CN105061894A - 一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料及其制备方法，所述的耐磨损抗冲击的木塑复合材料包括以下重量份的成分：聚丙烯15-25份、氢化松香季戊四醇酯3-7份、聚苯乙烯磺酸树脂5-8份、椰子油醇酸树脂4-10份、聚丙烯腈纤维3-7份、玉米芯半纤维素5-10份、罗布麻纤维6-11份、竹纤维4-9份、过氧化二异丙苯3-7份。制备得到的木塑复合材料具有抗冲击强度高、耐磨损强度高的性能，提高了木塑复合材料的强度。

Description

一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料领域，特别涉及一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料及其制备方法。
背景技术
随着森林资源的减少，木材供应量逐渐下降，已不能满足人们的生产生活需要。同时，塑料制品废旧物的处理也日益成为一个急待解决的环境问题。一种新型材料——木塑复合材料成为木材的理想代用品。木塑复合材料系使用木粉或植物纤维超高份额填充热塑性塑料树脂或热塑性塑料再生料，添加部分相关改性剂，经挤出成型为板材、型材、管材而成。此类产品可替代相应木制品，人们由此可节约大量的森林资源，处理掉大量的废旧塑料及木材加工中产生的废弃木粉，故可大大有利于保护并改善生态环境，是符合2l世纪发展方向的环保型化工新材料。木塑复合材料的耐磨损强度和抗冲击强度过低，在经常受到冲击和摩擦的区域会产生一定的应用限制，因此，有必要对木塑复合材料的相关性能进行改善。
发明内容
要解决的技术问题：木塑复合材料的应用范围非常广泛，在不同的应用条件下，对木塑复合材料的耐磨损强度和抗冲击强度有较高的要求，常规的木塑复合材料的耐磨损及抗冲击性能较差，在实际的应用中，制约了木塑复合材料的应用，本发明的目的是公开一种新型的耐磨损、抗冲击的木塑复合材料及其制备方法。
技术方案：本发明公开了一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料及其制备方法，所述的耐磨损抗冲击的木塑复合材料包括以下重量份的成分：
聚丙烯15-25份、
氢化松香季戊四醇酯3-7份、
聚苯乙烯磺酸树脂5-8份、
椰子油醇酸树脂4-10份、
聚丙烯腈纤维3-7份、
玉米芯半纤维素5-10份、
罗布麻纤维6-11份、
竹纤维4-9份、
过氧化二异丙苯3-7份。
进一步的，所述的一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料，所述的耐磨损抗冲击的木塑复合材料包括以下重量份的成分：
聚丙烯18-22份、
氢化松香季戊四醇酯4-6份、
聚苯乙烯磺酸树脂6-7份、
椰子油醇酸树脂6-9份、
聚丙烯腈纤维4-6份、
玉米芯半纤维素6-9份、
罗布麻纤维7-10份、
竹纤维5-8份、
过氧化二异丙苯4-6份。
更进一步的，所述的一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料的制备方法，所述的制备方法包括下述步骤：
（1）按下述的重量份来取原料：聚丙烯15-25份、氢化松香季戊四醇酯3-7份、聚苯乙烯磺酸树脂5-8份、椰子油醇酸树脂4-10份、聚丙烯腈纤维3-7份、玉米芯半纤维素5-10份、罗布麻纤维6-11份、竹纤维4-9份、过氧化二异丙苯3-7份；
（2）打开高速搅拌机，将步骤（1）的混合料全部投入至高速搅拌机中，将高速搅拌机温度调为95-125℃，在高速搅拌机转速为100r/min-200r/min下搅拌20min-60min；
（3）将步骤（2）搅拌后的物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的机头温度为170-190℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为10：1-14：1，双螺杆挤出温度为：一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃；
（4）将双螺杆挤出后的材料分切，制备为耐磨损抗冲击的木塑复合材料。
所述的一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料的制备方法，所述的步骤（2）中将高速搅拌机温度调为115℃，在高速搅拌机转速为150r/min下搅拌40min。
所述的一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料的制备方法，所述的步骤（3）中双螺杆挤出机的机头温度为180℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为12：1。
有益效果：本发明的木塑复合材料的制备工艺中，原创性的加入了氢化松香季戊四醇酯、聚苯乙烯磺酸树脂和玉米芯半纤维素，上述成分的添加彻底改变了木塑复合材料的性能，有效的改善了木塑复合材料的耐磨损强度和抗冲击强度，进一步的提高了木塑复合材料在不同环境下的强度。
具体实施方式
实施例1
