CN111320876A - 一种混杂增强塑木复合材料板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混杂增强塑木复合材料板材及其制备方法,属于复合材料和新型化学建材技术领域。本发明由高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、白油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯及抗氧剂组成。本发明一种混杂增强塑木复合材料板材生产制造方便,传统塑木板材挤出成型生产线即可用于其生产,生产连续性强,生产效率高;防水,防腐,不虫蛀,不开裂,不老化,不存在色差,使用过程中不掉漆,废弃后可回收再生;和普通塑木复合材料相比,综合机械性能好,防翘曲变形能力强,刚柔相济,脆性低,不易碎裂等。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑木复合材料,特别是涉及一种混杂增强塑木复合材料板材及其制备方法,属于复合材料和新型化学建材技术领域。
背景技术
近年来,塑木复合材料的应用越来越广,可广泛应用于市政工程、风景园林、装修装饰、文体娱乐、运输包装等诸多领域;产品类型越来越丰富,包括地板、长城板、隔音墙、护栏、廊架、桌椅、花箱、葡萄架、凉亭、公交站台等。塑木复合材料行业之所以发展迅速,主要是由于其具有原料来源广泛、环境友好、可再生、可循环使用、防腐、防水、不虫蛀、生产效率高等优点。但即使如此,塑木复合材料在应用过程中也暴露出一些问题,有些问题还比较严重,特别是容易翘曲变形、脆性较大等,在经历较长时间的使用后,变形或变脆会影响其使用,甚至在极端情况下导致其报废,完全丧失使用功能。因而,对传统塑木材料进行改进改善其上述性能是目前塑木行业亟待解决的问题。
微纳米具有较小的粒径和很高的比表面积,具有宏观粒子不具有的一些特殊增强增韧等作用,因而在复合材料领域的应用得到了高度关注,也有一些专利公开了微纳米改性塑木材料。比如,CN102277001B公开了《一种微纳米增强塑木复合材料板材及其制备方法》,该专利较好地将纳米粒子复合到塑木材料中,改善了塑木材料的力学性能(静曲强度、静曲模量);CN110577752A公开了《一种高强度木塑板及其制备方法》,该专利可改善木塑板加工流动性能、阻燃性能及强度,同时还可屏蔽紫外线;CN110791112A公开了《一种环保木塑材料及其制备方法和应用》,该专利具有优异的防水、防潮、防霉变、防火等特性,其防火等级达到B1级,阻燃性好,另外,该木塑材料还具有高抗冲击强度、高压缩强度和高抗弯强度等。上述公开的专利虽然利用微纳米粒子在某些方面改善了塑木材料的性能,但在抵抗塑木变形及改善其脆性等方面却没有公开。
晶须是由高纯度单晶生长而成的微纳米级的短纤维,其机械强度等于邻接原子间力产生的强度。晶须的高度取向结构使其具有高强度、高模量和高伸长率等性质。将其应用于复合材料中有望改善材料的抗变形性,降低脆性等。
因而,采用晶须增强,同时结合微纳米技术,发明一种混杂增强塑木复合材料板材,提高塑木材料力学性能,同时降低其脆性、改善其抗变形能力,十分必要。
发明内容
本发明就是针对上述目的提供一种混杂增强塑木复合材料板材及其制备方法,该板材除具有一般塑木复合材料板材可重复加工使用、易成型加工等特点外,更具有力学性能好、不变形、脆性低等特点。
一种混杂增强塑木复合材料板材,由包括以下重量份数的原料制备而成:
本发明一种混杂增强塑木复合材料板材,其中所述的马来酸酐接枝聚乙烯,其接枝率为1.8~2.8%。
本发明一种混杂增强塑木复合材料板材,其中所述的内增强木粉,其平均粒径为160~300目。
本发明一种混杂增强塑木复合材料板材,其中所述的改性硫酸钙晶须,其平均直径为4~10μm,平均长径比为10~50。
本发明一种混杂增强塑木复合材料板材,其中所述的石墨烯粉体,其平均粒度(D50)为3~7μm。
本发明一种混杂增强塑木复合材料板材,其中所述的玻璃纤维粉,其平均粒径为0.1~0.5μm。
