CN117024880B - 一种耐高温塑木材料组合物及塑木产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温塑木材料组合物及塑木产品,属于高分子化合物的组合物技术领域。耐高温塑木材料组合物各组分的质量分数如下:植物纤维25.0~45.0wt%,热稳定聚合填料8.0~15.0wt%,亚乙基双硬脂酸酰胺0.2~1.8wt%,抗氧化剂0.1~0.5wt%,光稳定剂0.1~0.5wt%及余量的聚丙烯。本发明具有良好的耐高温性能及优异的力学性能,制成塑木产品后能够满足不同环境下的使用需求,拓展了塑木产品的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及高分子化合物的组合物技术领域,尤其涉及一种耐高温塑木材料组合物及塑木产品。
背景技术
塑木是一种新型复合木质材料,主要以塑料为基体,通过与木粉、稻壳、秸秆等植物纤维混合后,再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺制成。塑木在于建材、家具、物流包装等领域得到广泛应用。
中国专利CN102321377A公开了一种防霉变塑木装饰板材及其制备方法,该发明先采用ACQ改性稻糠粉,然后将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、硬脂酸钙、短切玻纤混合,挤出造粒,得到改性塑料粒子;接着将改性塑料粒子、改性稻糠粉、防霉抗菌剂、碳酸钙粉、萜烯树脂、抗氧剂再次搅匀后,挤出造粒,得到防霉变塑木复合材料粒子;最后将防霉变塑木粒子挤出成型防霉变塑木板材。该发明防霉变塑木板材生产制造方便,成本低,对环境友好,防霉变,在使用过程中不会发生霉变腐烂,使用寿命长,可广泛应用于装修装饰、市政园林、船坞码头诸多场合。
中国专利CN105936690A则提供了一种建筑用耐老化聚乙烯塑木复合板材,它是由如下重量份数的组分制得:聚乙烯80~90份、沙冬青木粉50~60份、丁醚化树脂10~15份、三烯丙基异氰酸酯4~8份、羟丙基纤维素12~18份、普鲁兰多糖7~15份、丁腈橡胶18~24份、三壬基苯基亚磷酸酯5~12份、油酰胺3~5份、烷基酚聚氧乙烯醚2~4份、二氧化硅2~6份。该发明提供的耐老化聚乙烯塑木复合板材不易开裂、褪色,具有耐老化性能,同时提高了板材的抗冲击性能及拉伸强度,结实耐用,使用寿命长;且该种板材环保无污染,木质感强,表面光滑细腻,无颗粒感等优点。
现有技术采用的塑木基体为聚丙烯材料,聚丙烯的长期使用温度最高为100~120℃,在150℃附近即开始发生软化,对高温的耐受性差,在腐蚀性物质存在下,聚丙烯的使用温度将更低。普通的塑木材料难以耐受高温下的使用需求,提升塑木的耐高温性能有助于拓展塑木材料的应用范围。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的问题是提供一种耐高温塑木材料组合物及塑木产品。
一种耐高温塑木材料组合物,由树脂基体、填料及助剂组成;所述树脂基体为聚丙烯,所述填料为植物纤维及热稳定聚合填料,所述助剂为亚乙基双硬脂酸酰胺、抗氧化剂及光稳定剂;其中,各组分的质量分数如下:植物纤维25.0~45.0wt%,热稳定聚合填料8.0~15.0wt%,亚乙基双硬脂酸酰胺0.2~1.8wt%,抗氧化剂0.1~0.5wt%,光稳定剂0.1~0.5wt%及余量的聚丙烯。
所述植物纤维可采用本领域通用的材料;优选的,所述植物纤维为木粉、稻壳、秸秆中的任意一种。
优选的,所述抗氧化剂为抗氧剂B900、抗氧剂B225、抗氧剂B215、抗氧剂PS802、抗氧剂PS800、抗氧剂168、抗氧剂245、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂1010中的任意一种。
优选的,所述光稳定剂为UV-9、UV-24、UV-2337、UV-1164、UV-5411中的任意一种。
本发明以双羟基苯基酮为1,5-双(4-羟基苯基)-3-戊酮、1,5-双(3-羟基苯基)-3-戊酮或1,5-二对羟苯基-1,4-戊二烯-3-酮作为双羟基苯基酮,与对甲基苯肼发生脱水反应在羰基处形成碳氮杂环,得到脱水产物;并将4-氨基苯-1,3-二醇与2,5-二乙氧基四氢呋喃通过环化反应形成杂环结构而结合,得到环化产物;最后以脱水产物和环化产物为聚合单体,按比例混合后与己二酰氯通过形成酯键发生聚合,得到热稳定聚合填料。
