CN106009162A - 一种pe脂塑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种PE脂塑材料。其包括以下重量份的成分：木粉颗粒20~30份；聚乙烯25~35份；二氧化硅惰性环氧树脂填料30~60份；木质素5~12份；界面改性剂0.5~1.8份；润滑剂 1.5~3份；硬脂酸1~3份；聚乙烯蜡0.6~1份；阻燃剂3~5份；偶联剂 1.5~3.5份；抗冲加工改性剂0.5~1份；着色剂2~4份。本发明第二方面提供了上述材料的制备方法，本发明选择了合理的配方、适当的加工工艺，克服了现有产品的不足，通过多次实验选出合理的物料配方，造粒挤出成型。所得产品界面相容性、力学性能大幅度提高。

Description

一种PE脂塑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种高界面相容性、高强度的PE脂塑材料及其制备方法。
背景技术
脂塑复合材料是近年新兴的一种具有优异性能的高分子复合材料。它兼备木材和塑料的双重优点，不但具有耐酸碱、耐腐烂、吸水性小、便于清洁等特点，而且由于木粉的存在，其力学性能大大提高。但这种材料普遍存在一个问题，即表面呈极性的木粉与表面呈非极性的塑料界面相容性太差，这也是一直以来大家关注的一个方向。其次脂塑复合材料虽较木制品、塑料产品而言力学性能上升，但是整体幅度不是很大。近年来，很多人在该方面做了大量的研究。专利号为CN105086268的专利公布了一种高强度脂塑材料，但其使用的玻璃纤维、污泥等为极性材料，与塑料基体衔接性能一般，界面相容性较差。
所以一种能够弥补上述不足的脂塑材料是十分具有实用价值的。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种PE脂塑材料及其制备方法。
本发明第一方面提供了一种PE脂塑材料，其特征在于，包括以下重量份的成分：
木粉颗粒20~30份；
聚乙烯25~35份；
二氧化硅惰性环氧树脂填料30~60份；
木质素5~12份；
界面改性剂0.5~1.8份；
润滑剂 1.5-3份；
硬脂酸1~3份；
聚乙烯蜡0.6~1份；
阻燃剂3~5份；
偶联剂 1.5~3.5份；
抗冲加工改性剂0.5~1份；
着色剂2~4份。
较佳地，所述的界面改性剂为WPC570。
较佳地，所述的润滑剂为WP-2200.
较佳地，所述的偶联剂为SBS-g-MAH。
较佳地，所述的阻燃剂为Al（OH）3。
本发明第二方面提供了上述PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按所述的重量份称取成分，并将其中除木粉颗粒和木质素以外的成分加入高速混炼机中均匀混合；
步骤二：将木粉颗粒和木质素置入烘干机中烘干，得到烘干的木粉颗粒和木质素；
步骤三：将所述的烘干的木粉颗粒和木质素一同加入到高速混炼机中的成分中，得到均匀混合后的成分；
步骤四：将所述的均匀混合后的成分加入冷混料设备，搅拌冷却，得到冷却后的成分；
步骤五：将冷却后的成分通入双螺杆挤出机混炼并造粒、挤出成型后冷却，得到所述的PE脂塑材料。
较佳地，所述高速混炼机的温度为80℃。
较佳地，其特征在于，所述的混炼并造粒的过程中所述的双螺杆挤出机的参数为：温度180℃，主机转速80r/min，喂料转速30r/min。
较佳地，所述的挤出成型过程中双螺杆挤出机的参数为：温度为190℃，主机转速4r/min，喂料转速7r/min。