本发明一种混杂增强塑木复合材料板材,其中所述的抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种。
一种混杂增强塑木复合材料板材的制备方法,其包括以下步骤:
(1)按照体积比100∶30~40分别量取乙醇和水,混合均匀,得到乙醇-水溶液;
(2)按照体积比100∶10~20分别量取乙醇和3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯,混合均匀,得到乙醇-酯溶液;
(3)将乙醇-水溶液升温至50~70℃后,将乙醇-酯溶液加入其中,搅匀,并用氨水将混合溶液pH值调节至8.2~9.6,反应120~180min,得到前驱溶液;
(4)按照重量比100∶10~20∶0.05~0.09分别称取木粉、前驱溶液和偶氮二异丁腈,混合并高度分散均匀,得到混合料,加压至4~6MPa处理20~30min,然后将压力卸除至环境压力,卸除时间4~8min,再次加压至6~10MPa处理20~30min,然后再次卸除压力至环境压力,卸除时间5~7min,随即在环境压力下将混合料升温至100~110℃,保温30~50min后,降至室温,干燥,筛分,得到内增强木粉;
(5)按重量比100∶10~20∶0.1~0.5∶0.3~0.7分别称取水、硫酸钙晶须、铝酸钠和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,将铝酸钠加入水中混合均匀并溶解后,加入硫酸钙晶须,升温至40~60℃,搅拌30~60min,然后将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入其中,分散均匀,过滤,干燥,筛分,得到改性硫酸钙晶须;
(6)按重量比1∶30~50∶1~3分别称取石墨烯、甲醛以及氢氧化钠,混合均匀后升温至70~80℃,保温60~90min,过滤,采用自来水洗涤过滤得到的固体产物直至滤液呈中性,然后将过滤得到的固体产物在100~110℃下干燥24~36h,得到预处理石墨烯;
(7)按重量比100∶1~3∶30~50∶0.8~1.6分别称取水、预处理石墨烯、顺丁烯二酸酐和硝酸铈铵,将硝酸铈铵加入到水中搅拌溶解后,将石墨烯和顺丁烯二酸酐加入其中,升温至30~40℃,搅拌40~60min,然后加入盐酸调节溶液pH值为2~4,升温至40~50℃,搅拌4~6h,离心分离,将得到的固体料干燥,筛分,得到石墨烯粉体;
(8)按配方分别称取高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、自油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯和抗氧剂;
(9)将各组分混合均匀并挤出造粒,得到塑木粒子,挤出温度为160~210℃;
(10)将塑木粒子再次熔融挤出,形成一种混杂增强塑木复合材料板材,挤出温度为170~200℃。
本发明一种混杂增强塑木复合材料板材生产制造方便,传统塑木板材挤出成型生产线即可用于其生产,生产连续性强,生产效率高;防水,防腐,不虫蛀,不开裂,不老化,不存在色差,使用过程中不掉漆,废弃后可回收再生;和普通塑木复合材料相比,综合机械性能好,防翘曲变形能力强,刚柔相济,脆性低,不易碎裂等。
具体实施方式
以下采用实施例具体说明本发明的一种混杂增强塑木复合材料板材及其制备方法。
实施例1:
一种混杂增强塑木复合材料板材,由包括以下重量份数的原料制备而成:
一种混杂增强塑木复合材料板材的制备方法,其包括以下步骤:
(1)按照体积比100∶35分别量取乙醇和水,混合均匀,得到乙醇-水溶液;
(2)按照体积比100∶15分别量取乙醇和3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯,混合均匀,得到乙醇-酯溶液;
(3)将乙醇-水溶液升温至60℃后,将乙醇-酯溶液加入其中,搅匀,并用氨水将混合溶液pH值调节至8.9,反应150min,得到前驱溶液;
