CN106987148A - 一种高强阻燃木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强阻燃木塑复合材料,包括聚丙烯20‑50份、改性木质素40‑70份、长波纤有机母粒5‑10份及相容剂0.1‑1份,长波纤有机母粒由长玻纤、氯化石蜡、丙烯酸丁酯、硅烷偶联剂作为主要成分制备而成。还公开了复合材料的制备方法。本发明通过溴代烷对碱性木质素进行改性,在木质素表面官能团接枝有机烷分子链,有效提高木质素与聚丙烯相容性,同时在木质素表面包覆膨胀型无卤阻燃剂和有机高分子膜,能够进一步提高木质素与聚丙烯的界面相容性和阻燃性,提高木质素填充料,有效降低产品成本;长玻纤有机母粒的加入,有效提高了复合材料的力学强度,有效避免因木质素大量加入所导致家具料力学性能大幅度降低等问题。
Description
技术领域
本发明属于有机高分子纳米复合材料领域,尤其是涉及一种高强阻燃木塑复合材料及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料,指利用聚乙烯、聚丙烯等,代替通常的树脂胶粘剂,与超过50%以上的木粉、稻壳、木质素等废植物纤维混合成新的木质材料,再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺,生产出的板材或型材,主要用于建材、家具、物流包装等行业。塑料家具是一种新性能的家具,在人们的日常生活中已占有了很重要的地位。目前,随着国内家具产业竞争越发激烈,如何提高家具料性能的同时降低生产成本被越来越多地提到各大家具企业议程上,越来越多的企业正在积极的谋求将廉价的木粉/ 木质素等与聚烯烃复合,研制木塑复合材料。
国内对于木塑复合材料的研究已有较多涉及,例如中国专利 CN105504577A公开了一种木塑复合材料、中国专利CN105754209A 公开了一种木质素/聚丙烯复合材料、中国专利CN104672697B公开了一种木塑复合材料等。在木塑复合材料中,木质素属于极性材料,聚烯烃树脂属于非极性材料,该两种成分原本较难共混相容,国内研究较多的集中在于简单加入增塑剂、偶联剂、相容剂,虽能一定程度提高两者相容性,但效果差强人意;另外,虽然在聚烯烃中加入木粉 /木质素能一定程度的降低复合材料的单位成本,但随着木粉/木质素加入量的增大,极易形成相分离或应力集中现象,会影响聚丙烯体系的力学性能和外观美观,导致复合材料力学性能将直线下降,大大的限制了木塑家具料的正常使用,难以满足家具料性能的要求。目前,国内外专利和技术难以满足中高端木塑家具料对于美观、强度、阻燃及成本的需求。因此,开发一种低成本高强阻燃木塑复合家具料显得尤为重要,具有良好的市场前景和社会效益。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种成本低、强度高、阻燃性能佳、美观无应力集中点的高强阻燃木塑复合材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高强阻燃木塑复合材料,包括聚丙烯20-50份、改性木质素40-70份、长波纤有机母粒5-10份及相容剂0.1-1份,所述长波纤有机母粒由长玻纤、氯化石蜡、丙烯酸丁酯、硅烷偶联剂作为主要成分制备而成。
进一步的,所述改性木质素的制备方法包括以下步骤:
1)将异丙醇和水以体积比为1:1-3的比例混合制成异丙醇-水溶液;
2)将碱性木质素与步骤1)中得到的异丙醇-水溶液以体积比1:1-3的比例搅拌混合;
3)在步骤2)中得到的混合物中加入与之体积比为 10-14:1的溴代烷和与之体积比为8-12:1的浓盐酸,搅拌 10-15分钟,升温至130-140℃后继续搅拌反应6-8小时;
4)在步骤3)中得到的混合液中加入氢氧化钠,调节混合液的pH值为14,混合液过滤后保留滤液;
5)调节步骤4)中得到的滤液pH值为2,滤液过滤保留滤渣;
6)将步骤5)中得到的滤渣与膨胀型无卤阻燃剂、聚乙烯蜡混合置于高速搅拌机中搅拌10-15分钟即得改性木质素,其中滤渣与三聚氰胺尿氰酸盐的质量比为8-12:1,滤渣与聚乙烯蜡的质量比为6-10:1。
本发明通过溴代烷对碱性木质素进行改性,在木质素表面官能团接枝有机烷分子链,有效提高木质素与聚丙烯的相容性,同时在木质素表面包覆膨胀型无卤阻燃剂和有机高分子膜,能够进一步提高木质素与聚丙烯的界面相容性和阻燃性,提高木质素填充料,有效降低产品成本;另外,长玻纤有机母粒的加入,有效地提高复合材料的力学强度,有效避免因木质素大量加入所导致家具料力学性能大幅度降低等问题。
通过本发明制备的改性木质素,木质素表面极性官能团通过与溴代烷反应,将木质素表面极性官能团替代为非极性的烷基链官能团,从而极大地降低木质素的表面极性,提高木质素与聚丙烯的相容性;另外,通过搅拌共混将木质素与阻燃剂和高分子膜共混,在木质素表面包覆一层高分子膜,在提高木质素阻燃性的同时,进一步提高木质素与聚丙烯的相容性,因而可采用大比例的改性木质素来填充聚丙烯,在增强聚丙烯的同时,大大了降低了成本。
