CN105400226B - 一种高模量的聚乙烯木塑复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高模量的聚乙烯木塑复合材料，按重量份数计算，它包括木粉30‑50份、PE塑料合金20‑30份、碳酸钙10‑20份、短切玻纤20‑30份、马来酸酐接枝聚乙烯1‑5份、硅烷偶联剂1‑5份、润滑剂1‑3份和抗氧剂1‑3份，其制备方法包括将改性后的玻纤，改性后的木粉，PE塑料合金，碳酸钙，50%的马来酸酐接枝聚乙烯，润滑剂，抗氧剂按比例加入高速混合机中，混合均匀，造粒，挤出成型，得到木塑复合材料型材。
Description
技术领域
本发明涉及一种木塑复合材料，具体涉及一种高模量的木塑复合材料。
背景技术
现有聚乙烯木塑复合材料已经发展成为全世界产量最大的木塑复合材料品种，但是所存在的模量低，使用较长时间后容易发生蠕变等问题也日益突出，影响聚乙烯木塑复合材料的使用。木粉、玻纤、塑料三者之间的相容性问题限制了木塑复合材料力学强度的进一步提高。
发明内容
发明目的：本发明的目的主要针对现有技术中存在的不足，提供一种高模量，高强度，不会发生蠕变，使用寿命长的聚乙烯木塑复合材料。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所述的一种高模量的聚乙烯木塑复合材料，按重量份数计算，它包括以下组份，
（1）木粉 30-50份；
（2）PE塑料合金 20-30份；
（3）碳酸钙 10-20份；
（4）短切玻纤 20-30份；
（5）马来酸酐接枝聚乙烯 1-5份；
（6）硅烷偶联剂 1-5份；
（7）润滑剂 1-3份；
（8）抗氧剂 1-3份；
其制备方法为，它包括以下步骤，
（1）将木粉加入高速混合机中，缓慢逐渐加入50%的硅烷偶联剂，高速混合至料温达到120℃，再加入50%的马来酸酐接枝聚乙烯，高速混合至200℃后混合塑化，得到硅烷马来酸酐接枝聚乙烯双重改性的木粉；
（2）将短切玻纤加入到高压反应釜中，加入50%的硅烷偶联剂，加温至100-300℃，加压至0.1-1.0MPa，缓慢搅拌5-10小时，得到硅烷偶联剂改性的玻纤；
（3）将改性后的玻纤，改性后的木粉，PE塑料合金，碳酸钙，50%的马来酸酐接枝聚乙烯，润滑剂，抗氧剂按比例加入高速混合机中，混合均匀；
（4）将混合均匀后的原料加入平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到木塑复合材料粒子；
（5）将木塑复合材料粒子加入锥形双螺杆挤出机中挤出成型，得到木塑复合材料型材。
所述PE塑料合金为PE与PA的混合物，PA含量不超过10%。
所述PA为PA6或者PA1010。
所述PE塑料合金为PE与PET的混合物，PET含量不超过10%。
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、石蜡和EBS中的一种或几种。
所述抗氧剂为1010,1076,168，DLTP中的一种或几种。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明采用PA或PET增强PE塑料合金替换普通的PE塑料，采用短切玻璃纤维增强木塑复合材料，再通过精确的工艺步骤制得，使产品模量高，不会发生蠕变，能长期使用，各项性能优越，弯曲强度达到50MPa，弯曲模量达到4500MPa，冲击强度达到20kJ/m2，符合实际使用要求。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述。
实施例1：
本发明所述的一种高模量的聚乙烯木塑复合材料，按重量份数计算，它包括以下组份，
（1）木粉 35份；
（2）PE塑料合金 24份；
（3）碳酸钙 13份；
（4）短切玻纤 22份；
（5）马来酸酐接枝聚乙烯 2份；
（6）硅烷偶联剂 3份；
（7）润滑剂 1.5份；
（8）抗氧剂 1份；
其制备方法为，它包括以下步骤，
（1）将木粉加入高速混合机中，缓慢逐渐加入50%的硅烷偶联剂，高速混合至料温达到120℃，再加入50%的马来酸酐接枝聚乙烯，高速混合至200℃后混合塑化，得到硅烷马来酸酐接枝聚乙烯双重改性的木粉；
（2）将短切玻纤加入到高压反应釜中，加入50%的硅烷偶联剂，加温至100℃，加压至0.4MPa，缓慢搅拌6小时，得到硅烷偶联剂改性的玻纤；
（3）将改性后的玻纤，改性后的木粉，PE塑料合金，碳酸钙，50%的马来酸酐接枝聚乙烯，润滑剂，抗氧剂按比例加入高速混合机中，混合均匀；
（4）将混合均匀后的原料加入平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到木塑复合材料粒子；
（5）将木塑复合材料粒子加入锥形双螺杆挤出机中挤出成型，得到木塑复合材料型材。
所述PE塑料合金为PE与PA的混合物，PA含量为4%，所述PA为PA6或PA1010。
或者所述PE塑料合金为PE与PET的混合物，PET含量为3%。
