CN109867863A - 一种木塑复合环保材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木塑复合环保材料,由如下重量份的原料制成:聚丙烯树脂60‑70份、竹粉22‑28份、界面相容剂2‑3份、改性亚麻纤维7‑11份、茂金属聚乙烯弹性体4‑6份、抗氧剂0.5‑0.6份、润滑剂0.5‑0.6份、无水乙醇7‑10份;本发明还公开了所述木塑复合环保材料的制备方法。本发明采用竹粉和聚丙烯树脂作为基体物质,原料环保易得,竹粉先采用界面相容剂进行表面处理,使得竹粉与PP树脂之间的界面黏结性得到增强,进而提升木塑复合材料的综合性质;通过在原料中加入改性亚麻纤维,能够有效提高复合材料的力学性能;少量复配的茂金属聚乙烯弹性体具有增韧改性作用,得到的木塑复合材料具有环保、力学性能优异、综合性能强的优点。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域,具体地,涉及一种木塑复合环保材料及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料是一种以竹粉、木屑、谷壳、农作物秸秆、甘蔗渣等低值生物质纤维为基质,混合塑料加工而成的一种复合材料。它综合了植物纤维和塑料双方的优点,同时也克服了二者的一些固有缺点,如:有木质材料的外观,同时没有木材的节疤、斜纹,还可以通过覆膜或添加着色剂制成各种颜色和花纹的产品;物理性能好,比塑料硬度大,比木材的尺寸稳定性好;和塑料一样易加工成型,同时向像木材一样,具有二次加工型,可以使用螺栓、钉子固定;不怕虫蛀、耐腐蚀、吸水率低,耐候性强,使用年限久;一次性成型,无需使用胶黏剂,不含甲醛;维护成本低且属于绿色材料,可以回收使用。
木塑复合材料最主要的作用便是替代实木应用于各个行业,其在对结构和性能要求比较低的建筑装饰产品方面应用最广,大约占木塑复合材料产品的75%,户外产品主要包括座椅、栈桥、铺板、墙板、栏杆、篱笆等,室内产品主要包括门条线、踢脚线、装饰板等。
尽管木塑复合材料在建筑装饰领域比传统木质有着诸多优势,但随着时代的发展和人们需求的提高,其在户外及室内的应用中均存在很多问题。一方面,老化褪色已成为当前户外木塑产品使用中存在的关键问题之一。同其它高分子材料一样,木塑制品在使用时,户外自然环境中的阳光、氧气和水分等因素都会对其表观性能和力学性能造成危害,表观性能的破坏主要是指材料发生褪色及黄变,表现在力学性能上是脆性增大,冲击强度降低。因此,如何提高木塑复合材料的韧性和力学性能已成为研究的焦点之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种木塑复合环保材料及其制备方法,通过采用竹粉和聚丙烯树脂作为基体物质,原料环保易得,竹粉先采用界面相容剂进行表面处理,使得竹粉与PP树脂之间的界面黏结性得到增强,提高二者的相容性,进而提升木塑复合材料的综合性质;通过在原料中加入改性亚麻纤维,改性亚麻纤维能均匀分布于复合材料中,起到承担分散作用力的作用,能够有效提高复合材料的力学性能;同时,少量复配的茂金属聚乙烯弹性体具有增韧改性作用;本发明得到的木塑复合材料具有环保、力学性能优异、综合性能强的优点,具有广泛的应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种木塑复合环保材料,由如下重量份的原料制成:聚丙烯树脂60-70份、竹粉22-28份、界面相容剂2-3份、改性亚麻纤维7-11份、茂金属聚乙烯弹性体4-6份、抗氧剂0.5-0.6份、润滑剂0.5-0.6份、无水乙醇7-10份;