改性木质素的制备方法适用面广,不仅可以用于制作家具复合材料,还可用于其他增强阻燃聚合物复合材料的制备。
进一步的,所述步骤3)中的溴代烷为溴代十二烷或溴代十八烷。
进一步的,所述步骤6)中的膨胀型无卤阻燃剂为三聚氰胺尿氰酸盐。阻燃剂三聚氰胺尿氰酸盐通过与烷基化木质素和聚乙烯蜡搅拌共混,再与聚丙烯材料复合,提高了阻燃剂在聚丙烯树脂的分散度和效果,使得家具料具备良好的阻燃性能。
进一步的,所述步骤1)中异丙醇和水的体积比为1:2;所述步骤2)中碱性木质素与异丙醇-水溶液的体积比为1:2;所述步骤3) 中混合物与溴代烷的体积比为12:1;所述步骤3)中混合物与浓盐酸的体积比为10:1;所述步骤6)中滤渣与三聚氰胺尿氰酸盐的质量比为10:1;滤渣与聚乙烯蜡的质量比为8:1。
进一步的,所述长波纤有机母粒的制备方法包括以下步骤:
1)将氯化石蜡与丙烯酸丁酯按照体积比3:1比例混合;
2)将长玻纤与硅烷偶联剂以质量比为15:1的比例混合置于高速搅拌机中,边搅拌边滴入步骤1)中得到的混合液,继续搅拌10-15分钟,其中步骤1)中得到的混合液与长玻纤质量比为5-9:1;
3)将步骤2)所得混合物在75-85℃的烘箱内烘干1-3h,混合物经110-120℃的单螺杆挤出机挤出造粒即得长玻纤有机母粒。
通过本发明制备的长玻纤有机母粒,玻璃纤维通过与氯化石蜡、丙烯酸丁酯、硅烷偶联剂经过熔融共混,在玻璃纤维表面接枝上活性官能团(硅烷偶联剂)的同时,在玻璃纤维也包覆一层高分子膜,从而使得玻璃纤维能够与木质素、聚丙烯具备良好的相容性,并与木质素起到协同增强的作用,极大的弥补木质素大量加入所导致家具料力学性能可能有所大幅度降低等问题。
进一步的,所述硅烷偶联剂为KH550或KH570。
进一步的,所述步骤1)中氯化石蜡与丙烯酸丁酯的体积比为3:1;所述步骤2)中长玻纤与硅烷偶联剂的质量比为15:1;所述步骤2) 中混合液与长玻纤质量比为7:1。
进一步的,所述相容剂为聚酰胺-胺树枝状大分子,该聚酰胺-胺树枝状大分子为3代-5代的脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子,平均相对分子量为5500-12000。通过采用脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子作为相容剂,可极大的应用树枝状大分子分子链与改性木质素和聚丙烯的相容性,提高木质素的填充量。
本发明还公开了一种高强阻燃木塑复合材料的制备方法,包括以下步骤:
1)原料混合:依次将20-50份的聚丙烯、40-70份的改性木质素、5-10份的长玻纤有机母粒、0.1-1份的相容剂放入高速混料机进行混料处理,搅拌至45℃;
2)熔融共混:将步骤1)中得到的产物放入双螺杆挤出机中熔融共混挤出,熔融温度为165-170℃;
3)定型:将步骤2)中得到的混合物经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒后即得。
本发明的有益效果是:1)本发明制备的高强阻燃木塑复合材料不仅成本低,同时具有优异的力学强度和阻燃性能;2)原材料木质素成本低廉,属于废物再循环利用,符合国家绿色可循环经济的需求; 3)该复合材料用于家具的制作,成型加工简单、包含木材质感和味道,有效提高家具的整体档次,该复合材料也适用于对产品形状结构和外观、成本及加工性等有较高要求的中高端家具用品上。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案,下面对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高强阻燃木塑复合材料,由下述重量份的原料组成:聚丙烯为40份,改性木质素50份,长玻纤有机母粒为9份,相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子(平均相对分子量为5500)1份。
首先,按以下步骤制备改性木质素:
步骤1将碱性木质素与异丙醇-水溶液(异丙醇-水按体积比1:2 调配)按照体积比1:2比例搅拌混合;
步骤2在步骤1混合物中加入体积比12:1的溴代十二烷、体积比10:1的浓盐酸,搅拌10-15分钟,并升温至130-140℃,搅拌反应 6-8h;
步骤3在步骤2混合液中加入氢氧化钠粉末,调节混合液PH值为14,混合液经滤纸过滤,保留滤液;
步骤4将步骤3滤液通过加入浓盐酸调节PH为2,滤液经滤纸过滤,保留滤渣;
步骤5将步骤4所得滤渣与质量比10:1的三聚氰胺尿氰酸盐、质量比8:1的聚乙烯蜡置于高速搅拌机中,继续搅拌10-15分钟即得改性木质素。
