CN110564053A - 一种家具用石墨烯木塑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种家具用石墨烯木塑材料，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯10‑13、聚甘油脂肪酸酯1‑2、辛基硫醇锡1‑2、二苯基咪唑啉0.4‑1、改性木纤维30‑40、环烷酸锂0.06‑0.1、高密度聚丙烯160‑200，本发明加入的溶胶改性木纤维，不仅具有很好的力学性能，且表面活性高，与聚丙烯基体的相容性好，本发明的木塑材料韧性好，强度高，成品的稳定性好，品质高。

Description

一种家具用石墨烯木塑材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种家具用石墨烯木塑材料及其制备方法。
背景技术
植物纤维含有大量的极性羟基和酚羟基等官能团，使其表现出很强的化学极性和亲水性，而热塑性塑料大多为非极性，具有憎水性；两者复合时，亲水性的纤维与憎水性的塑料基体之间存在着较高的界面能差，两者很难达到充分的界面融合，且植物纤维表面存在有大量的羟基，易形成氢键而聚集，使植物纤维不能在塑料基体中均匀分散，造成分散性不佳，这使得应力在界面不能有效地传递，从而影响复合材料的性能；
目前对木塑复合材料的研究主要集中在如何改善两者的相容性上，通常采取的方法是用偶联剂处理和在复合体系中加入增容剂；然而这些处理方法容易造成硅烷原料或者相容剂的浪费，提高生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种家具用石墨烯木塑材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种家具用石墨烯木塑材料，它是由下述重量份的原料组成的：
氧化石墨烯10-13、聚甘油脂肪酸酯1-2、辛基硫醇锡1-2、二苯基咪唑啉0.4-1、改性木纤维30-40、环烷酸锂0.06-0.1、高密度聚丙烯160-200。
所述的改性木纤维是由下述重量份的原料组成的：
木纤维30-40、三乙醇胺2-5、硬脂酸3-4、钛酸四丁酯40-50、轻质碳酸钙3-6。
所述的改性木纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取木纤维，与硬脂酸混合，在130-150℃下保温搅拌20-40分钟，冷却，加入到混合料重量38-41倍的去离子水中，超声6-10分钟，得纤维分散液；
(2)取三乙醇胺、轻质碳酸钙混合，加入到混合料重量7-10倍的无水乙醇中，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，蒸馏除去乙醇，得改性碳酸钙；
(3)取上述改性碳酸钙，加入到纤维分散液中，升高温度为65-70℃，保温搅拌1-2小时，冷却至常温，加入钛酸四丁酯，搅拌4-5小时，抽滤，将滤饼水洗，100-115℃下干燥5-7小时，冷却至常温，即得所述改性木纤维。
一种家具用石墨烯木塑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氧化石墨烯、聚甘油脂肪酸酯混合，加入到混合料重量20-30倍的去离子水中，超声10-20分钟，得石墨烯分散液；
(2)取二苯基咪唑啉，加入到其重量5-7倍的氯仿中，搅拌均匀，加入改性木纤维，搅拌均匀，蒸馏除去氯仿，得预混纤维；
(3)取上述预混纤维，与石墨烯分散液混合，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得石墨烯改性纤维；
(4)取上述石墨烯改性纤维，与辛基硫醇锡、环烷酸锂、高密度聚丙烯混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述家具用石墨烯木塑材料。
本发明的优点：
本发明首先采用硬脂酸处理木纤维，得到纤维分散液，采用三乙醇胺处理碳酸钙，得到改性碳酸钙，之后将改性碳酸钙与纤维分散液共混，加入钛酸四丁酯为前驱体，经过水解，得到溶胶改性的木纤维，其不仅具有很好的力学性能，且表面活性高，与聚丙烯基体的相容性好，本发明的木塑材料韧性好，强度高，成品的稳定性好，作为家具材料，使用环保性好，品质高。
具体实施方式
实施例1
一种家具用石墨烯木塑材料，它是由下述重量份的原料组成的：
氧化石墨烯10、聚甘油脂肪酸酯1、辛基硫醇锡1、二苯基咪唑啉0.4、改性木纤维30、环烷酸锂0.06、高密度聚丙烯160。
所述的改性木纤维是由下述重量份的原料组成的：
木纤维30、三乙醇胺2、硬脂酸3、钛酸四丁酯40、轻质碳酸钙3。
所述的改性木纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取木纤维，与硬脂酸混合，在130℃下保温搅拌20分钟，冷却，加入到混合料重量38倍的去离子水中，超声6分钟，得纤维分散液；
(2)取三乙醇胺、轻质碳酸钙混合，加入到混合料重量7倍的无水乙醇中，在60℃下保温搅拌1小时，蒸馏除去乙醇，得改性碳酸钙；
(3)取上述改性碳酸钙，加入到纤维分散液中，升高温度为65℃，保温搅拌1小时，冷却至常温，加入钛酸四丁酯，搅拌4小时，抽滤，将滤饼水洗，100℃下干燥5小时，冷却至常温，即得所述改性木纤维。
一种家具用石墨烯木塑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氧化石墨烯、聚甘油脂肪酸酯混合，加入到混合料重量20-30倍的去离子水中，超声10分钟，得石墨烯分散液；
(2)取二苯基咪唑啉，加入到其重量5倍的氯仿中，搅拌均匀，加入改性木纤维，搅拌均匀，蒸馏除去氯仿，得预混纤维；
(3)取上述预混纤维，与石墨烯分散液混合，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得石墨烯改性纤维；
(4)取上述石墨烯改性纤维，与辛基硫醇锡、环烷酸锂、高密度聚丙烯混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述家具用石墨烯木塑材料。
实施例2
一种家具用石墨烯木塑材料，它是由下述重量份的原料组成的：
氧化石墨烯13、聚甘油脂肪酸酯2、辛基硫醇锡2、二苯基咪唑啉1、改性木纤维40、环烷酸锂0.1、高密度聚丙烯200。
所述的改性木纤维是由下述重量份的原料组成的：
木纤维40、三乙醇胺5、硬脂酸4、钛酸四丁酯50、轻质碳酸钙6。
所述的改性木纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取木纤维，与硬脂酸混合，在150℃下保温搅拌40分钟，冷却，加入到混合料重量41倍的去离子水中，超声10分钟，得纤维分散液；
(2)取三乙醇胺、轻质碳酸钙混合，加入到混合料重量10倍的无水乙醇中，在65℃下保温搅拌2小时，蒸馏除去乙醇，得改性碳酸钙；
(3)取上述改性碳酸钙，加入到纤维分散液中，升高温度为70℃，保温搅拌2小时，冷却至常温，加入钛酸四丁酯，搅拌5小时，抽滤，将滤饼水洗，115℃下干燥7小时，冷却至常温，即得所述改性木纤维。
一种家具用石墨烯木塑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氧化石墨烯、聚甘油脂肪酸酯混合，加入到混合料重量30倍的去离子水中，超声20分钟，得石墨烯分散液；
(2)取二苯基咪唑啉，加入到其重量7倍的氯仿中，搅拌均匀，加入改性木纤维，搅拌均匀，蒸馏除去氯仿，得预混纤维；
(3)取上述预混纤维，与石墨烯分散液混合，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得石墨烯改性纤维；
(4)取上述石墨烯改性纤维，与辛基硫醇锡、环烷酸锂、高密度聚丙烯混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述家具用石墨烯木塑材料。
性能测试：
本发明实施例1的家具用石墨烯木塑材料：拉伸强度：81.3Mpa；
弹性模量：3.7Gpa；
弯曲强度：111Mpa；
本发明实施例2的家具用石墨烯木塑材料：拉伸强度：82.9Mpa；
弹性模量：3.8Gpa；
弯曲强度：120Mpa。

