CN105713315A - 一种高分子纤维复合新材料的合成配方 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高分子纤维复合新材料的合成配方，按重量份计，它由下述组分制成:植物纤维填料40一100份;塑料基材60一100份;热稳定剂3.5一5份;增塑剂1一2份;润滑剂1. 6一2份;改性剂4一8份;相容剂1一3份;偶联剂2一3份;超分散剂1一5份;阳离子表面活性剂1一4份;发泡剂1一1.8份;发泡助剂1一5份;抗氧剂0.3一1.2份;交联剂1一10份;成核剂1一20份;降粘剂0.8一1份;增粘剂0.8一1份;其它助剂3.2一13.4份。本发明所述的复合新材料不易发生湿胀和干缩，膨胀率及吸水性率低，因而所得制品具有较好的稳定性。

Description

一种高分子纤维复合新材料的合成配方

技术领域

合新材料本发明涉及以生物质来源的高分子材料及制品领域，具体涉及一种高分子纤维复。

背景技术

高分子纤维复合新材料是将植物纤维(包括木屑、剑麻粉、甘蔗渣、竹屑、麻杆、果壳等)与塑料进行共混挤出得到的一类复合材料，被广泛应用于民用建筑装饰、车船、国防等行业领域。这类材料具有较好的加工性，同时具有有抗腐蚀、美观、大方等特点，但其不足之处是力学性能欠佳，但可以通过对植物纤维及塑料进行表面改性、添加不同的助剂来改善。公开号为CN101921491A的发明专利，公开了一种木塑复合材料，按重量份数计，包括木粉100份，废塑料20一80份，废橡胶5一50份，高熔指热塑性树脂10一60份，表面活性剂1一12份，润滑剂2一8份，交联剂0.1一4份，抗氧剂0.1一4份，加工助剂0.05一1.5份;其中，所述木粉目数在10至325目，高熔指热塑性树脂的熔体流动速度在20g/lOmin以上，交联剂为过氧化物。该发明通过加入高熔指热塑性树脂、表面活性剂来改善复合物中木粉的分散性、流动性以及与塑胶的相容性，通过加入废橡胶以提高材料的力学性能(如拉伸强度、变曲强度、冲击强度等)。但橡胶基本上都是来源于石油，属易燃品，如果在建筑装饰材料上使用，存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高分子纤维复合新材料的合成配方，该材料具有较好的力学性能和较低的膨胀率。

本发明采用以下技术方案：

一种高分子纤维复合新材料的合成配方，其特征在于:按重量份计，它由下述组分制成:

植物纤维填料40一100份;塑料基材60一100份;

热稳定剂3.5}-}-5份;增塑剂1w--2份;

润滑剂1.6}--12份;改性剂4w--8份;

相容剂1---3份;偶联剂2w--3份;

超分散剂1---5份;阳离子表面活性剂1---4份;

发泡剂1一1.8份;发泡助剂1---5份;

抗氧剂0.3}--1.2份;交联剂1一10份;

成核剂1---20份;降粘剂0.8}1份;

增粘剂0.8}1份;其它助剂3.2-}--13.4份;

其中，

所述的热稳定剂为有机锡稳定剂、钙锌稳定剂或铅盐复合稳定剂;

所述的改性剂为ACR-401、乙烯一醋酸乙烯共聚物或氯化聚乙烯;

所述的阳离子表面活性剂为季钱盐型阳离子表面活性剂;

所述的发泡剂为碳酸氢钠与偶氮二甲酞胺或偶氮二异丁睛的组合;

所述的交联剂过氧化苯甲酞、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酸叔丁酚;

所述的成核剂为选自碳酸钙晶须、纳米活性轻质碳酸钙、滑石粉、二氧化钦和硬脂酸钙中的一种或任意两种以上的组合;

所述的其它助剂按重量份计，其组成为氢氧化钠0.5一3份、尿素1一5份、多聚甲醛1一3份、甲酸0.2一1.2份和三聚氰胺0.5一1.2份。

根据权利要求1所述的高分子纤维复合新材料，其特征在于:各组分的重量份为:

植物纤维填料50一100份;

热稳定剂4w--5份;

润滑剂1.8一2份;

相容剂1.5---3份;

超分散剂2一4份;

发泡剂1.2一1.6份;

抗氧剂0.5一1份;

成核剂5---13份;

增粘剂0.8一0.9份;

塑料基材60一80份;

增塑剂1w--2份;

改性剂5一7.5份;

偶联剂2---3份;

阳离子表面活性剂1---2份;