其次,按以下步骤制备长玻纤有机母粒:
步骤1将氯化石蜡与丙烯酸丁酯按照体积比3:1比例混合;
步骤2将长玻纤与硅烷偶联剂KH550以质量比为15:1比例置于高速搅拌机中,边搅拌边滴入与长玻纤质量比为7:1的步骤1混合液,继续搅拌10-15分钟;
步骤3将步骤2所得混合物在80℃的烘箱内烘2h至充分干燥,混合物经110-120℃的单螺杆挤出机挤出造粒即得长玻纤有机母粒。
最后,按下以步骤制备本发明的一种低成本高强阻燃木塑复合材料:
1)依次将40份的聚丙烯、50份的改性木质素、9份的长玻纤有机母粒、1份的相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子放入高速混料机进行混料处理,搅拌至45℃;
2)将混合物静置、冷却,然后放入双螺杆挤出机中,通过挤出机将混合物进行均衡熔融共混,其中熔融温度为165℃,最后共混物经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即得本发明的高强阻燃木塑复合材料(a)。
实施例2
一种高强阻燃木塑复合材料,由下述重量份的原料组成:聚丙烯为25份,改性木质素70份,长玻纤有机母粒为4.5份,相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子(平均相对分子量为10000)0.5份。
首先,按以下步骤制备改性木质素:
步骤1将碱性木质素与异丙醇-水溶液(异丙醇-水按体积比1:3 调配)按照体积比1:2.5比例搅拌混合;
步骤2在步骤1混合物中加入体积比13:1的溴代十八烷、体积比12:1的浓盐酸,搅拌10-15分钟,并升温至130-140℃,搅拌反应8h;
步骤3在步骤2混合液中加入氢氧化钠粉末,调节混合液PH值为14,混合液经滤纸过滤,保留滤液;
步骤4将步骤3滤液通过加入浓盐酸调节PH为2,滤液经滤纸过滤,保留滤渣;
步骤5将步骤4所得滤渣与质量比11:1的三聚氰胺尿氰酸盐、质量比10:1的聚乙烯蜡置于高速搅拌机中,继续搅拌10-15分钟即得改性木质素。
其次,按以下步骤制备长玻纤有机母粒:
步骤1将氯化石蜡与丙烯酸丁酯按照体积比5:1比例混合;
步骤2将长玻纤与硅烷偶联剂KH570以质量比为17:1比例置于高速搅拌机中,边搅拌边滴入与长玻纤质量比为8:1的步骤1混合液,继续搅拌10-15分钟;
步骤3将步骤2所得混合物在85℃的烘箱内烘1h至充分干燥,混合物经110-120℃的单螺杆挤出机挤出造粒即得长玻纤有机母粒。
最后,按下以步骤制备本发明的一种低成本高强阻燃木塑复合材料:
1)依次将25份的聚丙烯、70份的改性木质素、4.5份的长玻纤有机母粒、0.5份的相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子放入高速混料机进行混料处理,搅拌至45℃;
2)将混合物静置、冷却,然后放入双螺杆挤出机中,通过挤出机将混合物进行均衡熔融共混,其中熔融温度为170℃,最后共混物经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即得本发明的高强阻燃木塑复合材料(b)。
实施例3
一种高强阻燃木塑复合材料,由下述重量份的原料组成:聚丙烯为35份,改性木质素63份,长玻纤有机母粒为1.9份,相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子(平均相对分子量为9000)0.1份。
首先,按以下步骤制备改性木质素:
步骤1将碱性木质素与异丙醇-水溶液(异丙醇-水按体积比1: 2.5调配)按照体积比1:1比例搅拌混合;
步骤2在步骤1混合物中加入体积比14:1的溴代十八烷、体积比8:1的浓盐酸,搅拌10-15分钟,并升温至130-140℃,搅拌反应 7h;
步骤3在步骤2混合液中加入氢氧化钠粉末,调节混合液PH值为14,混合液经滤纸过滤,保留滤液;
步骤4将步骤3滤液通过加入浓盐酸调节PH为2,滤液经滤纸过滤,保留滤渣;
步骤5将步骤4所得滤渣与质量比8:1的三聚氰胺尿氰酸盐、质量比6:1的聚乙烯蜡置于高速搅拌机中,继续搅拌10-15分钟即得改性木质素。
其次,按以下步骤制备长玻纤有机母粒:
步骤1将氯化石蜡与丙烯酸丁酯按照体积比4:1比例混合;
步骤2将长玻纤与硅烷偶联剂KH550以质量比为13:1比例置于高速搅拌机中,边搅拌边滴入与长玻纤质量比为7:1的步骤1混合液,继续搅拌10-15分钟;
步骤3将步骤2所得混合物在75℃的烘箱内烘3h至充分干燥,混合物经110-120℃的单螺杆挤出机挤出造粒即得长玻纤有机母粒。
最后,按下以步骤制备本发明的一种低成本高强阻燃木塑复合材料:
1)依次将35份的聚丙烯、63份的改性木质素、1.9份的长玻纤有机母粒、0.1份的相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子放入高速混料机进行混料处理,搅拌至45℃;
2)将混合物静置、冷却,然后放入双螺杆挤出机中,通过挤出机将混合物进行均衡熔融共混,其中熔融温度为168℃,最后共混物经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即得本发明的高强阻燃木塑复合材料(c)。
对比实施例1
一种木塑复合材料,由下述重量份的原料组成:聚丙烯为45份,木质素50份,长玻纤有机母粒为4.7份,相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子(平均相对分子量为8000)0.3份。
首先,按以下步骤制备长玻纤有机母粒:
步骤1将氯化石蜡与丙烯酸丁酯按照体积比3:1比例混合;
步骤2将长玻纤与硅烷偶联剂KH570以质量比为15:1比例置于高速搅拌机中,边搅拌边滴入与长玻纤质量比为7:1的步骤1混合液,继续搅拌10-15分钟;
步骤3将步骤2所得混合物在80℃的烘箱内烘2h至充分干燥,混合物经110-120℃的单螺杆挤出机挤出造粒即得长玻纤有机母粒。
其次,按下以步骤制备木塑复合材料:
1)依次将45份的聚丙烯、50份的木质素、4.7份的长玻纤有机母粒、0.3份的相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子放入高速混料机进行混料处理,搅拌至45℃;
2)将混合物静置、冷却,然后放入双螺杆挤出机中,通过挤出机将混合物进行均衡熔融共混,其中熔融温度为165℃,最后共混物经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即得木塑复合材料(d)。
对比实施例2
一种木塑复合材料,由下述重量份的原料组成:聚丙烯为40份,木质素56份,长玻纤为3.4份,相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子(平均相对分子量为11000)0.6份。
按下以步骤制备木塑复合材料:
1)依次将40份的聚丙烯、56份的木质素、3.4份的长玻纤、0.6 份的相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子放入高速混料机进行混料处理,搅拌至45℃;
2)将混合物静置、冷却,然后放入双螺杆挤出机中,通过挤出机将混合物进行均衡熔融共混,其中熔融温度为165℃,最后共混物经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即得木塑复合材料(e)。
对比实施例3
一种木塑复合材料,由下述重量份的原料组成:聚丙烯为44份,改性木质素55份,长玻纤0.6份,相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子(平均相对分子量为12000)0.4份。
首先,按以下步骤制备改性木质素:
步骤1将碱性木质素与异丙醇-水溶液(异丙醇-水按体积比1:2 调配)按照体积比1:2比例搅拌混合;
步骤2在步骤1混合物中加入体积比12:1的溴代十八烷、体积比10:1的浓盐酸,搅拌10-15分钟,并升温至130-140℃,搅拌反应 6-8h;
步骤3在步骤2混合液中加入氢氧化钠粉末,调节混合液PH值为14,混合液经滤纸过滤,保留滤液;
步骤4将步骤3滤液通过加入浓盐酸调节PH为2,滤液经滤纸过滤,保留滤渣;
步骤5将步骤4所得滤渣与质量比10:1的三聚氰胺尿氰酸盐、质量比8:1的聚乙烯蜡置于高速搅拌机中,继续搅拌10-15分钟即得改性木质素。
其次,按下以步骤制备木塑复合材料:
1)依次将44份的聚丙烯、55份的改性木质素、0.6份的长玻纤、 0.4份的相容剂脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子放入高速混料机进行混料处理,搅拌至45℃;
2)将混合物静置、冷却,然后放入双螺杆挤出机中,通过挤出机将混合物进行均衡熔融共混,其中熔融温度为165℃,最后共混物经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即得木塑复合材料(f)。
将上述六个实施例获得的木塑复合家具材料,经充分干燥后使用注塑机注塑成标准样条,进行力学性能、熔融指数和外观比较等性能测试,详细性能见表1。
表1各实施例中测试数据对比
由表1可以得出,实施1中得到的高强阻燃木塑复合材料(a) 和实施2中得到的高强阻燃木塑复合材料(b)具有良好的力学性能、阻燃性能,且木质素与聚丙烯相容性较好,断面无木质素团聚所产生的木质素颗粒物;而对比实施1-3中可以看出,对比实施例1-3的力学性能均有大幅度的降低,同时对比实施1-2的阻燃性也基本丧失,这说明改变木塑复合材料的任何组成配方将降低本发明中木塑复合材料的性能。