较佳地，所述步骤五中的冷却方式为水冷。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明克服了现有产品的不足，通过多次实验选出合理的物料配方，造粒挤出成型。所得产品界面相容性、力学性能大幅度提高。所设的成分中含有类似胶黏剂物质木质素，它是木粉的组分之一，与木粉和塑料的结合力远远胜于胶粘剂本身，并且在使用过程中没有甲醛等有害物质逸出；所加填料为经过高分子表面处理的二氧化硅颗粒，其表面为非极性，该种填料与塑料的界面相容性较好。本发明通过选择合理的配方、适当的加工工艺。选择木粉中具有粘结能力的组分木质素作为界面相容剂，其界面相容性大大改善，机械性能大幅度提高；表面结合力显著增加，具有优越的力学性能、更高的硬度、抗酸碱腐蚀性、尺寸稳定性等，而且由于本发明添加了一种改性二氧化硅惰性环氧树脂填料，该种二氧化硅填料表面被不含极性的热固性环氧树脂包裹，因此和塑料基体的表面衔接性能优异，复合材料强度大幅度提升。惰性环氧树脂填料本身具有阻燃特性，因此加入该类填料后，阻燃性显著提高，间接降低了阻燃成本。
附图说明
图1为本发明实施例PE脂塑材料制品的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面参照附图，结合具体的实施例对本发明作进一步地说明，以更好地理解本发明。
实施例1
PE脂塑材料，包括以下重量份的成分：
木粉颗粒20kg、聚乙烯25kg、二氧化硅惰性环氧树脂填料30kg、木质素5kg、WPC570D0.5kg、WP-2200 1.5kg、硬脂酸1kg、聚乙烯蜡0.6kg、Al(OH)3 3kg、SBS-g-MAH1.5kg、抗冲加工改性剂0.5kg、着色剂2kg。
上述PE脂塑材料的制备方法如下
第一步，按上述配方除木粉和木质素外按上述配方比例称取一定量的原料，木粉颗粒与木质素单独放置到另外的料筒中；
第二步，将所述称量好的原料加入高速混炼机中均匀混合，设定高速混炼机温度为80℃，待温度达到80℃时，转为低速搅拌，搅拌时间15min。与此同时，木粉颗粒和木质素置于烘干机中，温度设定为60℃，烘干时间10min。
第三步，将烘干除去水分的木质素和木粉颗粒加入到高速混炼机中，温度设定80℃，搅拌时间15min。
第四步，将第三步所得物料加入冷混料设备，将物料搅拌冷却至50℃，准备进行造粒。
第五步，造粒，将混合均匀的原料通入同向双螺杆挤出机混炼、造粒，同向双螺杆挤出机设定 温度为180℃，主机转速80r/min，喂料转速30r/min；
第六步，挤出成型，根据生产所需安装所需产品的模具，等挤出温度达到设定温度30min后启动上料机将料仓加满。异向双螺杆挤出机设定温度为190℃，转动主机调速旋钮4r/min，转动喂料调速转钮7r/min；调试机器参数，找出最优参数。
第七步，冷却，采用方式：水冷。得到实施例1的PE脂塑材料。
实施例2
PE脂塑材料，包括以下重量的成分：
木粉颗粒30kg、聚乙烯35kg、二氧化硅惰性环氧树脂填料60kg、木质素12kg、WPC570D1.8kg、WP-2200 3kg、硬脂酸3kg、聚乙烯蜡1kg、Al(OH)35kg、SBS-g-MAH3.5kg、抗冲加工改性剂1kg、着色剂4kg。
第一步，按上述配方除木粉和木质素外按上述配方比例称取一定量的原料，木粉颗粒与木质素单独放置到另外的料筒中；
第二步，将所述称量好的原料加入高速混炼机中均匀混合，设定高速混炼机温度为80℃，待温度达到80℃时，转为低速搅拌，搅拌时间15min。与此同时，木粉颗粒和木质素置于烘干机中，温度设定为60℃，烘干时间10min。
第三步，将烘干除去水分的木质素和木粉颗粒加入到高速混炼机中，温度设定80℃，搅拌时间15min。
第四步，将第三步所得物料加入冷混料设备，将物料搅拌冷却至50℃，准备进行造粒。
第五步，造粒，将混合均匀的原料通入同向双螺杆挤出机混炼、造粒，同
向双螺杆挤出机设定 温度为180℃，主机转速80r/min，喂料转速30r/min；
第六步，挤出成型，根据生产所需安装所需产品的模具，等挤出温度达到设定温度30min后启动上料机将料仓加满。异向双螺杆挤出机设定温度为190℃，转动主机调速旋钮4r/min，转动喂料调速转钮7r/min；调试机器参数，找出最优参数。