（1）按下述的重量份来取原料：聚丙烯25份、氢化松香季戊四醇酯7份、聚苯乙烯磺酸树脂5份、椰子油醇酸树脂10份、聚丙烯腈纤维3份、玉米芯半纤维素10份、罗布麻纤维6份、竹纤维9份、过氧化二异丙苯3份；（2）打开高速搅拌机，将步骤（1）的混合料全部投入至高速搅拌机中，将高速搅拌机温度调为95℃，在高速搅拌机转速为200r/min下搅拌60min；（3）将步骤（2）搅拌后的物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的机头温度为190℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为10：1，双螺杆挤出温度为：一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃；（4）将双螺杆挤出后的材料分切，制备为耐磨损抗冲击的木塑复合材料。
实施例2
（1）按下述的重量份来取原料：聚丙烯15份、氢化松香季戊四醇酯3份、聚苯乙烯磺酸树脂8份、椰子油醇酸树脂4份、聚丙烯腈纤维7份、玉米芯半纤维素5份、罗布麻纤维11份、竹纤维4份、过氧化二异丙苯7份；（2）打开高速搅拌机，将步骤（1）的混合料全部投入至高速搅拌机中，将高速搅拌机温度调为125℃，在高速搅拌机转速为100r/min下搅拌20min；（3）将步骤（2）搅拌后的物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的机头温度为170℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为14：1，双螺杆挤出温度为：一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃；（4）将双螺杆挤出后的材料分切，制备为耐磨损抗冲击的木塑复合材料。
实施例3
（1）按下述的重量份来取原料：聚丙烯18份、氢化松香季戊四醇酯6份、聚苯乙烯磺酸树脂6份、椰子油醇酸树脂6份、聚丙烯腈纤维6份、玉米芯半纤维素9份、罗布麻纤维7份、竹纤维8份、过氧化二异丙苯4份；（2）打开高速搅拌机，将步骤（1）的混合料全部投入至高速搅拌机中，将高速搅拌机温度调为95℃，在高速搅拌机转速为200r/min下搅拌60min；（3）将步骤（2）搅拌后的物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的机头温度为190℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为10：1，双螺杆挤出温度为：一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃；（4）将双螺杆挤出后的材料分切，制备为耐磨损抗冲击的木塑复合材料。
实施例4
（1）按下述的重量份来取原料：聚丙烯22份、氢化松香季戊四醇酯4份、聚苯乙烯磺酸树脂7份、椰子油醇酸树脂9份、聚丙烯腈纤维4份、玉米芯半纤维素6份、罗布麻纤维10份、竹纤维5份、过氧化二异丙苯6份；（2）打开高速搅拌机，将步骤（1）的混合料全部投入至高速搅拌机中，将高速搅拌机温度调为125℃，在高速搅拌机转速为100r/min下搅拌20min；（3）将步骤（2）搅拌后的物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的机头温度为170℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为14：1，双螺杆挤出温度为：一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃；（4）将双螺杆挤出后的材料分切，制备为耐磨损抗冲击的木塑复合材料。
实施例5
（1）按下述的重量份来取原料：聚丙烯20份、氢化松香季戊四醇酯5份、聚苯乙烯磺酸树脂7份、椰子油醇酸树脂8份、聚丙烯腈纤维5份、玉米芯半纤维素8份、罗布麻纤维9份、竹纤维6份、过氧化二异丙苯5份；（2）打开高速搅拌机，将步骤（1）的混合料全部投入至高速搅拌机中，将高速搅拌机温度调为115℃，在高速搅拌机转速为150r/min下搅拌40min；（3）将步骤（2）搅拌后的物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的机头温度为180℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为12：1，双螺杆挤出温度为：一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃；（4）将双螺杆挤出后的材料分切，制备为耐磨损抗冲击的木塑复合材料。
对比例1
（1）按下述的重量份来取原料：聚丙烯25份、聚苯乙烯磺酸树脂5份、椰子油醇酸树脂10份、聚丙烯腈纤维3份、玉米芯半纤维素10份、罗布麻纤维6份、竹纤维9份、过氧化二异丙苯3份；（2）打开高速搅拌机，将步骤（1）的混合料全部投入至高速搅拌机中，将高速搅拌机温度调为95℃，在高速搅拌机转速为200r/min下搅拌60min；（3）将步骤（2）搅拌后的物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的机头温度为190℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为10：1，双螺杆挤出温度为：一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃；（4）将双螺杆挤出后的材料分切，制备为耐磨损抗冲击的木塑复合材料。