(4)按照重量比100∶15∶0.07分别称取木粉、前驱溶液和偶氮二异丁腈,混合并高度分散均匀,得到混合料,加压至5MPa处理25min,然后将压力卸除至环境压力,卸除时间6min,再次加压至8MPa处理25min,然后再次卸除压力至环境压力,卸除时间6min,随即在环境压力下将混合料升温至105℃,保温40min后,降至室温,干燥,筛分,得到内增强木粉;
(5)按重量比100∶15∶0.3∶0.5分别称取水、硫酸钙晶须、铝酸钠和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,将铝酸钠加入水中混合均匀并溶解后,加入硫酸钙晶须,升温至50℃,搅拌45min,然后将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入其中,分散均匀,过滤,干燥,筛分,得到改性硫酸钙晶须;
(6)按重量比1∶40∶2分别称取石墨烯、甲醛以及氢氧化钠,混合均匀后升温至75℃,保温75min,过滤,采用自来水洗涤过滤得到的固体产物直至滤液呈中性,然后将过滤得到的固体产物在105℃下干燥30h,得到预处理石墨烯;
(7)按重量比100∶2∶40∶1.2分别称取水、预处理石墨烯、顺丁烯二酸酐和硝酸铈铵,将硝酸铈铵加入到水中搅拌溶解后,将石墨烯和顺丁烯二酸酐加入其中,升温至35℃,搅拌50min,然后加入盐酸调节溶液pH值为3,升温至45℃,搅拌5h,离心分离,将得到的固体料干燥,筛分,得到石墨烯粉体;
(8)按配方分别称取高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、白油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯和抗氧剂;
(9)将各组分混合均匀并挤出造粒,得到塑木粒子,挤出温度为185℃;
(10)将塑木粒子再次熔融挤出,形成一种混杂增强塑木复合材料板材,挤出温度为185℃。
实施例2:
一种混杂增强塑木复合材料板材,由包括以下重量份数的原料制备而成:
一种混杂增强塑木复合材料板材的制备方法,其包括以下步骤:
(1)按照体积比100∶30分别量取乙醇和水,混合均匀,得到乙醇-水溶液;
(2)按照体积比100∶10分别量取乙醇和3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯,混合均匀,得到乙醇-酯溶液;
(3)将乙醇-水溶液升温至50℃后,将乙醇-酯溶液加入其中,搅匀,并用氨水将混合溶液pH值调节至8.2,反应120min,得到前驱溶液;
(4)按照重量比100∶10∶0.05分别称取木粉、前驱溶液和偶氮二异丁腈,混合并高度分散均匀,得到混合料,加压至4MPa处理20min,然后将压力卸除至环境压力,卸除时间4min,再次加压至6MPa处理20min,然后再次卸除压力至环境压力,卸除时间5min,随即在环境压力下将混合料升温至100℃,保温30min后,降至室温,干燥,筛分,得到内增强木粉;
(5)按重量比100∶10∶0.1∶0.3分别称取水、硫酸钙晶须、铝酸钠和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,将铝酸钠加入水中混合均匀并溶解后,加入硫酸钙晶须,升温至40℃,搅拌30min,然后将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入其中,分散均匀,过滤,干燥,筛分,得到改性硫酸钙晶须;
(6)按重量比1∶30∶1分别称取石墨烯、甲醛以及氢氧化钠,混合均匀后升温至70℃,保温60min,过滤,采用自来水洗涤过滤得到的固体产物直至滤液呈中性,然后将过滤得到的固体产物在100℃下干燥24h,得到预处理石墨烯;
(7)按重量比100∶1∶30∶0.8分别称取水、预处理石墨烯、顺丁烯二酸酐和硝酸铈铵,将硝酸铈铵加入到水中搅拌溶解后,将石墨烯和顺丁烯二酸酐加入其中,升温至30℃,搅拌40min,然后加入盐酸调节溶液pH值为2,升温至40℃,搅拌4h,离心分离,将得到的固体料干燥,筛分,得到石墨烯粉体;
