CN105086276A - 一种高耐磨改性pvc木塑材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高耐磨改性pvc木塑材料，由下列重量份的原料制备制成：聚氯乙烯100-105、高岭土15-18、木粉30-35、羰基铁粉5-7、五水硫酸铜0.8-1.2、丁腈橡胶4-6、钛酸酯偶联剂NDZ2010.2-0.4、硅烷偶联剂YH620.4-0.6、聚磷酸铵3-4、石蜡油4-5、碳化锆粉4-5、铝矾土粉4-5；本发明方法操作简单，易于大规模推广应用，且通过各种助剂的加入，提高了加工过程中的加工流变性以及材料的硬度、耐磨、耐火和抗冲击性等关键性能。

Description

一种高耐磨改性pvc木塑材料

技术领域

本发明涉及木塑复合材料技术领域，尤其涉及一种高耐磨改性pvc木塑材料。

背景技术

早在上世纪四十年代人们就发现丁腈橡胶与pvc并用技术进行了研究，丁腈橡胶具有一定的极性，与pvc的溶解度参数非常接近，他们都是非晶聚合物，两者之间具有很好的相容性，因此通常将他们共混，所制得的合金材料具有优异的耐候性、耐溶剂性以及较好的力学强度和加工性能，广泛应用于密封件、电线电缆护套、油管等领域。丁腈橡胶与聚氯乙烯的合金材料分为交联型和非交联型，交联型的合金不溶不熔，很难再生利用，对环境造成严重污染，而非交联的合金虽然加工性能较好，但力学性能不理想。

我国是一个木材不丰富的国家，产量不足导致满足不了市场的需求。随着环保意识的增强和对树木的保护，木塑复合材料逐渐闯入人们的视野，木塑材料是一种用木粉、木纤维或其它植物纤维填充热塑性聚合物复合材料，兼有木材和塑料的优点。但是现有的木塑材料还难以满足市场的性能要求，其抗冲性能差，尤其冲击强度随着木粉含量的增加而急剧下降，难以满足高性能产品的要求。木粉的极性很强，它与热塑性塑料之间的相容性较差，极大的影响了复合材料的力学性能。高岭土作为一种重要的增强填料或功能性填料在塑料以及各种橡胶领域中已经获得了很好应用。一方面，高岭土产量大、价格低，与聚合物基体复合，可以大幅度的降低塑料成本，另一方面，高岭土的添加，可以提高聚合物复合材料的热稳定性、硬度、刚性及赋予材料某些特殊的物理性能，但是目前直接开采的原矿高岭土，颗粒尺寸小，表面能高，容易团聚，表面含有亲水性羟基以及含氧基团，与高分子材料界面迥异，相容性差，难以均匀分散。因此需要对木粉和塑料的界面进行改性，以改善它们之间的相容性，并且还要对高岭土表面进行处理，提高与高分子材料界面的相容性差，使均匀分散提高复合材料的性能。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高耐磨改性pvc木塑材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高耐磨改性pvc木塑材料，由下列重量份的原料制备制成：聚氯乙烯100-105、高岭土15-18、木粉30-35、羰基铁粉5-7、五水硫酸铜0.8-1.2、丁腈橡胶4-6、钛酸酯偶联剂NDZ2010.2-0.4、硅烷偶联剂YH620.4-0.6、聚磷酸铵3-4、石蜡油4-5、碳化锆粉4-5、铝矾土粉4-5；

2、根绝权利要求1所述一种高耐磨改性pvc木塑材料，由下列具体步骤制备制成：

（1）将钛酸酯偶联剂NDZ201与90%异丙醇溶液按照1:2配置成偶联剂溶液，多次滴加到高速搅拌的高岭土中，搅拌均匀后在100°C下真空干燥3-5h并在室温下放置24h备用；

（2）将五水硫酸铜在球磨机上精磨过100目筛备用，然后将丁腈橡胶先在双辊开炼机上薄通3-5次，再分多次加入备用的硫酸铜，继续混炼10-15分钟，软化后和步骤（1）制备的高岭土一起加到微型粉碎机中搅拌2-3min，使高岭土完全被包覆，冷却后备用；

（3）将木粉加到丙酮中搅拌7h后进行抽滤，结束后在120°C下干燥至恒重，将硅烷偶联剂YH62按照1:3的比例加入95%的乙醇溶液，搅拌均匀后加入木粉，高速混合5-7min后，加入羰基铁粉继续搅拌3-5min，最后放入烘箱中于120°C下烘干1-1.5h，冷却后备用；

（4）将步骤（2）和步骤（3）制备的物质加到高速混合机中混合均匀，再加入聚氯乙烯树脂和其他剩余物料高速混合8-10min后卸料，冷却至室温，制得干混料；

（5）将步骤（4）制得的干混料加入双螺杆挤出机中，参数设置为转速20r/min，挤出温度为168°C、178°C、175°C、168°C和185°C，挤出成型即可得到木塑复合材料。