所述木塑复合环保材料由如下步骤制成:
步骤S1、竹粉经高速粉碎机粉碎后过60目筛,将经60目筛分后的竹粉用浓度为6%的聚乙烯醇溶液浸泡30min后烘干;
步骤S2、将界面相容剂加入无水乙醇中,搅拌混合均匀,将该混合液均匀喷洒于竹粉表面,之后置于80℃鼓风干燥箱中干燥至含水率小于3%,备用;
步骤S3、将经上述处理后的竹粉与聚丙烯树脂置于90-100℃的高速混合机中混拌4min,静止10min后加入改性亚麻纤维混拌3min,再加入茂金属聚乙烯弹性体、润滑剂和抗氧剂,继续混拌5min,出料,得预混料;
步骤S4、将预混料在160℃的开炼机上混炼6min后出片,置于平板硫化机的模框中加热软化,将得到的软化料移至模具中加压成型,制得所述木塑环保复合材料。
进一步地,所述改性亚麻纤维由如下方法制备:
(1)将无水乙醇和去离子水按照体积比为1:1配制成乙醇水溶液,往里加入NaOH,配制成NaOH的质量浓度为4mg/mL的混合溶液;
(2)称取26g亚麻纤维剪碎成3-5mm的小段,加入390mL上述混合溶液,保持150r/min匀速搅拌并升温至48℃,恒温反应3h;
(3)然后加入26mL质量分数为30%的H2O2,保持150r/min匀速搅拌升温至48℃,恒温反应3h,冷却至室温,再加入3.3g硼砂,室温下反应15h,用无水乙醇和去离子水交替洗涤产物,至洗液呈中性,烘干;
(4)将烘干后的产物于10%的氢氧化钠溶液中室温浸泡20h后,采用质量分数为20%的KH590的乙醇溶液进行改性处理,过滤、烘干,得到改性亚麻纤维。
进一步地,步骤(4)中KH590与烘干后产物的质量比为1:10,改性处理为在常温200r/min搅拌处理50-60min。
进一步地,所述界面相容剂由如下方法制备:
(1)称取1:2.5摩尔比的衣康酸和乙二醇加入带有控温、搅拌及回流装置的四口反应瓶中,并通入高纯N2,以10℃/min进行升温,当温度升至80℃时反应30min,加入二甲苯,以10℃/min升温到145℃,反应4h,加入对甲苯磺酸,再将温度以5℃/min升温到185℃,反应4h,最后降温到135℃抽真空反应2.5h,得到聚酯多元醇;
(2)称取50g亚麻籽油在氮气保护下加热至240℃,然后缓慢滴加与亚麻籽油物质的量比为1:1.1的丙烯酸,待丙烯酸全部滴完后,继续反应110-120min,冷却至室温,备用;
(3)称取2.48g步骤(2)的产物升温至105℃,待产物完全熔融,加入1.3g聚酯多元醇和0.23g对甲苯磺酸,氮气保护下升温至135℃反应16h,制得界面相容剂。
一种木塑复合环保材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、竹粉经高速粉碎机粉碎后过60目筛,将经60目筛分后的竹粉用浓度为6%的聚乙烯醇溶液浸泡30min后烘干;
步骤S2、将界面相容剂加入无水乙醇中,搅拌混合均匀,将该混合液均匀喷洒于竹粉表面,之后置于80℃鼓风干燥箱中干燥至含水率小于3%,备用;
步骤S3、将经上述处理后的竹粉与聚丙烯树脂置于90-100℃的高速混合机中混拌4min,静止10min后加入改性亚麻纤维混拌3min,再加入茂金属聚乙烯弹性体、润滑剂和抗氧剂,继续混拌5min,出料,得预混料;
步骤S4、将预混料在160℃的开炼机上混炼6min后出片,置于平板硫化机的模框中加热软化,将得到的软化料移至模具中加压成型,制得所述木塑环保复合材料。
进一步地,步骤S4中软化温度为160℃,软化时间20min,模压温度65℃。