(8)按配方分别称取高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、白油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯和抗氧剂;
(9)将各组分混合均匀并挤出造粒,得到塑木粒子,挤出温度为160℃;
(10)将塑木粒子再次熔融挤出,形成一种混杂增强塑木复合材料板材,挤出温度为170℃。
实施例3:
一种混杂增强塑木复合材料板材,由包括以下重量份数的原料制备而成:
一种混杂增强塑木复合材料板材的制备方法,其包括以下步骤:
(1)按照体积比100∶40分别量取乙醇和水,混合均匀,得到乙醇-水溶液;
(2)按照体积比100∶20分别量取乙醇和3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯,混合均匀,得到乙醇-酯溶液;
(3)将乙醇-水溶液升温至70℃后,将乙醇-酯溶液加入其中,搅匀,并用氨水将混合溶液pH值调节至9.6,反应180min,得到前驱溶液;
(4)按照重量比100∶20∶0.09分别称取木粉、前驱溶液和偶氮二异丁腈,混合并高度分散均匀,得到混合料,加压至6MPa处理30min,然后将压力卸除至环境压力,卸除时间8min,再次加压至10MPa处理30min,然后再次卸除压力至环境压力,卸除时间7min,随即在环境压力下将混合料升温至110℃,保温50min后,降至室温,干燥,筛分,得到内增强木粉;
(5)按重量比100∶20∶0.5∶0.7分别称取水、硫酸钙晶须、铝酸钠和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,将铝酸钠加入水中混合均匀并溶解后,加入硫酸钙晶须,升温至60℃,搅拌60min,然后将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入其中,分散均匀,过滤,干燥,筛分,得到改性硫酸钙晶须;
(6)按重量比1∶50∶3分别称取石墨烯、甲醛以及氢氧化钠,混合均匀后升温至80℃,保温90min,过滤,采用自来水洗涤过滤得到的固体产物直至滤液呈中性,然后将过滤得到的固体产物在110℃下干燥36h,得到预处理石墨烯;
(7)按重量比100∶3∶50∶1.6分别称取水、预处理石墨烯、顺丁烯二酸酐和硝酸铈铵,将硝酸铈铵加入到水中搅拌溶解后,将石墨烯和顺丁烯二酸酐加入其中,升温至40℃,搅拌60min,然后加入盐酸调节溶液pH值为4,升温至50℃,搅拌6h,离心分离,将得到的固体料干燥,筛分,得到石墨烯粉体;
(8)按配方分别称取高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、白油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯和抗氧剂;
(9)将各组分混合均匀并挤出造粒,得到塑木粒子,挤出温度为210℃;
(10)将塑木粒子再次熔融挤出,形成一种混杂增强塑木复合材料板材,挤出温度为200℃。
实施例4:
一种混杂增强塑木复合材料板材,由包括以下重量份数的原料制备而成:
一种混杂增强塑木复合材料板材的制备方法,其包括以下步骤:
(1)按照体积比100∶40分别量取乙醇和水,混合均匀,得到乙醇-水溶液;
(2)按照体积比100∶10分别量取乙醇和3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯,混合均匀,得到乙醇-酯溶液;
(3)将乙醇-水溶液升温至60℃后,将乙醇-酯溶液加入其中,搅匀,并用氨水将混合溶液pH值调节至9.6,反应120min,得到前驱溶液;
(4)按照重量比100∶15∶0.09分别称取木粉、前驱溶液和偶氮二异丁腈,混合并高度分散均匀,得到混合料,加压至4MPa处理25min,然后将压力卸除至环境压力,卸除时间8min,再次加压至6MPa处理25min,然后再次卸除压力至环境压力,卸除时间7min,随即在环境压力下将混合料升温至100℃,保温40min后,降至室温,干燥,筛分,得到内增强木粉;
