CN106084837A - 一种pe脂塑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了环保型高热稳定性的PE脂塑材料及其制备方法。其包括以下重量份的成分：木粉颗粒35~60kg；聚乙烯30~40kg；改性玻璃纤维20~30kg；界面改性剂2~5kg；硬脂酸1~3kg；聚乙烯蜡2~3kg；偶联剂3~5kg；着色剂2~4kg；氯乙酸溶液，氢氧化钠溶液。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。从而大幅度提高了各组分的界面结合性能，改善了脂塑制品热稳定性不佳的问题。

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，尤其涉及一种环保型高热稳定性的PE脂塑材料及其制备方法。
背景技术
脂塑复合材料是近些年来一种新型的复合材料，它是由木粉、塑料和添加剂按照一定比例混合而成的，具备一般塑料、木粉所具有的优点。而且近些年来，脂塑的研究方向从新塑料、原木粉为原料的角度转变成了现在的以废旧塑料、废弃木粉为主，用废旧塑料、木粉生产的脂塑制品在添加剂做微量调整的前提下其力学性能损失不大，能够满足部分国家建材标准，有一定的使用市场。但由于木粉、塑料的界面相容性很差的缘故，使得脂塑制品的热稳定性、光稳定性较差，因此只能适应在建材行业低端领域，比如地板、托盘等等。因此如何提高热稳定性、光稳定性一直是目前脂塑行业研究的重点之一。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种环保型高热稳定性的PE脂塑材料及其制备方法。
本发明第一方面提供了一种环保型阻燃性脂塑材料，包括以下重量份的成分：
木粉颗粒35~60kg；
聚乙烯30~40kg；
改性玻璃纤维20~30kg；
界面改性剂2~5kg；
硬脂酸1~3kg；
聚乙烯蜡2~3kg；
偶联剂3~5kg；
着色剂2~4kg；
氯乙酸溶液，浓度为0.3mol/L；
氢氧化钠溶液，浓度为0.5mol/。
较佳地，所述的偶联剂为PE-g-MAH。
较佳地，所述的界面改性剂为WPC570D。
本发明第二方面提供一种上述的环保型高热稳定性的PE脂塑材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备氯乙酸溶液，将木粉颗粒浸泡于所述的氯乙酸溶液中，得到酸化木粉颗粒；
步骤二：制备氢氧化钠溶液，将所述的酸化木粉颗粒置于所述的氢氧化钠溶液中中和，得到中性木粉颗粒；
步骤三：将所述的中性木粉颗粒脱水干燥后，称取所述的重量份的聚乙烯、改性玻璃纤维、界面改性剂、硬脂酸、聚乙烯蜡、偶联剂、着色剂与中性木粉颗粒混合均匀，得到混合均匀后的成分；
步骤四：将所述的混合均匀后的成分加入双螺杆挤出机混炼造粒，后挤出成型并冷却，得到所述的环保型高热稳定性的PE脂塑材料。
较佳地，所述的步骤三中，将所述的重量份的聚乙烯、改性玻璃纤维、界面改性剂、硬脂酸、聚乙烯蜡、偶联剂、着色剂与中性木粉颗粒加入高速混炼机中混合后，再加入冷混料设备中混合均匀。
较佳地，所述的高速混炼机的温度设定为60~80℃。冷混料设备的温度为50℃。
较佳地，所述的双螺杆挤出机的参数为温度为160~180℃，主机转速为80~120r/min，喂料转速为20~50r/min。
较佳地，所述的挤出成型步骤中，所述的双螺杆挤出机参数为温度为170~190℃，主机转速为4~10r/min，喂料转速转钮为7~15r/min。
较佳地，所述的冷却方式为水冷。
本发明选择了合理的配方、适当的加工工艺。上述配方中木粉经氢氧化钠溶液浸泡、氯乙酸进行醚化技术改性处理，引进了热稳定性能优异的新官能团羧基纤维素钠盐、羧基木质素钠盐，经醚化处理的木粉对塑料基体的粘结性能上升，易于和塑料基体发生粘结反应；且经过聚氯乙烯改性的玻璃纤维填料由于其表面被含有极性的PVC包裹，所含氯元素与改性的木粉中的醚基极易产生极强的氢键。从而大幅度提高了各组分的界面结合性能，改善了脂塑制品热稳定性不佳的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的环保型高热稳定性的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。
实施例1
环保型高热稳定性的PE脂塑材料，包括以下份的成分：
木粉颗粒35kg；
聚乙烯30kg；
改性玻璃纤维20kg；
界面改性剂WPC570D 2kg；
硬脂酸1kg；
聚乙烯蜡2kg；
偶联剂PE-g-MAH 3kg；
着色剂2kg；
氯乙酸溶液，浓度为0.3mol/L；
氢氧化钠溶液，浓度为0.5mol/。
上述环保型高热稳定性的PE脂塑材料的制备方法如下：
第一步：在A池槽中制备0.3mol/L的氯乙酸溶液，将木粉置于氯乙酸溶液中，保证木粉全部浸入溶液当中，搅拌浸泡2h；
第二步：在B池槽中制备0.5mol/L的氢氧化钠溶液，从A槽中将酸化的木粉转入B槽进行酸碱中和反应1h，控制PH值，使改性木粉为中性；
第三步：将木粉进行脱水干燥处理；
第四步，按上述配方比例称取定量的改性木粉和其他原料，
第五步，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60~80℃，待温度达到所设温度时，转为低速搅拌，搅拌时间15min。
第六步，将第五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。
第七步，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160℃，主机转速80r/min，喂料转速20r/min；