本发明的优点是：本发明采用钛酸酯偶联剂处理高岭土，钛酸酯偶联剂的亲水基团与高岭土表面羟基反应形成共价键，使高岭土亲油疏水变成亲油疏水的特性，丁腈橡胶中的腈基与铜离子在热压下发生配位交联，交联后的材料不仅在高温下可逆、可回收利用且无污染，并且具有热塑性塑料的性质，可提高材料强度，本发明将其包覆在高岭土表面，添加到木塑材料中能够极大的提高其高压、高强、高韧的特性，木粉通过偶联处理能够增加与pvc的表面相容性，并与羰基铁粉混合进一步提高其分散性，并且还能提高材料的耐磨性、强度等性能，添加的聚磷酸铵、碳化锆粉和铝矾土粉能够增加木塑材料的耐磨、阻燃、高强和耐火等方面的性能，本发明方法操作简单，易于大规模推广应用，且通过各种助剂的加入，提高了加工过程中的加工流变性以及材料的硬度、耐磨、耐火和抗冲击性等关键性能。

具体实施方式

一种高耐磨改性pvc木塑材料，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：聚氯乙烯100、高岭土15、木粉30、羰基铁粉5、五水硫酸铜0.8、丁腈橡胶4、钛酸酯偶联剂NDZ2010.2、硅烷偶联剂YH620.4、聚磷酸铵3、石蜡油4、碳化锆粉4、铝矾土粉4；

2、根绝权利要求1所述一种高耐磨改性pvc木塑材料，由下列具体步骤制备制成：

（1）将钛酸酯偶联剂NDZ201与90%异丙醇溶液按照1:2配置成偶联剂溶液，多次滴加到高速搅拌的高岭土中，搅拌均匀后在100°C下真空干燥3h并在室温下放置24h备用；

（2）将五水硫酸铜在球磨机上精磨过100目筛备用，然后将丁腈橡胶先在双辊开炼机上薄通3次，再分多次加入备用的硫酸铜，继续混炼10分钟，软化后和步骤（1）制备的高岭土一起加到微型粉碎机中搅拌2min，使高岭土完全被包覆，冷却后备用；

（3）将木粉加到丙酮中搅拌7h后进行抽滤，结束后在120°C下干燥至恒重，将硅烷偶联剂YH62按照1:3的比例加入95%的乙醇溶液，搅拌均匀后加入木粉，高速混合5min后，加入羰基铁粉继续搅拌3min，最后放入烘箱中于120°C下烘干1h，冷却后备用；

（4）将步骤（2）和步骤（3）制备的物质加到高速混合机中混合均匀，再加入聚氯乙烯树脂和其他剩余物料高速混合8min后卸料，冷却至室温，制得干混料；

（5）将步骤（4）制得的干混料加入双螺杆挤出机中，参数设置为转速20r/min，挤出温度为168°C、178°C、175°C、168°C和185°C，挤出成型即可得到木塑复合材料。

按照实施例制备的木塑复合材料，对其进行性能测试，结果如下：

拉伸强度为35.8MPa，冲击强度为55.4KJ/m2，断裂伸长率为3.4%，弯曲强度在15.4MPa，吸水率为0.7％，热收缩率为0.5%。

Claims (2)

1.一种高耐磨改性pvc木塑材料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：聚氯乙烯100-105、高岭土15-18、木粉30-35、羰基铁粉5-7、五水硫酸铜0.8-1.2、丁腈橡胶4-6、钛酸酯偶联剂NDZ2010.2-0.4、硅烷偶联剂YH620.4-0.6、聚磷酸铵3-4、石蜡油4-5、碳化锆粉4-5、铝矾土粉4-5。

2.根据权利要求1所述一种高耐磨改性pvc木塑材料，其特征在于，由下列具体步骤制备制成：

（1）将钛酸酯偶联剂NDZ201与90%异丙醇溶液按照1:2配置成偶联剂溶液，多次滴加到高速搅拌的高岭土中，搅拌均匀后在100°C下真空干燥3-5h并在室温下放置24h备用；

（2）将五水硫酸铜在球磨机上精磨过100目筛备用，然后将丁腈橡胶先在双辊开炼机上薄通3-5次，再分多次加入备用的硫酸铜，继续混炼10-15分钟，软化后和步骤（1）制备的高岭土一起加到微型粉碎机中搅拌2-3min，使高岭土完全被包覆，冷却后备用；

（3）将木粉加到丙酮中搅拌7h后进行抽滤，结束后在120°C下干燥至恒重，将硅烷偶联剂YH62按照1:3的比例加入95%的乙醇溶液，搅拌均匀后加入木粉，高速混合5-7min后，加入羰基铁粉继续搅拌3-5min，最后放入烘箱中于120°C下烘干1-1.5h，冷却后备用；

（4）将步骤（2）和步骤（3）制备的物质加到高速混合机中混合均匀，再加入聚氯乙烯树脂和其他剩余物料高速混合8-10min后卸料，冷却至室温，制得干混料；

（5）将步骤（4）制得的干混料加入双螺杆挤出机中，参数设置为转速20r/min，挤出温度为168°C、178°C、175°C、168°C和185°C，挤出成型即可得到木塑复合材料。