上述具体实施方式用来解释说明本发明,而不是对本发明进行限制,在本发明的精神和权利要求的保护范围内,对本发明作出的任何修改和改变,都落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高强阻燃木塑复合材料,其特征在于:包括聚丙烯20-50份、改性木质素40-70份、长波纤有机母粒5-10份及相容剂0.1-1份,所述长波纤有机母粒由长玻纤、氯化石蜡、丙烯酸丁酯、硅烷偶联剂作为主要成分制备而成。
2.根据权利要求1所述的高强阻燃木塑复合材料,其特征在于,所述改性木质素的制备方法包括以下步骤:
1)将异丙醇和水以体积比为1:1-3的比例混合制成异丙醇-水溶液;
2)将碱性木质素与步骤1)中得到的异丙醇-水溶液以体积比1:1-3的比例搅拌混合;
3)在步骤2)中得到的混合物中加入与之体积比为10-14:1的溴代烷和与之体积比为8-12:1的浓盐酸,搅拌10-15分钟,升温至130-140℃后继续搅拌反应6-8小时;
4)在步骤3)中得到的混合液中加入氢氧化钠,调节混合液的pH值为14,混合液过滤后保留滤液;
5)调节步骤4)中得到的滤液pH值为2,滤液过滤保留滤渣;
6)将步骤5)中得到的滤渣与膨胀型无卤阻燃剂、聚乙烯蜡混合置于高速搅拌机中搅拌10-15分钟即得改性木质素,其中滤渣与三聚氰胺尿氰酸盐的质量比为8-12:1,滤渣与聚乙烯蜡的质量比为6-10:1。
3.根据权利要求2所述的高强阻燃木塑复合材料,其特征在于:所述步骤3)中的溴代烷为溴代十二烷或溴代十八烷。
4.根据权利要求2所述的高强阻燃木塑复合材料,其特征在于:所述步骤6)中的膨胀型无卤阻燃剂为三聚氰胺尿氰酸盐。
5.根据权利要求2所述的高强阻燃木塑复合材料,其特征在于:所述步骤1)中异丙醇和水的体积比为1:2;所述步骤2)中碱性木质素与异丙醇-水溶液的体积比为1:2;所述步骤3)中混合物与溴代烷的体积比为12:1;所述步骤3)中混合物与浓盐酸的体积比为10:1;所述步骤6)中滤渣与三聚氰胺尿氰酸盐的质量比为10:1;滤渣与聚乙烯蜡的质量比为8:1。
6.根据权利要求1所述的高强阻燃木塑复合材料,其特征在于:所述长波纤有机母粒的制备方法包括以下步骤:
1)将氯化石蜡与丙烯酸丁酯按照体积比2-5:1比例混合;
2)将长玻纤与硅烷偶联剂以质量比为13-17:1的比例混合置于高速搅拌机中,边搅拌边滴入步骤1)中得到的混合液,继续搅拌10-15分钟,其中步骤1)中得到的混合液与长玻纤质量比为5-9:1;
3)将步骤2)所得混合物在75-85℃的烘箱内烘干1-3h,混合物经110-120℃的单螺杆挤出机挤出造粒即得长玻纤有机母粒。
7.根据权利要求6所述的高强阻燃木塑复合材料,其特征在于:所述硅烷偶联剂为KH550或KH570。
8.根据权利要求6所述的高强阻燃木塑复合材料,其特征在于:所述步骤1)中氯化石蜡与丙烯酸丁酯的体积比为3:1;所述步骤2)中长玻纤与硅烷偶联剂的质量比为15:1;所述步骤2)中混合液与长玻纤质量比为7:1。
9.根据权利要求1所述的高强阻燃木塑复合材料,其特征在于:所述相容剂为聚酰胺-胺树枝状大分子,该聚酰胺-胺树枝状大分子为3代-5代的脂肪族聚酰胺-胺树枝状大分子,平均相对分子量为5500-12000。
10.一种高强阻燃木塑复合材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
1)原料混合:依次将20-50份的聚丙烯、40-70份的改性木质素、5-10份的长玻纤有机母粒、0.1-1份的相容剂放入高速混料机进行混料处理,搅拌至45℃;
2)熔融共混:将步骤1)中得到的产物放入双螺杆挤出机中熔融共混挤出,熔融温度为165-170℃;
3)定型:将步骤2)中得到的混合物经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒后即得。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113462065A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-10-01 | 苏州晗普新材料科技有限公司 | 轻质阻燃热缩绝缘套管用材料及其制备方法 |
CN114805980A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-29 | 广西科学院 | 一种木质素增强pe给水管混配料及其制备方法 |
