CN106084393A - 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脂塑材料及其制备方法，包括木粉颗粒、聚乙烯、发泡剂、环氧树脂填料、木质素、润滑剂、硬脂酸、抗氧剂、相容剂、抗冲加工改性剂、着色剂。且本发明的制备方法采用二次加料法，充分保证了木纤维的完整性。通过选择合理的配方、适当的加工工艺，界面相容性大大改善，力学性能显著提高，其中延展性相比于现市场上产品提高23%，密度降低36%，节省了1/3的成本。十分具有实用价值。

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，尤其涉及一种发泡性能优异的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、不腐烂、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，即木粉与塑料界面相容性差、延展性差、密度大等特点，这也是一直以来大家关注的一个方向。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种发泡性能优异、高强度的PE脂塑材料及其制备工艺。
本发明第一方面提供了一种PE脂塑材料，包括木粉颗粒、聚乙烯、发泡剂、环氧树脂填料、木质素、润滑剂、硬脂酸、抗氧剂、相容剂、抗冲加工改性剂、着色剂。
较佳地，所述的润滑剂为EBS。
较佳地，所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
较佳地，所述的相容剂为马来酸酐接枝PE。
较佳地，所述的抗冲加工改性剂为ACR抗冲加工改性剂。
本发明第二方面提供了上述的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将木粉颗粒和木质素置入干燥机中干燥，得到干燥的木粉颗粒和木质素；
步骤一：将聚乙烯、发泡剂、环氧树脂填料、润滑剂、硬脂酸、抗氧剂、相容剂、抗冲加工改性剂、着色剂加入高速混炼机中均匀混合；
步骤三：将所述的干燥的木粉颗粒和木质素加入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：将均匀混合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85℃。
较佳地，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，所述步骤四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：
本发明采用二次加料法，充分保证了木纤维的完整性。通过选择合理的配方、适当的加工工艺，界面相容性大大改善，力学性能显著提高，其中延展性相比于现市场上产品提高23%，密度降低36%，节省了1/3的成本。材料中使用的基体是韧性最为优异的PE，PE的韧性方面的优点可以提高发泡剂的使用比例，大幅度的降低密度，节省成本；同时该配方中含有类似胶黏剂物质的木质素，它是木粉的组分之一，它可以促进木粉与高分子PE的界面相容性；所加填料为经过高分子表面处理的二氧化硅颗粒，该种填料与塑料的界面相容性较好。发泡剂的加入可以使脂塑产生球形泡孔，这些泡孔可钝化裂纹尖端并有效阻止裂纹的扩展，从而显著提高材料的耐冲击性和延展性,并大大降低制品的密度。同时加入了显极性具有粘结作用的存在于木粉中的木质素以及有机改性的无机填料—环氧树脂填料，可以改善木粉与基体、填料的界面相容性，提高脂塑强度。
附图说明
图1为本发明实施例的PE脂塑材料的生产工艺流程图。
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。
本实施例的以PE为基体发泡性能优异的高强度脂塑复合材料，包括木粉颗粒25kg、聚乙烯30kg、发泡剂3kg、环氧树脂填料30kg、木质素4kg、润滑剂EBS 0.3kg、硬脂酸2kg、抗氧剂1010 0.2kg、相容剂马来酸酐接枝PE 2kg、ACR抗冲加工改性剂0.5kg、着色剂氧化铁3kg
上述PE脂塑复合材料，具体工艺步骤如下：
1）按配方中的比例称取原料，除木粉和木质素外放入一个料筒A中，木粉
和木质素放入料筒B中。两者分别在干燥机中干燥30min。
2）采用两步加料法，现在高速混炼机中加入A料，高速搅拌；待高速混炼机温度升至85℃时，加入B料，搅拌20min。这样可以有效地防止木纤维裂解。
3）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。
4）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。
5）冷却，采用方式：水冷。当挤出产品进入水箱时水箱加满水。
6）切割成型得到材料。
将实施例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，发现延展性相比于现市场上产品提高23%，密度降低36%，节省了1/3的成本。十分具有实用价值。
本发明采用二次加料法，充分保证了木纤维的完整性。通过选择合理的配方、适当的加工工艺，界面相容性大大改善，力学性能显著提高，材料中使用的基体是韧性最为优异的PE，PE的韧性方面的优点可以提高发泡剂的使用比例，大幅度的降低密度，节省成本；同时该配方中含有类似胶黏剂物质的木质素，它是木粉的组分之一，它可以促进木粉与高分子PE的界面相容性；所加填料为经过高分子表面处理的二氧化硅颗粒，该种填料与塑料的界面相容性较好。发泡剂的加入可以使脂塑产生球形泡孔，这些泡孔可钝化裂纹尖端并有效阻止裂纹的扩展，从而显著提高材料的耐冲击性和延展性,并大大降低制品的密度。同时加入了显极性具有粘结作用的存在于木粉中的木质素以及有机改性的无机填料—环氧树脂填料,可以改善木粉与基体、填料的界面相容性，提高脂塑强度。
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，包括木粉颗粒、聚乙烯、发泡剂、环氧树脂填料、木质素、润滑剂、硬脂酸、抗氧剂、相容剂、抗冲加工改性剂以及着色剂。
2.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EBS。
3.根据权利要求1所述的PE脂塑材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
4.根据权利要求1所述的PE脂塑材料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝PE。
5.根据权利要求1所述的PE脂塑材料，其特征在于，所述的抗冲加工改性剂为ACR抗冲加工改性剂。
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：将木粉颗粒和木质素置入干燥机中干燥，得到干燥的木粉颗粒和木质素；
步骤一：将聚乙烯、发泡剂、环氧树脂填料、润滑剂、硬脂酸、抗氧剂、相容剂、抗冲加工改性剂、着色剂加入高速混炼机中均匀混合；
步骤三：将所述的干燥的木粉颗粒和木质素加入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85℃。
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，所述步骤四中的冷却方式为水冷。
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