Claims (4)

1.一种家具用石墨烯木塑材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
氧化石墨烯10-13、聚甘油脂肪酸酯1-2、辛基硫醇锡1-2、二苯基咪唑啉0.4-1、改性木纤维30-40、环烷酸锂0.06-0.1、高密度聚丙烯160-200。
2.根据权利要求1所述的一种家具用石墨烯木塑材料，其特征在于，所述的改性木纤维是由下述重量份的原料组成的：
木纤维30-40、三乙醇胺2-5、硬脂酸3-4、钛酸四丁酯40-50、轻质碳酸钙3-6。
3.根据权利要求2所述的一种家具用石墨烯木塑材料，其特征在于，所述的改性木纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取木纤维，与硬脂酸混合，在130-150℃下保温搅拌20-40分钟，冷却，加入到混合料重量38-41倍的去离子水中，超声6-10分钟，得纤维分散液；
(2)取三乙醇胺、轻质碳酸钙混合，加入到混合料重量7-10倍的无水乙醇中，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，蒸馏除去乙醇，得改性碳酸钙；
(3)取上述改性碳酸钙，加入到纤维分散液中，升高温度为65-70℃，保温搅拌1-2小时，冷却至常温，加入钛酸四丁酯，搅拌4-5小时，抽滤，将滤饼水洗，100-115℃下干燥5-7小时，冷却至常温，即得所述改性木纤维。
4.一种如权利要求1所述家具用石墨烯木塑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取氧化石墨烯、聚甘油脂肪酸酯混合，加入到混合料重量20-30倍的去离子水中，超声10-20分钟，得石墨烯分散液；
(2)取二苯基咪唑啉，加入到其重量5-7倍的氯仿中，搅拌均匀，加入改性木纤维，搅拌均匀，蒸馏除去氯仿，得预混纤维；
(3)取上述预混纤维，与石墨烯分散液混合，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得石墨烯改性纤维；
(4)取上述石墨烯改性纤维，与辛基硫醇锡、环烷酸锂、高密度聚丙烯混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述家具用石墨烯木塑材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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