(5)按重量比100∶20∶0.1∶0.5分别称取水、硫酸钙晶须、铝酸钠和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,将铝酸钠加入水中混合均匀并溶解后,加入硫酸钙晶须,升温至60℃,搅拌30min,然后将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入其中,分散均匀,过滤,干燥,筛分,得到改性硫酸钙晶须;
(6)按重量比1∶40∶3分别称取石墨烯、甲醛以及氢氧化钠,混合均匀后升温至70℃,保温75min,过滤,采用自来水洗涤过滤得到的固体产物直至滤液呈中性,然后将过滤得到的固体产物在110℃下干燥24h,得到预处理石墨烯;
(7)按重量比100∶2∶50∶0.8分别称取水、预处理石墨烯、顺丁烯二酸酐和硝酸铈铵,将硝酸铈铵加入到水中搅拌溶解后,将石墨烯和顺丁烯二酸酐加入其中,升温至35℃,搅拌60min,然后加入盐酸调节溶液pH值为2,升温至45℃,搅拌6h,离心分离,将得到的固体料干燥,筛分,得到石墨烯粉体;
(8)按配方分别称取高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、白油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯和抗氧剂;
(9)将各组分混合均匀并挤出造粒,得到塑木粒子,挤出温度为160℃;
(10)将塑木粒子再次熔融挤出,形成一种混杂增强塑木复合材料板材,挤出温度为185℃。
实施例5:
一种混杂增强塑木复合材料板材,由包括以下重量份数的原料制备而成:
一种混杂增强塑木复合材料板材的制备方法,其包括以下步骤:
(1)按照体积比100∶30分别量取乙醇和水,混合均匀,得到乙醇-水溶液;
(2)按照体积比100∶15分别量取乙醇和3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯,混合均匀,得到乙醇-酯溶液;
(3)将乙醇-水溶液升温至70℃后,将乙醇-酯溶液加入其中,搅匀,并用氨水将混合溶液pH值调节至8.2,反应150min,得到前驱溶液;
(4)按照重量比100∶20∶0.05分别称取木粉、前驱溶液和偶氮二异丁腈,混合并高度分散均匀,得到混合料,加压至5MPa处理30min,然后将压力卸除至环境压力,卸除时间4min,再次加压至8MPa处理30min,然后再次卸除压力至环境压力,卸除时间5min,随即在环境压力下将混合料升温至105℃,保温50min后,降至室温,干燥,筛分,得到内增强木粉;
(5)按重量比100∶10∶0.3∶0.7分别称取水、硫酸钙晶须、铝酸钠和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,将铝酸钠加入水中混合均匀并溶解后,加入硫酸钙晶须,升温至40℃,搅拌45min,然后将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入其中,分散均匀,过滤,干燥,筛分,得到改性硫酸钙晶须;
(6)按重量比1∶50∶1分别称取石墨烯、甲醛以及氢氧化钠,混合均匀后升温至75℃,保温90min,过滤,采用自来水洗涤过滤得到的固体产物直至滤液呈中性,然后将过滤得到的固体产物在100℃下干燥30h,得到预处理石墨烯;
(7)按重量比100∶3∶30∶1.2分别称取水、预处理石墨烯、顺丁烯二酸酐和硝酸铈铵,将硝酸铈铵加入到水中搅拌溶解后,将石墨烯和顺丁烯二酸酐加入其中,升温至40℃,搅拌40min,然后加入盐酸调节溶液pH值为3,升温至50℃,搅拌4h,离心分离,将得到的固体料干燥,筛分,得到石墨烯粉体;
(8)按配方分别称取高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、白油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯和抗氧剂;