CN115011063A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-09-06 | 浙江昊杨新能源科技有限公司 | 一种基于木质素的化学改性的动力电池外壳 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101851429A (zh) * | 2010-06-11 | 2010-10-06 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种木质素复合材料及其制备方法 |
CN102604307A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-25 | 华东理工大学 | 一种新型聚丙烯复合材料 |
CN105623249A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-01 | 浙江森川家具有限公司 | 一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法 |
CN105670114A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-15 | 浙江森川家具有限公司 | 一种低成本无翘曲高阻燃聚丙烯家具料及其制备方法 |
-
2017
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101851429A (zh) * | 2010-06-11 | 2010-10-06 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种木质素复合材料及其制备方法 |
CN102604307A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-25 | 华东理工大学 | 一种新型聚丙烯复合材料 |
CN105623249A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-01 | 浙江森川家具有限公司 | 一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法 |
CN105670114A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-15 | 浙江森川家具有限公司 | 一种低成本无翘曲高阻燃聚丙烯家具料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
密特迈: "《聚合反应原理 原书第4版 中文版》", 31 July 2013, 机械工业出版社 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113462065A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-10-01 | 苏州晗普新材料科技有限公司 | 轻质阻燃热缩绝缘套管用材料及其制备方法 |
CN114805980A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-29 | 广西科学院 | 一种木质素增强pe给水管混配料及其制备方法 |
CN114805980B (zh) * | 2022-04-13 | 2023-03-10 | 广西科学院 | 一种木质素增强pe给水管混配料及其制备方法 |
CN115011063A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-09-06 | 浙江昊杨新能源科技有限公司 | 一种基于木质素的化学改性的动力电池外壳 |
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Denomination of invention: A High Strength Flame Retardant Wood Plastic Composite and Its Preparation Method Effective date of registration: 20221226 Granted publication date: 20190628 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Taizhou Economic Development Zone sub branch Pledgor: ZHEJIANG SENCHUAN FURNITURE Co.,Ltd. Registration number: Y2022330003708 |