CN104927381A - 一种聚氨酯增韧pe木塑复合材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚氨酯增韧PE木塑复合材料的制备方法，利用马来酸酐接枝聚乙烯、聚氨酯预聚物和聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯三种相容剂的“桥架”作用，将聚氨酯、聚烯烃和木粉三者连接起来，形成互穿网络结构，制备高耐磨木塑复合材料。其制备方法为：将木粉、聚乙烯、聚氨酯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚氨酯预聚物和聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯三种相容剂等其他助剂按一定比例一定顺序加入到高混机共混一定时间后，投入到双螺杆挤出机中挤出成型，本发明物料之间的相容性好、工艺制备过程简单，能显著地提高了PE木塑复合材料的耐磨性，延长了使用寿命，扩宽了应用领域。

Description

一种聚氨酯增韧PE木塑复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及木塑复合材料领域，具体涉及一种聚氨酯增韧PE木塑复合材料的制备方法。

背景技术

PE木塑复合材料是热塑性塑料聚乙烯（PE）和天然植物纤维(锯木粉、糠壳、花生壳、稻杆等)经过挤出、模压、注射等方法制造而成，具有塑料的耐腐蚀、耐候性、防潮、防晒、硬度高等特点，同时还可以像木材一样进行二次加工，被广泛应用于地板、墙板、建筑模板、物流托盘等，但其抗冲击强度和耐磨性能较差。特别是用于户外公园装修时，由于使用过程中会经常受到撞击和摩擦，其抗冲击强度和耐磨性能必需改善。

提高PE木塑复合材料的抗冲击能力和耐磨性可通过添加各种耐磨材料，如金属材料、陶瓷材料、弹性体改性等。如华南师范大学在专利201010112894.5中提出一种高耐磨木塑复合材料的制备方法，是利用改性植物纤维粉和改性纳米陶瓷粒子与塑料粉熔融共混而得的复合材料，使得木塑复合材料表面硬度、耐磨性大大提高。但是纳米材料价格较贵，增加了生产成本，而且陶瓷材料与基材只是物理混合，陶瓷材料容易脱落。

聚氨酯弹性体具有较高的耐摩擦性能、机械强度和抗冲击强度，广泛应用于汽车边板、减震垫、鞋底等。将聚氨酯用于改性PE制备木塑复合材料，将有效提高PE木塑复合材料的耐磨性和抗冲击强度。

发明内容

本发明的目的是克服现有PE木塑复合材料耐磨性差的问题，提供一种聚氨酯增韧PE木塑复合材料的制备方法。

本发明的思路：利用马来酸酐接枝聚乙烯、聚氨酯预聚物和聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯三种相容剂的“桥架”作用，分别提高了聚乙烯与木粉、木粉与聚氨酯、聚氨酯与聚烯烃三者之间的相容性，形成互穿网络结构，将聚氨酯、聚烯烃和木粉三者连接起来，制备高耐磨木塑复合材料。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明制造所用原料质量分数为：

木粉      70-100

聚乙烯    50-70

聚氨酯    1-20

马来酸酐接枝聚乙烯   3-5

聚氨酯预聚物   0.5-1.0

聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂    0.5-1.0

其他助剂       0.1-2

一种聚氨酯增韧PE木塑复合材料的制备方法，所述的木粉为天然植物纤维，如：锯木粉、糠壳、花生壳、稻杆中的一种或几种；

所述的聚氨酯预聚物为具有异氰酸根封端的聚氨酯预聚物、分子量为2000-3000；

所述的聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂是一种两端具有聚氨酯链段和聚乙烯链段的相容剂；

所述的其他助剂为：抗氧剂、润滑剂等。

一种聚氨酯增韧PE木塑复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）    按照上述比例先将木粉、聚乙烯和马来酸接枝聚乙烯放入高混机中在100～120℃混合1-10分钟，再加入聚氨酯和聚氨酯预聚物高速混合1-10分钟，最后加入聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂和其他助剂高速混合10-30分钟后出料；

（2）    然后将混料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制加工温度在150～200℃，螺杆转数在50～100 转/分；最后通过单螺杆挤出机挤出成型，即得到产品。

与现有技术相比，本发明具有以下突出特点及显著优势：

本发明物料之间的相容性好、工艺制备过程简单，能显著地提高了PE木塑复合材料的耐磨性，延长了使用寿命，扩宽了应用领域。

具体实施例

以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1

（1）    取原料木粉1000克，聚乙烯700克，聚氨酯200克，马来酸酐接枝聚乙烯50克，聚氨酯预聚物10克，聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂10克，抗氧剂10克，润滑剂10克；