本发明的有益效果:
本发明的木塑环保材料采用界面相容剂先对竹粉进行表面处理,亚麻籽油含有丰富的亚麻酸,亚麻酸为含有不饱和双键的多烯脂肪酸(含有共轭碳碳双键和羧基),与丙烯酸发生迈克尔加成反应,得到的产物分子上的羧基再与聚酯多元醇的羟基发生反应,制得界面相容剂;制备得到的界面相容剂的分子链中含有较多的羟基(-OH)和羰基(-CO),能够与竹粉表面的-OH形成氢键,通过氢键作用牢牢吸附在竹粉表面,同时,界面相容剂的高分子链能够和PP树脂相互融合、相互缠绕,使得竹粉与PP树脂之间的界面黏结性得到增强,提高二者的相容性,进而提升木塑复合材料的综合性质;
本发明在复合材料的原料中加入了改性亚麻纤维作为增强物质,将亚麻纤维在碱性条件下经过双氧水氧化、再经过硼砂处理,提取了亚麻中的纤维素纤维物质,提取出的纤维素物质表面含有丰富的羟基,亲水性较强,与树脂基体(PP树脂)的相容性较差,再通过硅烷偶联剂KH590对提取物质进行表面改性,得到改性亚麻纤维,经过表面改性的亚麻纤维与树脂基体具有良好的相容性,能均匀分布于复合材料内,改性亚麻纤维具有强度大、模量高、耐低温和耐腐蚀等特点,在受到外力作用时,改性亚麻纤维不易从材料基体中脱离,起到承担分散作用力的作用,能够有效提高复合材料的力学性能;
本发明的木塑环保材料采用竹粉和聚丙烯树脂作为基体物质,原料环保易得,竹粉先采用界面相容剂进行表面处理,使得竹粉与PP树脂之间的界面黏结性得到增强,提高二者的相容性,进而提升木塑复合材料的综合性质;通过在原料中加入改性亚麻纤维,改性亚麻纤维能均匀分布于复合材料中,起到承担分散作用力的作用,能够有效提高复合材料的力学性能;同时,少量复配的茂金属聚乙烯弹性体具有增韧改性作用;本发明得到的木塑复合材料具有环保、力学性能优异、综合性能强的优点,具有广泛的应用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
一种木塑复合环保材料,由如下重量份的原料制成:聚丙烯树脂60-70份、竹粉22-28份、界面相容剂2-3份、改性亚麻纤维7-11份、茂金属聚乙烯(mPE)弹性体4-6份、抗氧剂0.5-0.6份、润滑剂0.5-0.6份、无水乙醇7-10份、聚乙烯醇溶液120-140份(浓度为6%);
所述润滑剂为硬脂酸锌;
茂金属聚乙烯(mPE)弹性体是用茂金属催化剂使乙烯、辛烯共聚合成的mPE弹性体,具有序列分布均匀,摩尔质量分布窄等优点,又由于其结晶度低,分子链上无双键,耐热、耐老化性好,且为颗粒状产品,与PP共混成型加工工艺方便,对PP基体具有增韧改性作用,同时,mPE能够促使PP在较高温度下结晶,减小球晶粒度,提高复合材料的冲击强度的同时保持其良好的拉伸强度,改善复合材料的综合性能;
所述改性亚麻纤维由如下方法制备:
(1)将无水乙醇和去离子水按照体积比为1:1配制成乙醇水溶液,往里加入NaOH,配制成NaOH的质量浓度为4mg/mL的混合溶液;
(2)称取26g亚麻纤维剪碎成3-5mm的小段,加入390mL上述混合溶液,保持150r/min匀速搅拌并升温至48℃,恒温反应3h;
(3)然后加入26mL质量分数为30%的H2O2,保持150r/min匀速搅拌升温至48℃,恒温反应3h,冷却至室温,再加入3.3g硼砂,室温下反应15h,用无水乙醇和去离子水交替洗涤产物,至洗液呈中性,烘干;
(4)将烘干后的产物于10%的氢氧化钠溶液中室温浸泡20h后,采用质量分数为20%的KH590的乙醇溶液进行改性处理(KH590与烘干后产物的质量比为1:10),常温200r/min搅拌处理50-60min,过滤、烘干,得到改性亚麻纤维;