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、石蜡和EBS中的一种或几种。
所述抗氧剂为1010,1076,168，DLTP中的一种或几种。
实施例2：
本发明所述的一种高模量的聚乙烯木塑复合材料，按重量份数计算，它包括以下组份，
（1）木粉 40份；
（2）PE塑料合金 26份；
（3）碳酸钙 16份；
（4）短切玻纤 24份；
（5）马来酸酐接枝聚乙烯 3份；
（6）硅烷偶联剂 4份；
（7）润滑剂 2份；
（8）抗氧剂 2份；
其制备方法为，它包括以下步骤，
（1）将木粉加入高速混合机中，缓慢逐渐加入50%的硅烷偶联剂，高速混合至料温达到120℃，再加入50%的马来酸酐接枝聚乙烯，高速混合至200℃后混合塑化，得到硅烷马来酸酐接枝聚乙烯双重改性的木粉；
（2）将短切玻纤加入到高压反应釜中，加入50%的硅烷偶联剂，加温至200℃，加压至0.6MPa，缓慢搅拌7小时，得到硅烷偶联剂改性的玻纤；
（3）将改性后的玻纤，改性后的木粉，PE塑料合金，碳酸钙，50%的马来酸酐接枝聚乙烯，润滑剂，抗氧剂按比例加入高速混合机中，混合均匀；
（4）将混合均匀后的原料加入平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到木塑复合材料粒子；
（5）将木塑复合材料粒子加入锥形双螺杆挤出机中挤出成型，得到木塑复合材料型材。
所述PE塑料合金为PE与PA的混合物，PA含量为5%，所述PA为PA6或PA1010。
或者所述PE塑料合金为PE与PET的混合物，PET含量为6%。
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、石蜡和EBS中的一种或几种。
所述抗氧剂为1010,1076,168，DLTP中的一种或几种。
实施例3：
本发明所述的一种高模量的聚乙烯木塑复合材料，按重量份数计算，它包括以下组份，
（1）木粉 45份；
（2）PE塑料合金 28份；
（3）碳酸钙 18份；
（4）短切玻纤 28份；
（5）马来酸酐接枝聚乙烯 4份；
（6）硅烷偶联剂 2份；
（7）润滑剂 2.5份；
（8）抗氧剂 3份；
其制备方法为，它包括以下步骤，
（1）将木粉加入高速混合机中，缓慢逐渐加入50%的硅烷偶联剂，高速混合至料温达到120℃，再加入50%的马来酸酐接枝聚乙烯，高速混合至200℃后混合塑化，得到硅烷马来酸酐接枝聚乙烯双重改性的木粉；
（2）将短切玻纤加入到高压反应釜中，加入50%的硅烷偶联剂，加温至300℃，加压至0.8MPa，缓慢搅拌8小时，得到硅烷偶联剂改性的玻纤；
（3）将改性后的玻纤，改性后的木粉，PE塑料合金，碳酸钙，50%的马来酸酐接枝聚乙烯，润滑剂，抗氧剂按比例加入高速混合机中，混合均匀；
（4）将混合均匀后的原料加入平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到木塑复合材料粒子；
（5）将木塑复合材料粒子加入锥形双螺杆挤出机中挤出成型，得到木塑复合材料型材。
所述PE塑料合金为PE与PA的混合物，PA含量为7%，所述PA为PA6或PA1010。
或者所述PE塑料合金为PE与PET的混合物，PET含量为8%。
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、石蜡和EBS中的一种或几种。
所述抗氧剂为1010,1076,168，DLTP中的一种或几种。
本发明采用PA或PET增强PE塑料合金替换普通的PE塑料，采用短切玻璃纤维增强木塑复合材料，再通过精确的工艺步骤制得，使产品模量高，不会发生蠕变，能长期使用，各项性能优越，弯曲强度达到50MPa，弯曲模量达到4500MPa，冲击强度达到20kJ/m2，符合实际使用要求。
本发明提供了一种思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (4)
1.一种高模量的聚乙烯木塑复合材料，其特征在于：按重量份数计算，它包括以下组份，
其制备方法为，它包括以下步骤，
(1)将木粉加入高速混合机中，缓慢逐渐加入50％的硅烷偶联剂，高速混合至料温达到120℃，再加入50％的马来酸酐接枝聚乙烯，高速混合至200℃后混合塑化，得到硅烷马来酸酐接枝聚乙烯双重改性的木粉；
(2)将短切玻纤加入到高压反应釜中，加入50％的硅烷偶联剂，加温至100-300℃，加压至0.1-1.0MPa，缓慢搅拌5-10小时，得到硅烷偶联剂改性的玻纤；
(3)将改性后的玻纤，改性后的木粉，PE塑料合金，碳酸钙，50％的马来酸酐接枝聚乙烯，润滑剂，抗氧剂按比例加入高速混合机中，混合均匀；
(4)将混合均匀后的原料加入平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到木塑复合材料粒子；
(5)将木塑复合材料粒子加入锥形双螺杆挤出机中挤出成型，得到木塑复合材料型材；
