CN109485959A - 一种抗静电共挤木塑型材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗静电共挤木塑型材及其制备方法，由以下重量份的原料组成：聚烯烃塑料50‑60份、生物质纤维30‑40份、抗静电剂10‑20份、相容剂5‑8份、偶联剂5‑8份、润滑剂4‑6份和加工助剂6‑8份；本发明的抗静电共挤木塑型材具有很好的抗静电性能，且抗冲击强度优良，具有很好的应用市场，同时本发明的制备工艺简单，工艺条件易控制，可操作性强，重复性好。

Description

一种抗静电共挤木塑型材及其制备方法

技术领域

本发明涉及木塑材料领域，特别涉及一种抗静电共挤木塑型材及其制备方法。

背景技术

木塑材料具有可生物降解、减少固体废弃物、力学性能优良、耐老化、具有实木质感等优点，而被广泛应用于户外园林景观及室内装饰材料。然而在一些特殊场所，如计算机房、电子生产车间等对防静电要求较高的地方，木塑材料由于塑料的绝缘性能，在使用过程中由于摩擦等原因易产生静电集聚，从而可能引起静电火花甚至爆炸。因此木塑材料的抗静电性能的研究显得尤其重要。

发明内容

本发明针对现有技术问题，提供一种抗静电共挤木塑型材及其制备方法，通过加入抗静电剂解决木塑材料抗静电能力差的问题。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种抗静电共挤木塑型材，由以下重量份的原料组成：聚烯烃塑料50-60份、生物质纤维30-40 份、抗静电剂10-20份、相容剂5-8份、偶联剂5-8份、润滑剂4-6份和加工助剂6-8份。

所述抗静电剂为丙酮、纳米晶态纤维素和膨胀石墨的混合物，丙酮、纳米晶态纤维素和膨胀石墨的质量比为6:5:4。

所述生物质纤维为木纤维、竹纤维、稻壳中的一种或多种。

所述相容剂为GMA接枝PP或GMA接枝PE。

所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，所述润滑剂为PE蜡。

所述加工助剂为硬脂酸、石蜡滑石粉中的一种或多种。

一种抗静电共挤木塑型材的制备方法，包括以下步骤：

1).将聚烯烃塑料50-60份、生物质纤维30-40份、相容剂5-8份、润滑剂4-6份和加工助剂6-8份置于高速混合机中热搅拌混合均匀，搅拌温度为120-130℃，搅拌时间为15-20min，得到热混料，备用；

2).将偶联剂5-8份与抗静电剂10-20份搅拌均匀，搅拌温度为 20-30℃，搅拌时间为5-10min，并用超声波处理；

3).将步骤1)得到的热混料置于冷混机中冷却至30℃后，将步骤2) 中混合后的偶联剂和抗静电剂加入到冷混机中，搅拌混合均匀，搅拌时间为15-20min，得到预混料，备用；

4).将步骤3)得到的预混料投入到双螺杆造粒机造粒，再经共挤挤出机挤出得到抗静电共挤木塑型材。

本发明针对现有技术具有如下有益效果：本发明的膨胀石墨分子层间距离较大，超声波的空化作用使得膨胀石墨片层获得较大能量冲击，从而进一步剥离。同样多的膨胀石墨，经过超声波处理后比表面积大大增加，从而增加了与聚烯烃塑料、生物质纤维的接触，进而以较少的膨胀石墨含量就能达到抗静电效果，此外偶联剂中的极性基团和膨胀石墨表面的极性基团发生氢键或化学键结合，偶联剂中的非极性分子链和非极性塑料缠绕，从而偶联剂将膨胀石墨和塑料连接起来，达到相容，进而能保持力学性能；纳米晶态纤维素的高分散性促进膨胀石墨在木塑复合材料表层形成连续的导电网络，因而提高木塑复合材料的抗静电能力；同时本发明的制备工艺简单，工艺条件易控制，可操作性强，重复性好。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步详细叙述。

实施例1

1).将聚烯烃塑料50份、生物质纤维30份、相容剂5份、润滑剂 4份和加工助剂6份置于高速混合机中热搅拌混合均匀，搅拌温度为 120℃，搅拌时间为15min，得到热混料，备用；

2).将偶联剂5份与抗静电剂10份搅拌均匀，搅拌温度为20℃，搅拌时间为5min，并用超声波处理；

3).将步骤1)得到的热混料置于冷混机中冷却至30℃后，将步骤2) 中混合后的偶联剂和抗静电剂加入到冷混机中，搅拌混合均匀，搅拌时间为15min，得到预混料，备用；