将亚麻纤维在碱性条件下经过双氧水氧化、再经过硼砂处理,提取了亚麻中的纤维素纤维物质,提取出的纤维素物质表面含有丰富的羟基,亲水性较强,与树脂基体(PP树脂)的相容性较差,再通过硅烷偶联剂KH590对提取物质进行表面改性,得到改性亚麻纤维,经过表面改性的亚麻纤维与树脂基体具有良好的相容性,能均匀分布于复合材料内,改性亚麻纤维具有强度大、模量高、耐低温和耐腐蚀等特点,在受到外力作用时,改性亚麻纤维不易从材料基体中脱离,起到承担分散作用力的作用,能够有效提高复合材料的力学性能;
所述界面相容剂由如下方法制备:
(1)称取1:2.5摩尔比的衣康酸和乙二醇加入带有控温、搅拌及回流装置的四口反应瓶中,并通入高纯N2,以10℃/min进行升温,当温度升至80℃时反应30min,加入二甲苯(带水剂、加入量1%),以10℃/min升温到145℃,反应4h,加入对甲苯磺酸(催化剂、加入量0.02%),再将温度以5℃/min升温到185℃,反应4h,最后降温到135℃抽真空反应2.5h,得到聚酯多元醇(产物酸值小于3mgKOH/g,含水量小于0.03%,羟值达到188.76mgKOH/g);
(2)称取50g亚麻籽油在氮气保护下加热至240℃,然后缓慢滴加与亚麻籽油物质的量比为1:1.1的丙烯酸,待丙烯酸全部滴完后,继续反应110-120min,冷却至室温,备用;
(3)称取2.48g步骤(2)的产物升温至105℃,待产物完全熔融,加入1.3g聚酯多元醇和0.23g对甲苯磺酸,氮气保护下升温至135℃反应16h,制得界面相容剂;
亚麻籽油含有丰富的亚麻酸,亚麻酸为含有不饱和双键的多烯脂肪酸(含有共轭碳碳双键和羧基),与丙烯酸发生迈克尔加成反应,得到的产物分子上的羧基再与聚酯多元醇的羟基发生反应,制得界面相容剂;制备得到的界面相容剂的分子链中含有较多的羟基(-OH)和羰基(-CO),能够与竹粉表面的-OH形成氢键,通过氢键作用牢牢吸附在竹粉表面,同时,界面相容剂的高分子链能够和PP树脂相互融合、相互缠绕,使得竹粉与PP树脂之间的界面黏结性得到增强,提高二者的相容性,进而提升木塑复合材料的综合性质;
所述木塑复合环保材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、竹粉经高速粉碎机粉碎后过60目筛,将经60目筛分后的竹粉用浓度为6%的聚乙烯醇溶液浸泡30min后烘干;
步骤S2、将界面相容剂加入无水乙醇中,搅拌混合均匀,将该混合液均匀喷洒于竹粉表面,之后置于80℃鼓风干燥箱中干燥至含水率小于3%,备用;
步骤S3、将经上述处理后的竹粉与聚丙烯树脂置于90-100℃的高速混合机中混拌4min,静止10min后加入改性亚麻纤维混拌3min,再加入茂金属聚乙烯弹性体、润滑剂和抗氧剂,继续混拌5min,出料,得预混料;
步骤S4、将预混料在160℃的开炼机上混炼6min后出片,置于平板硫化机的模框中加热软化,将得到的软化料移至模具中加压成型,制得所述木塑环保复合材料;其中,软化温度160℃,软化时间20min,模压温度65℃。
实施例1
改性亚麻纤维的制备:
(1)将无水乙醇和去离子水按照体积比为1:1配制成乙醇水溶液,往里加入NaOH,配制成NaOH的质量浓度为4mg/mL的混合溶液;
(2)称取26g亚麻纤维剪碎成3-5mm的小段,加入390mL上述混合溶液,保持150r/min匀速搅拌并升温至48℃,恒温反应3h;