所述PE塑料合金为PE与PA的混合物，PA含量不超过10％；
所述PA为PA6或者PA1010；
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种；
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、石蜡和EBS中的一种或几种；
所述抗氧剂为1010,1076,168，DLTP中的一种或几种。
2.一种高模量的聚乙烯木塑复合材料，其特征在于：按重量份数计算，它包括以下组份，
其制备方法为，它包括以下步骤，
(1)将木粉加入高速混合机中，缓慢逐渐加入50％的硅烷偶联剂，高速混合至料温达到120℃，再加入50％的马来酸酐接枝聚乙烯，高速混合至200℃后混合塑化，得到硅烷马来酸酐接枝聚乙烯双重改性的木粉；
(2)将短切玻纤加入到高压反应釜中，加入50％的硅烷偶联剂，加温至100-300℃，加压至0.1-1.0MPa，缓慢搅拌5-10小时，得到硅烷偶联剂改性的玻纤；
(3)将改性后的玻纤，改性后的木粉，PE塑料合金，碳酸钙，50％的马来酸酐接枝聚乙烯，润滑剂，抗氧剂按比例加入高速混合机中，混合均匀；
(4)将混合均匀后的原料加入平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到木塑复合材料粒子；
(5)将木塑复合材料粒子加入锥形双螺杆挤出机中挤出成型，得到木塑复合材料型材；
所述PE塑料合金为PE与PA的混合物，PA含量为4％，所述PA为PA6或PA1010；
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种；
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、石蜡和EBS中的一种或几种；
所述抗氧剂为1010,1076,168，DLTP中的一种或几种。
3.一种高模量的聚乙烯木塑复合材料，其特征在于：按重量份数计算，它包括以下组份，
其制备方法为，它包括以下步骤，
(1)将木粉加入高速混合机中，缓慢逐渐加入50％的硅烷偶联剂，高速混合至料温达到120℃，再加入50％的马来酸酐接枝聚乙烯，高速混合至200℃后混合塑化，得到硅烷马来酸酐接枝聚乙烯双重改性的木粉；
(2)将短切玻纤加入到高压反应釜中，加入50％的硅烷偶联剂，加温至100-300℃，加压至0.1-1.0MPa，缓慢搅拌5-10小时，得到硅烷偶联剂改性的玻纤；
(3)将改性后的玻纤，改性后的木粉，PE塑料合金，碳酸钙，50％的马来酸酐接枝聚乙烯，润滑剂，抗氧剂按比例加入高速混合机中，混合均匀；
(4)将混合均匀后的原料加入平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到木塑复合材料粒子；
(5)将木塑复合材料粒子加入锥形双螺杆挤出机中挤出成型，得到木塑复合材料型材；
所述PE塑料合金为PE与PA的混合物，PA含量为5％，所述PA为PA6或PA1010；
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种；
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、石蜡和EBS中的一种或几种；
所述抗氧剂为1010,1076,168，DLTP中的一种或几种。
4.一种高模量的聚乙烯木塑复合材料，其特征在于：按重量份数计算，它包括以下组份，
其制备方法为，它包括以下步骤，
(1)将木粉加入高速混合机中，缓慢逐渐加入50％的硅烷偶联剂，高速混合至料温达到120℃，再加入50％的马来酸酐接枝聚乙烯，高速混合至200℃后混合塑化，得到硅烷马来酸酐接枝聚乙烯双重改性的木粉；
(2)将短切玻纤加入到高压反应釜中，加入50％的硅烷偶联剂，加温至100-300℃，加压至0.1-1.0MPa，缓慢搅拌5-10小时，得到硅烷偶联剂改性的玻纤；
(3)将改性后的玻纤，改性后的木粉，PE塑料合金，碳酸钙，50％的马来酸酐接枝聚乙烯，润滑剂，抗氧剂按比例加入高速混合机中，混合均匀；
(4)将混合均匀后的原料加入平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到木塑复合材料粒子；
(5)将木塑复合材料粒子加入锥形双螺杆挤出机中挤出成型，得到木塑复合材料型材；
所述PE塑料合金为PE与PA的混合物，PA含量为7％，所述PA为PA6或PA1010；
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种；
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、石蜡和EBS中的一种或几种；
所述抗氧剂为1010,1076,168，DLTP中的一种或几种。
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