5-1.5份扩链剂；
所述扩链剂由下述重量百分比的组分组成：2,2'‐(1,3‐亚苯基)‐二恶唑啉40‐60％、亚磷酸三苯酯20‐30％、甲苯‐2,4‐二异氰酸酯20‐30％。
2.如权利要求1所述的木粉填充PET复合材料，其特征在于，所述偶联相容剂为芥酸酰胺、MA-g-PP相容剂、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和MA-g-PE相容剂中的一种或其混合物。
3.如权利要求1或2所述的木粉填充PET复合材料，其特征在于：所述木粉含水量为0.2-0.8wt％。
4.如权利要求1-3中任一项所述的木粉填充PET复合材料的制备方法，其特征在于，由下述步骤组成：
(1)将偶联相容剂加入木粉中，在60-90℃搅拌均匀，制得改性木粉；
(2)将改性木粉、扩链剂与PET混合，在密炼机中共混。
5.如权利要求4所述的木粉填充PET复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，170-190℃下在密炼机中共混10-20min，密炼机转速50-100rpm。
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