发泡助剂2---5份;

交联剂1一5份;

降粘剂0.8一0.9份;

其它助剂所述的增塑剂为选自邻苯二甲酸二辛酚、邻苯二甲酸二丁酚和环氧大豆油中的一种或两种以上的组合。

所述的润滑剂为选自硬脂酸、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸锌、石蜡、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯腊中的一种或任意两种以上的组合。

所述的相容剂为马来酸配或丙烯酸。

所述的偶联剂为选自硅烷偶联剂、钦酸酚偶联剂和铝酸酚偶联剂中的一种或任意两种以上的组合。

所述的降粘剂为降粘剂LJ-950。

所述的增粘剂为聚苯乙烯树脂、单月桂酸酚聚氧乙烯化合物或环氧乙烷一环氧丙烷嵌段共聚物。

本发明所述高分子纤维复合新材料的制备方法为:

将植物纤维填料置于高速混合机中，加入其它助剂混合搅拌3一6min此时料温达到100℃一1200C)，打开高速混合机上的料斗盖，让植物纤维填料中所含的水份散发，待物料温度降至45一55℃时，再加入超分散剂和阳离子表面活性剂，混合搅拌1一2min，待物料温度降至55一65℃时，加入塑料基材和热稳定剂，混合搅拌1一2min;待物料温度降至65一75℃时，加入润滑剂、改性剂、相容剂、偶联剂、抗氧剂、交联剂、降粘剂和增粘剂混合搅拌2一4min，待物料温度降至75一85℃时加入增塑剂混合搅拌2一3min，待物料温度降至85一95℃时加入发泡剂和发泡助剂混合搅拌2一3min，待物料温度降至95一1050C时加入成核剂，混合搅拌至物料温度达到120℃时停止高速混合，将物料排出，所得预混物料送入单螺杆或双螺杆造粒机进行造粒(加工温度为140一1700C);最后将粒料送入单螺杆或双螺杆挤出机(加工温度为150一1750C)挤出各种高分子纤维复合新材料制品坯材，再经水冷定型、牵引、切割、下料，得到成品。

本发明所述高分子纤维复合新材料选用特殊配比的其它助剂对植物纤维填料进行改性，再通过超分散剂、阳离子表面活性剂与改性后的植物纤维填料表面上的极性基团发生锚锢作用，以降低植物纤维填料的表面极性，一方面，有利于植物纤维填料与塑料基材共混，解决两者界面间的相容性问题;另一方面，可提高植物纤维填料与塑料基材之间的亲和能力，形成密实的网状结构，使植物纤维填料在复合材料中的分散更均匀，流动性更好，

从而能够很好地传递填料与树脂之间的应力，进而大大提高产品的力学性能。同时，由于超分散剂的加入，使改性后的植物纤维填料中的极性轻基被相关助剂中的取代基所取代或被塑料基材所包覆，从而使所制得的复合材料不易发生湿胀和干缩，膨胀率及吸水性率低，因而所得制品具有较好的稳定性;而阳离子表面活性剂的加入还使得挤出制品的表面更光滑、更美观，且具有更好的抗腐蚀性。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

一种高分子纤维复合新材料的合成配方，其特征在于:按重量份计，它由下述组分制成:

植物纤维填料40一100份;塑料基材60一100份;

热稳定剂3.5}-}-5份;增塑剂1w--2份;

润滑剂1.6}--12份;改性剂4w--8份;

相容剂1---3份;偶联剂2w--3份;

超分散剂1---5份;阳离子表面活性剂1---4份;

发泡剂1一1.8份;发泡助剂1---5份;

抗氧剂0.3}--1.2份;交联剂1一10份;

成核剂1---20份;降粘剂0.8}1份;

增粘剂0.8}1份;其它助剂3.2-}--13.4份;

其中，

所述的热稳定剂为有机锡稳定剂、钙锌稳定剂或铅盐复合稳定剂;

所述的改性剂为ACR-401、乙烯一醋酸乙烯共聚物或氯化聚乙烯;

所述的阳离子表面活性剂为季钱盐型阳离子表面活性剂;

所述的发泡剂为碳酸氢钠与偶氮二甲酞胺或偶氮二异丁睛的组合;

所述的交联剂过氧化苯甲酞、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酸叔丁酚;

所述的成核剂为选自碳酸钙晶须、纳米活性轻质碳酸钙、滑石粉、二氧化钦和硬脂酸钙中的一种或任意两种以上的组合;