4).将步骤3)得到的预混料投入到双螺杆造粒机造粒，再经共挤挤出机挤出得到抗静电共挤木塑型材。

实施例2

1).将聚烯烃塑料55份、生物质纤维35份、相容剂6份、润滑剂 5份和加工助剂7份置于高速混合机中热搅拌混合均匀，搅拌温度为125℃，搅拌时间为17min，得到热混料，备用；

2).将偶联剂7份与抗静电剂15份搅拌均匀，搅拌温度为25℃，搅拌时间为8min，并用超声波处理；

3).将步骤1)得到的热混料置于冷混机中冷却至30℃后，将步骤2) 中混合后的偶联剂和抗静电剂加入到冷混机中，搅拌混合均匀，搅拌时间为18min，得到预混料，备用；

4).将步骤3)得到的预混料投入到双螺杆造粒机造粒，再经共挤挤出机挤出得到抗静电共挤木塑型材。

实施例3

1).将聚烯烃塑料60份、生物质纤维40份、相容剂8份、润滑剂 6份和加工助剂8份置于高速混合机中热搅拌混合均匀，搅拌温度为 130℃，搅拌时间为20min，得到热混料，备用；

2).将偶联剂8份与抗静电剂20份搅拌均匀，搅拌温度为30℃，搅拌时间为10min，并用超声波处理；

3).将步骤1)得到的热混料置于冷混机中冷却至30℃后，将步骤2) 中混合后的偶联剂和抗静电剂加入到冷混机中，搅拌混合均匀，搅拌时间为20min，得到预混料，备用；

4).将步骤3)得到的预混料投入到双螺杆造粒机造粒，再经共挤挤出机挤出得到抗静电共挤木塑型材。

为了更好地说明本发明，下面采用行业内的标准测试方法 (GB/T1410-2006体积表面电阻率试验方法)，对各实施例得到的木塑材料通过表面电阻率测试仪进行表面电阻率的测试，并测试复合材料的无缺口抗冲击强度(GB/T 1043-2008塑料简支梁冲击性能的测定)。同时，结合对比例进行比较，对比例为市场上的普通木塑，测试结果见表1：

表1

项目	表面电阻率(Ω)	无缺口抗冲击强度(kj/m<sup>2</sup>)
			实施例1	6.3×10<sup>4</sup>	5.2
实施例2	3.7×10<sup>5</sup>	4.8
			实施例3	1.4×10<sup>4</sup>	4.1
对比例	7.8×10<sup>14</sup>	3.3

表1可见，对比例的表面电阻率较高，不具备抗静电效果，实施例 1-3的表面电阻率很低，具有很好的抗静电效果，此外实施例1-3的抗冲击强度也好于对比例，因此本发明的抗静电共挤木塑型材具有很好的抗静电性能，且抗冲击强度优良，具有很好的应用市场。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种抗静电共挤木塑型材，其特征在于，由以下重量份的原料组成：聚烯烃塑料50-60份、生物质纤维30-40份、抗静电剂10-20份、相容剂5-8份、偶联剂5-8份、润滑剂4-6份和加工助剂6-8份。

2.如权利要求1所述的一种抗静电共挤木塑型材，其特征在于：所述抗静电剂为丙酮、纳米晶态纤维素和膨胀石墨的混合物，丙酮、纳米晶态纤维素和膨胀石墨的质量比为6:5:4。

3.如权利要求1所述的一种抗静电共挤木塑型材，其特征在于：所述生物质纤维为木纤维、竹纤维、稻壳中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种抗静电共挤木塑型材，其特征在于：所述相容剂为GMA接枝PP或GMA接枝PE。

5.如权利要求1所述的一种抗静电共挤木塑型材，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，所述润滑剂为PE蜡。

6.如权利要求1所述的一种抗静电共挤木塑型材，其特征在于：所述加工助剂为硬脂酸、石蜡滑石粉中的一种或多种。

7.一种抗静电共挤木塑型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1).将聚烯烃塑料50-60份、生物质纤维30-40份、相容剂5-8份、润滑剂4-6份和加工助剂6-8份置于高速混合机中热搅拌混合均匀，搅拌温度为120-130℃，搅拌时间为15-20min，得到热混料，备用；

2).将偶联剂5-8份与抗静电剂10-20份搅拌均匀，搅拌温度为20-30℃，搅拌时间为5-10min，并用超声波处理；

3).将步骤1)得到的热混料置于冷混机中冷却至30℃后，将步骤2)中混合后的偶联剂和抗静电剂加入到冷混机中，搅拌混合均匀，搅拌时间为15-20min，得到预混料，备用；

4).将步骤3)得到的预混料投入到双螺杆造粒机造粒，再经共挤挤出机挤出得到抗静电共挤木塑型材。