(3)然后加入26mL质量分数为30%的H2O2,保持150r/min匀速搅拌升温至48℃,恒温反应3h,冷却至室温,再加入3.3g硼砂,室温下反应15h,用无水乙醇和去离子水交替洗涤产物,至洗液呈中性,烘干;
(4)将烘干后的产物于10%的氢氧化钠溶液中室温浸泡20h后,采用质量分数为20%的KH590的乙醇溶液进行改性处理(KH590与烘干后产物的质量比为1:10),常温200r/min搅拌处理50-60min,过滤、烘干,得到改性亚麻纤维。
实施例2
所述界面相容剂由如下方法制备:
(1)称取1:2.5摩尔比的衣康酸和乙二醇加入带有控温、搅拌及回流装置的四口反应瓶中,并通入高纯N2,以10℃/min进行升温,当温度升至80℃时反应30min,加入二甲苯(带水剂、加入量1%),以10℃/min升温到145℃,反应4h,加入对甲苯磺酸(催化剂、加入量0.02%),再将温度以5℃/min升温到185℃,反应4h,最后降温到135℃抽真空反应2.5h,得到聚酯多元醇;
(2)称取50g亚麻籽油在氮气保护下加热至240℃,然后缓慢滴加与亚麻籽油物质的量比为1:1.1的丙烯酸,待丙烯酸全部滴完后,继续反应110-120min,冷却至室温,备用;
(3)称取2.48g步骤(2)的产物升温至105℃,待产物完全熔融,加入1.3g聚酯多元醇和0.23g对甲苯磺酸,氮气保护下升温至135℃反应16h,制得界面相容剂。
经过表征测试,得到的聚酯多元醇的酸值小于3mgKOH/g,含水量小于0.03%,羟值达到188.76mgKOH/g。
实施例3
一种木塑复合环保材料,由如下重量份的原料制成:聚丙烯树脂60份、竹粉22份、实施例1得到的界面相容剂2份、实施例2得到的改性亚麻纤维7份、茂金属聚乙烯弹性体4份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.5份、无水乙醇7份;
所述木塑复合环保材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、竹粉经高速粉碎机粉碎后过60目筛,将经60目筛分后的竹粉用浓度为6%的聚乙烯醇溶液浸泡30min后烘干;
步骤S2、将界面相容剂加入无水乙醇中,搅拌混合均匀,将该混合液均匀喷洒于竹粉表面,之后置于80℃鼓风干燥箱中干燥至含水率小于3%,备用;
步骤S3、将经上述处理后的竹粉与聚丙烯树脂置于90℃的高速混合机中混拌4min,静止10min后加入改性亚麻纤维混拌3min,再加入茂金属聚乙烯弹性体、润滑剂和抗氧剂,继续混拌5min,出料,得预混料;
步骤S4、将预混料在160℃的开炼机上混炼6min后出片,置于平板硫化机的模框中加热软化,将得到的软化料移至模具中加压成型,制得所述木塑环保复合材料;其中,软化温度160℃,软化时间20min,模压温度65℃。
实施例4
一种木塑复合环保材料,由如下重量份的原料制成:聚丙烯树脂65份、竹粉25份、实施例1得到的界面相容剂2.5份、实施例2得到的改性亚麻纤维9份、茂金属聚乙烯弹性体5份、抗氧剂0.55份、润滑剂0.55份、无水乙醇8份;
所述木塑复合环保材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、竹粉经高速粉碎机粉碎后过60目筛,将经60目筛分后的竹粉用浓度为6%的聚乙烯醇溶液浸泡30min后烘干;
步骤S2、将界面相容剂加入无水乙醇中,搅拌混合均匀,将该混合液均匀喷洒于竹粉表面,之后置于80℃鼓风干燥箱中干燥至含水率小于3%,备用;
步骤S3、将经上述处理后的竹粉与聚丙烯树脂置于95℃的高速混合机中混拌4min,静止10min后加入改性亚麻纤维混拌3min,再加入茂金属聚乙烯弹性体、润滑剂和抗氧剂,继续混拌5min,出料,得预混料;