(9)将各组分混合均匀并挤出造粒,得到塑木粒子,挤出温度为185℃;
(10)将塑木粒子再次熔融挤出,形成一种混杂增强塑木复合材料板材,挤出温度为200℃。
实施例6:
一种混杂增强塑木复合材料板材,由包括以下重量份数的原料制备而成:
一种混杂增强塑木复合材料板材的制备方法,其包括以下步骤:
(1)按照体积比100∶35分别量取乙醇和水,混合均匀,得到乙醇-水溶液;
(2)按照体积比100∶20分别量取乙醇和3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯,混合均匀,得到乙醇-酯溶液;
(3)将乙醇-水溶液升温至50℃后,将乙醇-酯溶液加入其中,搅匀,并用氨水将混合溶液pH值调节至8.9,反应180min,得到前驱溶液;
(4)按照重量比100∶10∶0.07分别称取木粉、前驱溶液和偶氮二异丁腈,混合并高度分散均匀,得到混合料,加压至6MPa处理20min,然后将压力卸除至环境压力,卸除时间6min,再次加压至10MPa处理20min,然后再次卸除压力至环境压力,卸除时间6min,随即在环境压力下将混合料升温至110℃,保温30min后,降至室温,干燥,筛分,得到内增强木粉;
(5)按重量比100∶15∶0.5∶0.3分别称取水、硫酸钙晶须、铝酸钠和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,将铝酸钠加入水中混合均匀并溶解后,加入硫酸钙晶须,升温至50℃,搅拌60min,然后将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入其中,分散均匀,过滤,干燥,筛分,得到改性硫酸钙晶须;
(6)按重量比1∶30∶2分别称取石墨烯、甲醛以及氢氧化钠,混合均匀后升温至80℃,保温60min,过滤,采用自来水洗涤过滤得到的固体产物直至滤液呈中性,然后将过滤得到的固体产物在105℃下干燥36h,得到预处理石墨烯;
(7)按重量比100∶1∶40∶1.6分别称取水、预处理石墨烯、顺丁烯二酸酐和硝酸铈铵,将硝酸铈铵加入到水中搅拌溶解后,将石墨烯和顺丁烯二酸酐加入其中,升温至30℃,搅拌50min,然后加入盐酸调节溶液pH值为4,升温至40℃,搅拌5h,离心分离,将得到的固体料干燥,筛分,得到石墨烯粉体;
(8)按配方分别称取高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、白油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯和抗氧剂;
(9)将各组分混合均匀并挤出造粒,得到塑木粒子,挤出温度为210℃;
(10)将塑木粒子再次熔融挤出,形成一种混杂增强塑木复合材料板材,挤出温度为170℃。
实施例7:
一种混杂增强塑木复合材料板材,由包括以下重量份数的原料制备而成:
一种混杂增强塑木复合材料板材的制备方法,其包括以下步骤:
(1)按照体积比100∶35分别量取乙醇和水,混合均匀,得到乙醇-水溶液;
(2)按照体积比100∶10分别量取乙醇和3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯,混合均匀,得到乙醇-酯溶液;
(3)将乙醇-水溶液升温至60℃后,将乙醇-酯溶液加入其中,搅匀,并用氨水将混合溶液pH值调节至9.6,反应150min,得到前驱溶液;
(4)按照重量比100∶20∶0.05分别称取木粉、前驱溶液和偶氮二异丁腈,混合并高度分散均匀,得到混合料,加压至6MPa处理20min,然后将压力卸除至环境压力,卸除时间6min,再次加压至10MPa处理25min,然后再次卸除压力至环境压力,卸除时间5min,随即在环境压力下将混合料升温至105℃,保温30min后,降至室温,干燥,筛分,得到内增强木粉;