（2）    按照上述比例先将木粉、聚乙烯和马来酸接枝聚乙烯放入高混机中在100℃混合10分钟，再加入聚氨酯和聚氨酯预聚物高速混合10分钟，最后加入聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂和其他助剂高速混合30分钟后出料；

（3）    然后将混合均匀的原料然后送入双螺杆挤出机熔融挤出，控制反应型双螺杆挤出机料筒温度为Ⅰ区160℃、Ⅱ区170℃、Ⅲ区180℃、Ⅳ区190℃、Ⅴ区200℃、Ⅵ区190℃、Ⅶ区180℃、Ⅷ区170℃，模头温度为180℃ ；控制反应型双螺杆挤出机螺杆转速为100r/min，挤出成型，即得到产品。

实施例2

（1）    取原料木粉700克，聚乙烯500克，聚氨酯50克，马来酸酐接枝聚乙烯30克，聚氨酯预聚物5克，聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂5克，抗氧剂5克，润滑剂5克；

（2）    按照上述比例先将木粉、聚乙烯和马来酸接枝聚乙烯放入高混机中在110℃混合1-10分钟，再加入聚氨酯和聚氨酯预聚物高速混合5分钟，最后加入聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂和其他助剂高速混合20分钟后出料；

（3）    然后将混合均匀的原料然后送入双螺杆挤出机熔融挤出，控制反应型双螺杆挤出机料筒温度为Ⅰ区155℃、Ⅱ区160℃、Ⅲ区165℃、Ⅳ区170℃、Ⅴ区175℃、Ⅵ区175℃、Ⅶ区175℃、Ⅷ区170℃，模头温度为160℃；控制反应型双螺杆挤出机螺杆转速为90r/min，挤出成型，即得到产品。

实施例3

（1）    取原料木粉 800 克，聚乙烯 800 克，聚氨酯 80 克，马来酸酐接枝聚乙烯 40 克，聚氨酯预聚物 8 克，聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂 8 克，抗氧剂 5 克，润滑剂 8 克；

（2）    按照上述比例先将木粉、聚乙烯和马来酸接枝聚乙烯放入高混机中在 120℃ 混合 3 分钟，再加入聚氨酯和聚氨酯预聚物高速混合8分钟，最后加入聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂和其他助剂高速混合25分钟后出料；

然后将混合均匀的原料然后送入双螺杆挤出机熔融挤出，控制反应型双螺杆挤出机料筒温度为Ⅰ区165℃、Ⅱ区170℃、Ⅲ区175℃、Ⅳ区180℃、Ⅴ区180℃、Ⅵ区175℃、Ⅶ区175℃、Ⅷ区175℃，模头温度为170℃；控制反应型双螺杆挤出机螺杆转速为80r/min，挤出成型，即得到产品。

Claims (7)

1.一种聚氨酯增韧PE木塑复合材料的制备方法，其制造所用原料质量分数为：

木粉      70-100

聚乙烯    50-70

聚氨酯    1-20

马来酸酐接枝聚乙烯   3-5

聚氨酯预聚物   0.5-1.0

聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂    0.5-1.0

其他助剂       0.1-2。

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯增强PE木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的木粉为天然植物纤维，如：锯木粉、糠壳、花生壳、稻杆中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯增强PE木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的聚氨酯预聚物为具有异氰酸根封端的聚氨酯预聚物、分子量为2000-3000。

4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯增强PE木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂是一种两端具有聚氨酯链段和聚乙烯链段的相容剂。

5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯增强PE木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的其他助剂为：抗氧剂、润滑剂等。

6.一种聚氨酯增强PE木塑复合材料及其制备方法，其特征在于所述的该方法包括以下步骤：

按照上述比例先将木粉、聚乙烯和马来酸接枝聚乙烯放入高混机中在100～120℃混合1-10分钟，再加入聚氨酯和聚氨酯预聚物高速混合1-10分钟，最后加入聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯相容剂和其他助剂高速混合10-30分钟后出料；

然后将混料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制加工温度在150～200℃，螺杆转数在50～100 转/分；最后通过单螺杆挤出机挤出成型，即得到产品。

7.一种聚氨酯增强PE木塑复合材料，其特征在于所述的马来酸酐接枝聚乙烯、聚氨酯预聚物和聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯三种相容剂在基体中起到“桥架”作用，将聚氨酯、聚烯烃和木粉三者连接起来，形成互穿网络结构，是一种耐磨性能好、使用寿命长的木塑复合材料。