所述的其它助剂按重量份计，其组成为氢氧化钠0.5一3份、尿素1一5份、多聚甲醛1一3份、甲酸0.2一1.2份和三聚氰胺0.5一1.2份。

根据权利要求1所述的高分子纤维复合新材料，其特征在于:各组分的重量份为:

植物纤维填料50一100份;

热稳定剂4w--5份;

润滑剂1.8一2份;

相容剂1.5---3份;

超分散剂2一4份;

发泡剂1.2一1.6份;

抗氧剂0.5一1份;

成核剂5---13份;

增粘剂0.8一0.9份;

塑料基材60一80份;

增塑剂1w--2份;

改性剂5一7.5份;

偶联剂2---3份;

阳离子表面活性剂1---2份;

发泡助剂2---5份;

交联剂1一5份;

降粘剂0.8一0.9份;

其它助剂所述的增塑剂为选自邻苯二甲酸二辛酚、邻苯二甲酸二丁酚和环氧大豆油中的一种或两种以上的组合。

所述的润滑剂为选自硬脂酸、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸锌、石蜡、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯腊中的一种或任意两种以上的组合。

所述的相容剂为马来酸配或丙烯酸。

所述的偶联剂为选自硅烷偶联剂、钦酸酚偶联剂和铝酸酚偶联剂中的一种或任意两种以上的组合。

所述的降粘剂为降粘剂LJ-950。

所述的增粘剂为聚苯乙烯树脂、单月桂酸酚聚氧乙烯化合物或环氧乙烷一环氧丙烷嵌段共聚物。

本发明所述高分子纤维复合新材料的制备方法为:

将植物纤维填料置于高速混合机中，加入其它助剂混合搅拌3一6min此时料温达到100℃一1200C)，打开高速混合机上的料斗盖，让植物纤维填料中所含的水份散发，待物料温度降至45一55℃时，再加入超分散剂和阳离子表面活性剂，混合搅拌1一2min，待物料温度降至55一65℃时，加入塑料基材和热稳定剂，混合搅拌1一2min;待物料温度降至65一75℃时，加入润滑剂、改性剂、相容剂、偶联剂、抗氧剂、交联剂、降粘剂和增粘剂混合搅拌2一4min，待物料温度降至75一85℃时加入增塑剂混合搅拌2一3min，待物料温度降至85一95℃时加入发泡剂和发泡助剂混合搅拌2一3min，待物料温度降至95一1050C时加入成核剂，混合搅拌至物料温度达到120℃时停止高速混合，将物料排出，所得预混物料送入单螺杆或双螺杆造粒机进行造粒(加工温度为140一1700C);最后将粒料送入单螺杆或双螺杆挤出机(加工温度为150一1750C)挤出各种高分子纤维复合新材料制品坯材，再经水冷定型、牵引、切割、下料，得到成品。

本发明所述高分子纤维复合新材料选用特殊配比的其它助剂对植物纤维填料进行改性，再通过超分散剂、阳离子表面活性剂与改性后的植物纤维填料表面上的极性基团发生锚锢作用，以降低植物纤维填料的表面极性，一方面，有利于植物纤维填料与塑料基材共混，解决两者界面间的相容性问题;另一方面，可提高植物纤维填料与塑料基材之间的亲和能力，形成密实的网状结构，使植物纤维填料在复合材料中的分散更均匀，流动性更好，

从而能够很好地传递填料与树脂之间的应力，进而大大提高产品的力学性能。同时，由于超分散剂的加入，使改性后的植物纤维填料中的极性轻基被相关助剂中的取代基所取代或被塑料基材所包覆，从而使所制得的复合材料不易发生湿胀和干缩，膨胀率及吸水性率低，因而所得制品具有较好的稳定性;而阳离子表面活性剂的加入还使得挤出制品的表面更光滑、更美观，且具有更好的抗腐蚀性。

以下各实施例均采用下述方法进行加工:

将植物纤维填料置于高速混合机中，加入其它助剂混合搅拌5min，然后打开高速混合机上的料斗盖，让植物纤维填料中所含的水份散发，待物料温度降至50℃时，加入超分散剂和阳离子表面活性剂，混合搅拌2min，待物料温度降至60℃时，加入塑料基材和热稳定剂，混合搅拌2min;待物料温度降至70℃时，加入润滑剂、改性剂、相容剂、偶联剂、抗氧剂、交联剂、降粘剂和增粘剂混合搅拌3min，待物料温度降至80℃时加入增塑剂混合搅拌3min，待物料温度降至90℃时加入发泡剂和发泡助剂混合搅拌3min，待物料温度降至100℃时加入成核剂，混合搅拌至物料温度达到120℃时停止高速混合，将物料排出，所得预