(5)按重量比100∶20∶0.1∶0.7分别称取水、硫酸钙晶须、铝酸钠和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,将铝酸钠加入水中混合均匀并溶解后,加入硫酸钙晶须,升温至50℃,搅拌30min,然后将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入其中,分散均匀,过滤,干燥,筛分,得到改性硫酸钙晶须;
(6)按重量比1∶50∶1分别称取石墨烯、甲醛以及氢氧化钠,混合均匀后升温至80℃,保温60min,过滤,采用自来水洗涤过滤得到的固体产物直至滤液呈中性,然后将过滤得到的固体产物在100℃下干燥36h,得到预处理石墨烯;
(7)按重量比100∶3∶30∶1.6分别称取水、预处理石墨烯、顺丁烯二酸酐和硝酸铈铵,将硝酸铈铵加入到水中搅拌溶解后,将石墨烯和顺丁烯二酸酐加入其中,升温至30℃,搅拌60min,然后加入盐酸调节溶液pH值为4,升温至40℃,搅拌5h,离心分离,将得到的固体料干燥,筛分,得到石墨烯粉体;
(8)按配方分别称取高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、白油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯和抗氧剂;
(9)将各组分混合均匀并挤出造粒,得到塑木粒子,挤出温度为160℃;
(10)将塑木粒子再次熔融挤出,形成一种混杂增强塑木复合材料板材,挤出温度为185℃。
实施例8:
一种混杂增强塑木复合材料板材,由包括以下重量份数的原料制备而成:
一种混杂增强塑木复合材料板材的制备方法,其包括以下步骤:
(1)按照体积比100∶38分别量取乙醇和水,混合均匀,得到乙醇-水溶液;
(2)按照体积比100∶18分别量取乙醇和3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯,混合均匀,得到乙醇-酯溶液;
(3)将乙醇-水溶液升温至58℃后,将乙醇-酯溶液加入其中,搅匀,并用氨水将混合溶液pH值调节至8.8,反应128min,得到前驱溶液;
(4)按照重量比100∶17∶0.06分别称取木粉、前驱溶液和偶氮二异丁腈,混合并高度分散均匀,得到混合料,加压至4.6MPa处理26min,然后将压力卸除至环境压力,卸除时间7min,再次加压至7MPa处理27min,然后再次卸除压力至环境压力,卸除时间5.7min,随即在环境压力下将混合料升温至107℃,保温37min后,降至室温,干燥,筛分,得到内增强木粉;
(5)按重量比100∶13∶0.4∶0.4分别称取水、硫酸钙晶须、铝酸钠和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,将铝酸钠加入水中混合均匀并溶解后,加入硫酸钙晶须,升温至44℃,搅拌34min,然后将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入其中,分散均匀,过滤,干燥,筛分,得到改性硫酸钙晶须;
(6)按重量比1∶34∶1.3分别称取石墨烯、甲醛以及氢氧化钠,混合均匀后升温至79℃,保温69min,过滤,采用自来水洗涤过滤得到的固体产物直至滤液呈中性,然后将过滤得到的固体产物在109℃下干燥29h,得到预处理石墨烯;
(7)按重量比100∶1.3∶39∶0.9分别称取水、预处理石墨烯、顺丁烯二酸酐和硝酸铈铵,将硝酸铈铵加入到水中搅拌溶解后,将石墨烯和顺丁烯二酸酐加入其中,升温至39℃,搅拌49min,然后加入盐酸调节溶液pH值为2.4,升温至44℃,搅拌4.6h,离心分离,将得到的固体料干燥,筛分,得到石墨烯粉体;
(8)按配方分别称取高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、白油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯和抗氧剂;
(9)将各组分混合均匀并挤出造粒,得到塑木粒子,挤出温度为164℃;
(10)将塑木粒子再次熔融挤出,形成一种混杂增强塑木复合材料板材,挤出温度为178℃。
下面通过检查说明实施例1的效果:
经检测,破坏载荷:3362N,静曲模量:2.86GPa;低温落球冲击:试样数10件,破坏数0件;取3根试样,单根长度均为1m,平铺在水平地面上,两端无任何固定,放置180d后,离地面最大翘起高度0.82mm,平均翘起高度为0.65mm,翘曲率为0.065%。
测试结果表明:实施例1的力学性能参数均优于GB/T 24508或LY/T 1613标准规定值,同时翘曲率非常低,具有优良的防翘曲变形的能力。
Claims (7)
2.根据权利要求1所述的一种混杂增强塑木复合材料板材,其特征在于所述的马来酸酐接枝聚乙烯,其接枝率为1.8~2.8%。
3.根据权利要求1所述的一种混杂增强塑木复合材料板材,其特征在于所述的内增强木粉,其平均粒径为160~300目。
4.根据权利要求1所述的一种混杂增强塑木复合材料板材,其特征在于所述的改性硫酸钙晶须,其平均直径为4~10μm,平均长径比为10~50。
5.根据权利要求1所述的一种混杂增强塑木复合材料板材,其特征在于所述的石墨烯粉体,其平均粒度(D50)为3~7μm。
6.根据权利要求1所述的一种混杂增强塑木复合材料板材,其特征在于所述的玻璃纤维粉,其平均粒径为0.1~0.5μm。
7.根据权利要求1所述的一种混杂增强塑木复合材料板材的制备方法,其特征在于其制备过程包括以下步骤:
(1)按照体积比100∶30~40分别量取乙醇和水,混合均匀,得到乙醇-水溶液;
(2)按照体积比100∶10~20分别量取乙醇和3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯,混合均匀,得到乙醇-酯溶液;
(3)将乙醇-水溶液升温至50~70℃后,将乙醇-酯溶液加入其中,搅匀,并用氨水将混合溶液pH值调节至8.2~9.6,反应120~180min,得到前驱溶液;
(4)按照重量比100∶10~20∶0.05~0.09分别称取木粉、前驱溶液和偶氮二异丁腈,混合并高度分散均匀,得到混合料,加压至4~6MPa处理20~30min,然后将压力卸除至环境压力,卸除时间4~8min,再次加压至6~10MPa处理20~30min,然后再次卸除压力至环境压力,卸除时间5~7min,随即在环境压力下将混合料升温至100~110℃,保温30~50min后,降至室温,干燥,筛分,得到内增强木粉;
(5)按重量比100∶10~20∶0.1~0.5∶0.3~0.7分别称取水、硫酸钙晶须、铝酸钠和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,将铝酸钠加入水中混合均匀并溶解后,加入硫酸钙晶须,升温至40~60℃,搅拌30~60min,然后将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入其中,分散均匀,过滤,干燥,筛分,得到改性硫酸钙晶须;
(6)按重量比1∶30~50∶1~3分别称取石墨烯、甲醛以及氢氧化钠,混合均匀后升温至70~80℃,保温60~90min,过滤,采用自来水洗涤过滤得到的固体产物直至滤液呈中性,然后将过滤得到的固体产物在100~110℃下干燥24~36h,得到预处理石墨烯;
(7)按重量比100∶1~3∶30~50∶0.8~1.6分别称取水、预处理石墨烯、顺丁烯二酸酐和硝酸铈铵,将硝酸铈铵加入到水中搅拌溶解后,将石墨烯和顺丁烯二酸酐加入其中,升温至30~40℃,搅拌40~60min,然后加入盐酸调节溶液pH值为2~4,升温至40~50℃,搅拌4~6h,离心分离,将得到的固体料干燥,筛分,得到石墨烯粉体;
(8)按配方分别称取高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、内增强木粉、改性硫酸钙晶须、石墨烯粉体、玻璃纤维粉、萜烯树脂、白油、硬脂酸钙、氧化聚乙烯和抗氧剂;
(9)将各组分混合均匀并挤出造粒,得到塑木粒子,挤出温度为160~210℃;
(10)将塑木粒子再次熔融挤出,形成一种混杂增强塑木复合材料板材,挤出温度为170~200℃。
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