步骤S4、将预混料在160℃的开炼机上混炼6min后出片,置于平板硫化机的模框中加热软化,将得到的软化料移至模具中加压成型,制得所述木塑环保复合材料;其中,软化温度160℃,软化时间20min,模压温度65℃。
实施例5
一种木塑复合环保材料,由如下重量份的原料制成:聚丙烯树脂70份、竹粉28份、实施例1得到的界面相容剂3份、实施例2得到的改性亚麻纤维11份、茂金属聚乙烯弹性体6份、抗氧剂0.6份、润滑剂0.6份、无水乙醇10份;
所述木塑复合环保材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、竹粉经高速粉碎机粉碎后过60目筛,将经60目筛分后的竹粉用浓度为6%的聚乙烯醇溶液浸泡30min后烘干;
步骤S2、将界面相容剂加入无水乙醇中,搅拌混合均匀,将该混合液均匀喷洒于竹粉表面,之后置于80℃鼓风干燥箱中干燥至含水率小于3%,备用;
步骤S3、将经上述处理后的竹粉与聚丙烯树脂置于100℃的高速混合机中混拌4min,静止10min后加入改性亚麻纤维混拌3min,再加入茂金属聚乙烯弹性体、润滑剂和抗氧剂,继续混拌5min,出料,得预混料;
步骤S4、将预混料在160℃的开炼机上混炼6min后出片,置于平板硫化机的模框中加热软化,将得到的软化料移至模具中加压成型,制得所述木塑环保复合材料;其中,软化温度160℃,软化时间20min,模压温度65℃。
对比例1
实施例3的原料中不加入实施例1制得的界面相容剂。
对比例2
实施例3的原料中不加入实施例2制得的改性亚麻纤维。
对比例3
实施例3的原料中不加入茂金属聚乙烯弹性体。
对比例4
实施例3的原料中不加入实施例1制得的界面相容剂、实施例2制得的改性亚麻纤维和茂金属聚乙烯弹性体。
对实施例3-4以及对比例1-4制备得到的复合材料,做如下性能测试:
冲击强度:以GB/T1843-2008为标准,使用万能制样机制样,采用型号为XJU-22冲击实验机,选取能量为5焦的摆锤进行试样测试;拉伸性能:以GB/T16420-1996为标准处理样条,采用型号为RGL-30A微机控制电子万能试验机,试验机的拉伸速度设定为10mm/min进行实验条拉伸性能的测定;
可知,实施例3-4制备得到的复合材料的冲击强度达到了59.6-60.5kJ·m-2,拉伸强度达到了47.6-48.1MPa,说明本发明制得的木塑复合材料的韧性强、力学性能优异;通过对比例1,可知界面相容剂能够增大竹粉与PP树脂的界面黏结性,增强复合材料的拉伸强度和韧性;通过对比例2,可知改性亚麻纤维能够有效增强复合材料的力学性能;通过对比例3,可知茂金属聚乙烯弹性体对复合材料具有增韧改性作用。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种木塑复合环保材料,其特征在于,由如下重量份的原料制成:聚丙烯树脂60-70份、竹粉22-28份、界面相容剂2-3份、改性亚麻纤维7-11份、茂金属聚乙烯弹性体4-6份、抗氧剂0.5-0.6份、润滑剂0.5-0.6份、无水乙醇7-10份;
所述木塑复合环保材料由如下步骤制成:
步骤S1、竹粉经高速粉碎机粉碎后过60目筛,将经60目筛分后的竹粉用浓度为6%的聚乙烯醇溶液浸泡30min后烘干;
步骤S2、将界面相容剂加入无水乙醇中,搅拌混合均匀,将该混合液均匀喷洒于竹粉表面,之后置于80℃鼓风干燥箱中干燥至含水率小于3%,备用;