第八步，挤出成型，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170℃，转动主机调速旋钮至4r/min，转动喂料调速转钮至7r/min；上述机器参数为最优参数。
第九步，冷却，采用方式：水冷。得到环保型高热稳定性的PE脂塑材料。
实施例2
环保型高热稳定性的PE脂塑材料，包括以下成分：
木粉颗粒60kg；
聚乙烯40kg；
改性玻璃纤维30kg；
界面改性剂WPC570D5kg；
硬脂酸3kg；
聚乙烯蜡3kg；
偶联剂PE-g-MAH5kg；
着色剂4kg；
氯乙酸溶液，浓度为0.3mol/L；
氢氧化钠溶液，浓度为0.5mol/。
上述环保型高热稳定性的PE脂塑材料的制备方法如下：
第一步：在A池槽中制备0.3mol/L的氯乙酸溶液，将木粉置于氯乙酸溶液中，保证木粉全部浸入溶液当中，搅拌浸泡2h；
第二步：在B池槽中制备0.5mol/L的氢氧化钠溶液，从A槽中将酸化的木粉转入B槽进行酸碱中和反应1h，控制PH值，使改性木粉为中性；
第三步：将木粉进行脱水干燥处理；
第四步，按上述配方比例称取定量的改性木粉和其他原料，
第五步，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℃，待温度达到所设温度时，转为低速搅拌，搅拌时间15min。
第六步，将第五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。
第七步，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120r/min，喂料转速50r/min；
第八步，挤出成型，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℃，转动主机调速旋钮至10r/min，转动喂料调速转钮至15r/min；上述机器参数为最优参数。
第九步，冷却，采用方式：水冷。得到环保型高热稳定性的PE脂塑材料
将实施例1和实施例2所得环保型高热稳定性的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，发现其选择了合理的配方、适当的加工工艺。上述配方中木粉经氢氧化钠溶液浸泡、氯乙酸进行醚化技术改性处理，引进了热稳定性能优异的新官能团羧基纤维素钠盐、羧基木质素钠盐，经醚化处理的木粉对塑料基体的粘结性能上升，易于和塑料基体发生粘结反应；且经过聚氯乙烯改性的玻璃纤维填料由于其表面被含有极性的PVC包裹，所含氯元素与改性的木粉中的醚基极易产生极强的氢键。从而大幅度提高了各组分的界面结合性能，改善了脂塑制品热稳定性不佳的问题。所得产品具有界面相容性好、热稳定性明显高于同类产品的优点，拓宽了脂塑材料的应用范围，具有很广阔的应用空间。
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 (9)

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35~60kg；
聚乙烯30~40kg；
改性玻璃纤维20~30kg；
界面改性剂2~5kg；
硬脂酸1~3kg；
聚乙烯蜡2~3kg；
偶联剂3~5kg；
着色剂2~4kg；
氯乙酸溶液；
氢氧化钠溶液。
2.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PE-g-MAH。
3.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WPC570D。
4.一种根据权利要求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：制备氯乙酸溶液，将木粉颗粒浸泡于所述的氯乙酸溶液中，得到酸化木粉颗粒；
步骤二：制备氢氧化钠溶液，将所述的酸化木粉颗粒置于所述的氢氧化钠溶液中中和，得到中性木粉颗粒；
步骤三：将所述的中性木粉颗粒脱水干燥后，称取所述的重量份的聚乙烯、改性玻璃纤维、界面改性剂、硬脂酸、聚乙烯蜡、偶联剂、着色剂与中性木粉颗粒混合均匀，得到混合均匀后的成分；
步骤四：将所述的混合均匀后的成分加入双螺杆挤出机混炼造粒，后挤出成型并冷却，得到所述的环保型高热稳定性的PE脂塑材料。
5.根据权利要求4所述的环保型高热稳定性的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤三中，将所述的重量份的聚乙烯、改性玻璃纤维、界面改性剂、硬脂酸、聚乙烯蜡、偶联剂、着色剂与中性木粉颗粒加入高速混炼机中混合后，再加入冷混料设备中混合均匀，得到所述的混合均匀后的成分。
6.根据权利要求5所述的环保型高热稳定性的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，所述的高速混炼机的温度设定为60~80℃，冷混料设备的温度为50℃。
7.根据权利要求4所述的环保型高热稳定性的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，所述的混炼造粒步骤中，所述的双螺杆挤出机的参数为温度为160~180℃，主机转速为80~120r/min，喂料转速为20~50r/min。
8.根据权利要求4所述的环保型高热稳定性的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，所述的挤出成型步骤中，所述的双螺杆挤出机参数为温度为170~190℃，主机转速为4~10r/min，喂料转速转钮为7~15r/min。
9.根据权利要求4所述的环保型高热稳定性的PE脂塑材料的制备方法，其特征在于，所述的冷却方式为水冷。
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