混物料送入单螺杆或双螺杆造粒机进行造粒(加工温度为140一1700C);最后将粒料送入单螺杆或双螺杆挤出机(加工温度为150一1750C)挤出各种高分子纤维复合新材料制品坯材，再经水冷定型、牵引、切割、下料，得到成品。

实施例1

根据下述表1中实施例1的配方称取各组分，按上述方法制成板材。

实施例2

根据下述表1中实施例2的配方称取各组分，按上述方法制成板材。

实施例3

根据下述表1中实施例3的配方称取各组分，按上述方法制成板材。

实施例4

根据下述表1中实施例4的配方称取各组分，按上述方法制成板材。

实施例5

根据下述表1中实施例5的配方称取各组分，按上述方法制成板材。

实施例6

根据下述表1中实施例6的配方称取各组分，按上述方法制成板材。

表1:

对根据实施例1一6制得的板材进行熔融指数、弯曲强度、拉伸强度、抗冲击强度、

吸水率进行测试，结果如下述表2所示:

表2:

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种高分子纤维复合新材料的合成配方，其特征在于:按重量份计，它由下述组分制成:

植物纤维填料40一100份;塑料基材60一100份;

热稳定剂3.5}-}-5份;增塑剂1w--2份;

润滑剂1.6}--12份;改性剂4w--8份;

相容剂1---3份;偶联剂2w--3份;

超分散剂1---5份;阳离子表面活性剂1---4份;

发泡剂1一1.8份;发泡助剂1---5份;

抗氧剂0.3}--1.2份;交联剂1一10份;

成核剂1---20份;降粘剂0.8}1份;

增粘剂0.8}1份;其它助剂3.2-}--13.4份;

其中，

所述的热稳定剂为有机锡稳定剂、钙锌稳定剂或铅盐复合稳定剂;

所述的改性剂为ACR-401、乙烯一醋酸乙烯共聚物或氯化聚乙烯;

所述的阳离子表面活性剂为季钱盐型阳离子表面活性剂;

所述的发泡剂为碳酸氢钠与偶氮二甲酞胺或偶氮二异丁睛的组合;

所述的交联剂过氧化苯甲酞、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酸叔丁酚;

所述的成核剂为选自碳酸钙晶须、纳米活性轻质碳酸钙、滑石粉、二氧化钦和硬脂酸钙中的一种或任意两种以上的组合;

所述的其它助剂按重量份计，其组成为氢氧化钠0.5一3份、尿素1一5份、多聚甲醛1一3份、甲酸0.2一1.2份和三聚氰胺0.5一1.2份。

2.根据权利要求1所述的高分子纤维复合新材料，其特征在于:各组分的重量份为:

植物纤维填料50一100份;

热稳定剂4w--5份;

润滑剂1.8一2份;

相容剂1.5---3份;

超分散剂2一4份;

发泡剂1.2一1.6份;

抗氧剂0.5一1份;

成核剂5---13份;

增粘剂0.8一0.9份;

塑料基材60一80份;

增塑剂1w--2份;

改性剂5一7.5份;

偶联剂2---3份;

阳离子表面活性剂1---2份;

发泡助剂2---5份;

交联剂1一5份;

降粘剂0.8一0.9份;

其它助剂4.7^-6.7份。

3.据权利要求1或2所述的高分子纤维复合新材料，其特征在于:所述的增塑剂为选自邻苯二甲酸二辛酚、邻苯二甲酸二丁酚和环氧大豆油中的一种或两种以上的组合。

4.据权利要求1或2所述的高分子纤维复合新材料，其特征在于:所述的润滑剂为选自硬脂酸、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸锌、石蜡、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯腊中的一种或任意两种以上的组合。

5.据权利要求1或2所述的高分子纤维复合新材料，其特征在于:所述的相容剂为马来酸配或丙烯酸。

6.据权利要求1或2所述的高分子纤维复合新材料，其特征在于:所述的偶联剂为选自硅烷偶联剂、钦酸酚偶联剂和铝酸酚偶联剂中的一种或任意两种以上的组合。

7.据权利要求1或2所述的高分子纤维复合新材料，其特征在于:所述的降粘剂为降粘剂LJ-950。

8.根据权利要求1或2所述的高分子纤维复合新材料，其特征在于:所述的增粘剂为聚苯乙烯树脂、单月桂酸酚聚氧乙烯化合物或环氧乙烷一环氧丙烷嵌段共聚物。