步骤S3、将经上述处理后的竹粉与聚丙烯树脂置于90-100℃的高速混合机中混拌4min,静止10min后加入改性亚麻纤维混拌3min,再加入茂金属聚乙烯弹性体、润滑剂和抗氧剂,继续混拌5min,出料,得预混料;
步骤S4、将预混料在160℃的开炼机上混炼6min后出片,置于平板硫化机的模框中加热软化,将得到的软化料移至模具中加压成型,制得所述木塑环保复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种木塑复合环保材料,其特征在于,所述改性亚麻纤维由如下方法制备:
(1)将无水乙醇和去离子水按照体积比为1:1配制成乙醇水溶液,往里加入NaOH,配制成NaOH的质量浓度为4mg/mL的混合溶液;
(2)称取26g亚麻纤维剪碎成3-5mm的小段,加入390mL上述混合溶液,保持150r/min匀速搅拌并升温至48℃,恒温反应3h;
(3)然后加入26mL质量分数为30%的H2O2,保持150r/min匀速搅拌升温至48℃,恒温反应3h,冷却至室温,再加入3.3g硼砂,室温下反应15h,用无水乙醇和去离子水交替洗涤产物,至洗液呈中性,烘干;
(4)将烘干后的产物于10%的氢氧化钠溶液中室温浸泡20h后,采用质量分数为20%的KH590的乙醇溶液进行改性处理,过滤、烘干,得到改性亚麻纤维。
3.根据权利要求2所述的一种木塑复合环保材料,其特征在于,步骤(4)中KH590与烘干后产物的质量比为1:10,改性处理为在常温200r/min搅拌处理50-60min。
4.根据权利要求1所述的一种木塑复合环保材料,其特征在于,所述界面相容剂由如下方法制备:
(1)称取1:2.5摩尔比的衣康酸和乙二醇加入带有控温、搅拌及回流装置的四口反应瓶中,并通入高纯N2,以10℃/min进行升温,当温度升至80℃时反应30min,加入二甲苯,以10℃/min升温到145℃,反应4h,加入对甲苯磺酸,再将温度以5℃/min升温到185℃,反应4h,最后降温到135℃抽真空反应2.5h,得到聚酯多元醇;
(2)称取50g亚麻籽油在氮气保护下加热至240℃,然后缓慢滴加与亚麻籽油物质的量比为1:1.1的丙烯酸,待丙烯酸全部滴完后,继续反应110-120min,冷却至室温,备用;
(3)称取2.48g步骤(2)的产物升温至105℃,待产物完全熔融,加入1.3g聚酯多元醇和0.23g对甲苯磺酸,氮气保护下升温至135℃反应16h,制得界面相容剂。
5.一种木塑复合环保材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、竹粉经高速粉碎机粉碎后过60目筛,将经60目筛分后的竹粉用浓度为6%的聚乙烯醇溶液浸泡30min后烘干;
步骤S2、将界面相容剂加入无水乙醇中,搅拌混合均匀,将该混合液均匀喷洒于竹粉表面,之后置于80℃鼓风干燥箱中干燥至含水率小于3%,备用;
步骤S3、将经上述处理后的竹粉与聚丙烯树脂置于90-100℃的高速混合机中混拌4min,静止10min后加入改性亚麻纤维混拌3min,再加入茂金属聚乙烯弹性体、润滑剂和抗氧剂,继续混拌5min,出料,得预混料;
步骤S4、将预混料在160℃的开炼机上混炼6min后出片,置于平板硫化机的模框中加热软化,将得到的软化料移至模具中加压成型,制得所述木塑环保复合材料。
6.根据权利要求5所述的一种木塑复合环保材料的制备方法,其特征在于,步骤S4中软化温度为160℃,软化时间20min,模压温度65℃。
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