第七步，冷却，采用方式：水冷。得到实施例2的PE脂塑材料。
将实施例1和实施例2所得的PE脂塑材料经过图1的生产工艺得到制品，然后对上述制品进行测试，本发明克服了现有产品的不足，通过多次实验选出合理的物料配方，造粒挤出成型。所得产品界面相容性、力学性能大幅度提高。所设的成分中含有类似胶黏剂物质木质素，它是木粉的组分之一，与木粉和塑料的结合力远远胜于胶粘剂本身，并且在使用过程中没有甲醛等有害物质逸出；所加填料为经过高分子表面处理的二氧化硅颗粒，其表面为非极性，该种填料与塑料的界面相容性较好。本发明通过选择合理的配方、适当的加工工艺。选择木粉中具有粘结能力的组分木质素作为界面相容剂，其界面相容性大大改善，机械性能大幅度提高；表面结合力显著增加，具有优越的力学性能、更高的硬度、抗酸碱腐蚀性、尺寸稳定性等，而且由于本发明添加了一种改性二氧化硅惰性环氧树脂填料，该种二氧化硅填料表面被不含极性的热固性环氧树脂包裹，因此和塑料基体的表面衔接性能优异，复合材料强度大幅度提升。惰性环氧树脂填料本身具有阻燃特性，因此加入该类填料后，阻燃性显著提高，间接降低了阻燃成本。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种PE脂塑材料，其特征在于，包括以下重量份的成分：
木粉颗粒20~30份；
聚乙烯25~35份；
二氧化硅惰性环氧树脂填料30~60份；
木质素5~12份；
界面改性剂0.5~1.8份；
润滑剂 1.5~3份；
硬脂酸1~3份；
聚乙烯蜡0.6~1份；
阻燃剂3~5份；
偶联剂 1.5~3.5份；
抗冲加工改性剂0.5~1份；
着色剂2~4份。
2.根据权利要求1所述的PE脂塑材料，其特征在于，所述的界面改性剂为WPC570。
3.根据权利要求1所述的PE脂塑材料，其特征在于，所述的润滑剂为WP-2200。
4.根据权利要求1所述的PE脂塑材料，其特征在于，所述的偶联剂为SBS-g-MAH。
5.根据权利要求1所述的PE脂塑材料，其特征在于，所述的阻燃剂为Al（OH）3。
6.一种根据权利要求1所述的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按所述的重量份称取成分，并将其中除木粉颗粒和木质素以外的成分加入高速混炼机中均匀混合；
步骤二：将木粉颗粒和木质素置入烘干机中烘干，得到烘干的木粉颗粒和木质素；
步骤三：将所述的烘干的木粉颗粒和木质素一同加入到高速混炼机中的成分中，得到均匀混合后的成分；
步骤四：将所述的均匀混合后的成分加入冷混料设备，搅拌冷却，得到冷却后的成分；
步骤五：将冷却后的成分通入双螺杆挤出机混炼并造粒、挤出成型后冷却，得到所述的PE脂塑材料。
7.根据权利要求6所述的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，所述高速混炼机的温度为80℃。
8.根据权利要求6所述的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，所述的混炼并造粒的过程中所述的双螺杆挤出机的参数为：温度180℃，主机转速80r/min，喂料转速30r/min。
9.根据权利要求6所述的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，所述的挤出成型过程中双螺杆挤出机的参数为：温度为190℃，主机转速4r/min，喂料转速7r/min。
10.根据权利要求6所述的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤五中的冷却方式为水冷。
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