对比例2
（1）按下述的重量份来取原料：聚丙烯25份、氢化松香季戊四醇酯7份、椰子油醇酸树脂10份、聚丙烯腈纤维3份、玉米芯半纤维素10份、罗布麻纤维6份、竹纤维9份、过氧化二异丙苯3份；（2）打开高速搅拌机，将步骤（1）的混合料全部投入至高速搅拌机中，将高速搅拌机温度调为95℃，在高速搅拌机转速为200r/min下搅拌60min；（3）将步骤（2）搅拌后的物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的机头温度为190℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为10：1，双螺杆挤出温度为：一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃；（4）将双螺杆挤出后的材料分切，制备为耐磨损抗冲击的木塑复合材料。
对比例3
（1）按下述的重量份来取原料：聚丙烯25份、氢化松香季戊四醇酯7份、聚苯乙烯磺酸树脂5份、椰子油醇酸树脂10份、聚丙烯腈纤维3份、罗布麻纤维6份、竹纤维9份、过氧化二异丙苯3份；（2）打开高速搅拌机，将步骤（1）的混合料全部投入至高速搅拌机中，将高速搅拌机温度调为95℃，在高速搅拌机转速为200r/min下搅拌60min；（3）将步骤（2）搅拌后的物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的机头温度为190℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为10：1，双螺杆挤出温度为：一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃；（4）将双螺杆挤出后的材料分切，制备为耐磨损抗冲击的木塑复合材料。
测定了上述的实施例和对比例的木塑复合材料的抗冲击强度和磨损率，磨损率测定方法为GB3960-83，具体结果如下：
抗冲击强度（KJ/m2） 磨损率（105mm3/m）
实施例1 14.3 2.7
实施例2 14.7 2.6
实施例3 16.6 2.2
实施例4 16.2 2.1
实施例5 18.5 1.8
对比例的测定结果如下：
抗冲击强度（KJ/m2） 磨损率（105mm3/m）
对比例1 12.3 3.5
对比例2 12.5 3.9
对比例3 11.9 4.1

Claims (5)

1.一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料，其特征在于，所述的耐磨损抗冲击的木塑复合材料包括以下重量份的成分：
聚丙烯15-25份、
氢化松香季戊四醇酯3-7份、
聚苯乙烯磺酸树脂5-8份、
椰子油醇酸树脂4-10份、
聚丙烯腈纤维3-7份、
玉米芯半纤维素5-10份、
罗布麻纤维6-11份、
竹纤维4-9份、
过氧化二异丙苯3-7份。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料，其特征在于，所述的耐磨损抗冲击的木塑复合材料包括以下重量份的成分：
聚丙烯18-22份、
氢化松香季戊四醇酯4-6份、
聚苯乙烯磺酸树脂6-7份、
椰子油醇酸树脂6-9份、
聚丙烯腈纤维4-6份、
玉米芯半纤维素6-9份、
罗布麻纤维7-10份、
竹纤维5-8份、
过氧化二异丙苯4-6份。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括下述步骤：
（1）按下述的重量份来取原料：聚丙烯15-25份、氢化松香季戊四醇酯3-7份、聚苯乙烯磺酸树脂5-8份、椰子油醇酸树脂4-10份、聚丙烯腈纤维3-7份、玉米芯半纤维素5-10份、罗布麻纤维6-11份、竹纤维4-9份、过氧化二异丙苯3-7份；
（2）打开高速搅拌机，将步骤（1）的混合料全部投入至高速搅拌机中，将高速搅拌机温度调为95-125℃，在高速搅拌机转速为100r/min-200r/min下搅拌20min-60min；
（3）将步骤（2）搅拌后的物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的机头温度为170-190℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为10：1-14：1，双螺杆挤出温度为：一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃；
（4）将双螺杆挤出后的材料分切，制备为耐磨损抗冲击的木塑复合材料。
4.根据权利要求3所述的一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中将高速搅拌机温度调为115℃，在高速搅拌机转速为150r/min下搅拌40min。
5.根据权利要求3所述的一种耐磨损抗冲击的木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中双螺杆挤出机的机头温度为180℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为12：1。
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