耐高温塑木材料组合物中,热稳定聚合填料与聚丙烯形成二元共混结构,两者界面相容性好,热稳定性高。热稳定聚合填料分子主链存在苯环结构,侧链则形成不规则碳氮杂环结构,有助于防止组合物在高温环境下的链移动及扩散速率,由于分子链活动受到阻碍,组合物由结晶态转变为不定形态的过程变得更加困难,因此体现出良好的温度耐受性。此外,热稳定聚合填料的分子链之间存在芳香结合单元,表现出比线性聚丙烯更强的共轭性,由于共轭作用使电子离域,分子键能趋于平均化,使能量降低,使其在高温下也能维持稳定。
优选的,所述热稳定聚合填料的制备方法如下:
1)、将双羟基苯基酮、对甲基苯肼与无水乙醇混合均匀,在回流条件下进行脱水反应;脱水反应结束后,产物经冷却处理、过滤收集滤饼、无水乙醇洗涤,得到脱水产物,备用;
2)、将4-氨基苯-1,3-二醇、2,5-二乙氧基四氢呋喃与冰醋酸混合均匀,在回流条件下进行环化反应;环化反应结束后,经减压蒸馏去除冰醋酸,剩余物与无水甲醇混合后倒入过量去离子水中,经过滤收集沉淀、去离子水洗、干燥,得到环化产物,备用;
3)将所述脱水产物与所述环化产物按比例混合均匀,得到单体混合物;无氧条件下,另取所述单体混合物、己二酰氯、去离子水与二氯甲烷混合均匀,加入缚酸剂、催化剂并进行聚合反应;聚合反应结束后,将产物倒入过量去离子水中,经过滤收集沉淀、无水甲醇洗涤、干燥,得到热稳定聚合填料。
具体的,所述热稳定聚合填料的制备方法如下,以重量份计:
1)、将3.50~4.55份双羟基苯基酮、1.60~2.05份对甲基苯肼与100~125份无水乙醇混合均匀,在回流条件下进行脱水反应;脱水反应结束后,产物经冷却处理、过滤收集滤饼、无水乙醇洗涤,得到脱水产物,备用;
2)、将3.75~4.90份4-氨基苯-1,3-二醇、4.65~6.05份2,5-二乙氧基四氢呋喃与25~35份冰醋酸混合均匀,在回流条件下进行环化反应;环化反应结束后,经减压蒸馏去除冰醋酸,剩余物与7.5~10份无水甲醇混合后倒入过量0~4℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、去离子水洗、干燥,得到环化产物,备用;
3)将所述脱水产物与所述环化产物按比例混合均匀,得到单体混合物;氮气保护下,另取4.05~5.95份所述单体混合物、3.65~5.15份己二酰氯、150~200份去离子水与200~300份二氯甲烷混合均匀,加入1.60~2.25份氢氧化钠、4.5~7.0份苄基三乙基氯化铵并进行聚合反应;聚合反应结束后,将产物倒入过量0~4℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、无水甲醇洗涤、干燥,得到热稳定聚合填料。
优选的,步骤1)中所述双羟基苯基酮为1,5-双(4-羟基苯基)-3-戊酮、1,5-双(3-羟基苯基)-3-戊酮、1,5-二对羟苯基-1,4-戊二烯-3-酮中的任意一种。
优选的,步骤1)中所述脱水反应的温度为80~95℃,反应时间为4~8h。
优选的,步骤1)中所述冷却处理的温度为0~4℃,处理时间为6~12h。
优选的,步骤2)中所述环化反应的温度为95~120℃,反应时间为1~3h。
步骤3)所述单体混合物中,脱水产物与环化产物的质量比为3.05~4.95:1,优选为3.85:1。
优选的,步骤3)中所述聚合反应的温度为30~70℃,反应时间为2~5h。
本发明提供了所述耐高温塑木材料组合物的制备方法,步骤如下:
将植物纤维粉碎至标准目数为200~325目,随后与热稳定聚合填料、亚乙基双硬脂酸酰胺、抗氧化剂、光稳定剂及聚丙烯按配方比例混合,通过挤出机挤出、造粒,挤出机加工温度为175~190℃,设定转速为120~150rpm,得到耐高温塑木材料组合物。
本发明还提供了一种塑木产品的制备方法,塑木产品由所述耐高温塑木材料组合物采用注塑工艺制成,具体制备步骤如下:
将耐高温塑木材料组合物置于注塑机,设定注塑温度为180~200℃,注塑压力为60~90MPa,通过注塑成型制成塑木产品。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可以任意组合,即得本发明各较佳实施例。
本发明配方中部分原料的介绍及作用如下:
聚丙烯:是丙烯通过加聚反应而成的聚合物。系白色蜡状材料,外观透明而轻。化学式为(C3H6)n,密度为0.89~0.91g/cm3,易燃,熔点189℃,在155℃左右软化,使用温度范围为-30~140℃。在80℃以下能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀,能在高温和氧化作用下分解。聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂,为无色半透明的热塑性轻质通用塑料,具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等,广泛应用于服装、毛毯等纤维制品、医疗器械、汽车、自行车、零件、输送管道、化工容器等生产,也用于食品、药品包装。
亚乙基双硬脂酸酰胺:一种有机化学品,分子式是C17H35CONHCH2CH2NHCOCl7H35,分子量是593.04。亚乙基双硬脂酸酰胺有酰胺蜡之称,又称N,N’-亚乙基双硬脂酰胺,简称EBS、EBA。用作塑料的润滑剂,具有良好的内部和外部润滑作用,并可用作脱膜剂。主要用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、酚醛、氨基树脂。
本发明的有益效果:
与现有技术相比,本发明在聚丙烯基体中引入热稳定聚合填料,所述热稳定聚合填料由双羟基苯基酮与对甲基苯肼发生脱水反应,在羰基处形成碳氮杂环,得到脱水产物,随后将4-氨基苯-1,3-二醇与2,5-二乙氧基四氢呋喃通过环化反应形成杂环结构而结合,得到环化产物,最后以脱水产物和环化产物为聚合单体,按比例混合后与己二酰氯通过形成酯键发生聚合制成。
相比于现有技术,耐高温塑木材料组合物中,热稳定聚合填料与聚丙烯形成二元共混结构,两者界面相容性好,热稳定性高。热稳定聚合填料分子主链存在苯环结构,侧链则形成不规则碳氮杂环结构,有助于防止组合物在高温环境下的链移动及扩散速率,由于分子链活动受到阻碍,组合物由结晶态转变为不定形态的过程变得更加困难,因此体现出良好的温度耐受性。此外,热稳定聚合填料的分子链之间存在芳香结合单元,表现出比线性聚丙烯更强的共轭性,由于共轭作用使电子离域,分子键能趋于平均化,使能量降低,使其在高温下也能维持稳定。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
本发明对照例及实施例中部分原材料参数如下:
聚丙烯,牌号:66427,东莞市众晖塑料助剂有限公司;
1,5-双(3-羟基苯基)-3-戊酮,CAS号:1427054-08-7,常州安赛普化工有限公司;
杨木粉,货号:4569,灵寿县远大云母厂;
抗氧剂1010,型号:BASF Irganox 1010,巴斯夫(中国)有限公司;
UV-5411,型号:CYASORBUV-5411,上海凯茵化工有限公司。
实施例1
一种耐高温塑木材料组合物,采用如下方法制备而成:
将杨木粉粉碎至标准目数为230目,随后将35wt%杨木粉与11.5wt%热稳定聚合填料、1.0wt%亚乙基双硬脂酸酰胺、0.3wt%抗氧剂1010、0.3wt%UV-5411及余量的聚丙烯混合均匀,通过挤出机挤出、造粒,挤出机加工温度为185℃,设定转速为120rpm,得到耐高温塑木材料组合物。
所述热稳定聚合填料的制备方法如下:
1)、将3.50kg 1,5-二对羟苯基-1,4-戊二烯-3-酮、1.60kg对甲基苯肼与100kg无水乙醇混合均匀,在回流条件下进行脱水反应,脱水反应的温度为90℃,反应时间为6h;脱水反应结束后,产物经0℃冷却处理8h、过滤收集滤饼、无水乙醇洗涤,得到脱水产物,备用;
2)、将3.75kg 4-氨基苯-1,3-二醇、4.65kg 2,5-二乙氧基四氢呋喃与25kg冰醋酸混合均匀,在回流条件下进行环化反应,环化反应的温度为110℃,反应时间为2h;环化反应结束后,经减压蒸馏去除冰醋酸,剩余物与7.5kg无水甲醇混合后倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、去离子水洗、干燥,得到环化产物,备用;
3)将所述脱水产物与所述环化产物以质量比3.85:1混合均匀,得到单体混合物;氮气保护下,另取4.05kg所述单体混合物、3.65kg己二酰氯、150kg去离子水与200kg二氯甲烷混合均匀,加入1.60kg氢氧化钠、4.5kg苄基三乙基氯化铵并进行聚合反应,聚合反应的温度为40℃,反应时间为2.5h;聚合反应结束后,将产物倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、无水甲醇洗涤、干燥,得到热稳定聚合填料。
实施例2
本实施例与实施例1基本一致,区别仅在于,本实施例中热稳定聚合填料的制备方法不同。具体制备方法如下:
1)、将3.50kg 1,5-二对羟苯基-1,4-戊二烯-3-酮、1.60kg对甲基苯肼与100kg无水乙醇混合均匀,在回流条件下进行脱水反应,脱水反应的温度为90℃,反应时间为6h;脱水反应结束后,产物经0℃冷却处理8h、过滤收集滤饼、无水乙醇洗涤,得到脱水产物,备用;
2)氮气保护下,另取4.05kg所述脱水产物、3.65kg己二酰氯、150kg去离子水与200kg二氯甲烷混合均匀,加入1.60kg氢氧化钠、4.5kg苄基三乙基氯化铵并进行聚合反应,聚合反应的温度为40℃,反应时间为2.5h;聚合反应结束后,将产物倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、无水甲醇洗涤、干燥,得到热稳定聚合填料。
实施例3
本实施例与实施例1基本一致,区别仅在于,本实施例中热稳定聚合填料的制备方法不同。具体制备方法如下:
1)、将3.75kg 4-氨基苯-1,3-二醇、4.65kg 2,5-二乙氧基四氢呋喃与25kg冰醋酸混合均匀,在回流条件下进行环化反应,环化反应的温度为110℃,反应时间为2h;环化反应结束后,经减压蒸馏去除冰醋酸,剩余物与7.5kg无水甲醇混合后倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、去离子水洗、干燥,得到环化产物,备用;
2)氮气保护下,另取4.05kg所述环化产物、3.65kg己二酰氯、150kg去离子水与200kg二氯甲烷混合均匀,加入1.60kg氢氧化钠、4.5kg苄基三乙基氯化铵并进行聚合反应,聚合反应的温度为40℃,反应时间为2.5h;聚合反应结束后,将产物倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、无水甲醇洗涤、干燥,得到热稳定聚合填料。
实施例4
本实施例与实施例1基本一致,区别仅在于,本实施例中热稳定聚合填料的制备方法不同。具体制备方法如下:
所述热稳定聚合填料的制备方法如下:
1)、将4.55kg 1,5-二对羟苯基-1,4-戊二烯-3-酮、2.05kg对甲基苯肼与125kg无水乙醇混合均匀,在回流条件下进行脱水反应,脱水反应的温度为90℃,反应时间为6h;脱水反应结束后,产物经0℃冷却处理8h、过滤收集滤饼、无水乙醇洗涤,得到脱水产物,备用;
2)、将4.90kg 4-氨基苯-1,3-二醇、6.05kg 2,5-二乙氧基四氢呋喃与35kg冰醋酸混合均匀,在回流条件下进行环化反应,环化反应的温度为110℃,反应时间为2h;环化反应结束后,经减压蒸馏去除冰醋酸,剩余物与7.5kg无水甲醇混合后倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、去离子水洗、干燥,得到环化产物,备用;
3)将所述脱水产物与所述环化产物以质量比3.85:1混合均匀,得到单体混合物;氮气保护下,另取5.95kg所述单体混合物、5.15kg己二酰氯、200kg去离子水与300kg二氯甲烷混合均匀,加入2.25kg氢氧化钠、7.0kg苄基三乙基氯化铵并进行聚合反应,聚合反应的温度为40℃,反应时间为2.5h;聚合反应结束后,将产物倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、无水甲醇洗涤、干燥,得到热稳定聚合填料。
实施例5
本实施例与实施例1基本一致,区别仅在于,本实施例中热稳定聚合填料的制备方法不同,本实施例的制备过程中,步骤3)的单体混合物由脱水产物与所述环化产物以质量比3.05:1混合均匀得到。
实施例6
本实施例与实施例1基本一致,区别仅在于,本实施例中热稳定聚合填料的制备方法不同,本实施例的制备过程中,步骤3)的单体混合物由脱水产物与所述环化产物以质量比4.95:1混合均匀得到。
实施例7
一种耐高温塑木材料组合物,采用如下方法制备而成:
将杨木粉粉碎至标准目数为230目,随后将35wt%杨木粉与11.5wt%热稳定聚合填料、1.0wt%亚乙基双硬脂酸酰胺、0.3wt%抗氧剂1010、0.3wt%UV-5411及余量的聚丙烯混合均匀,通过挤出机挤出、造粒,挤出机加工温度为185℃,设定转速为120rpm,得到耐高温塑木材料组合物。
所述热稳定聚合填料的制备方法如下:
1)、将3.50kg 1,5-双(4-羟基苯基)-3-戊酮、1.60kg对甲基苯肼与100kg无水乙醇混合均匀,在回流条件下进行脱水反应,脱水反应的温度为90℃,反应时间为6h;脱水反应结束后,产物经0℃冷却处理8h、过滤收集滤饼、无水乙醇洗涤,得到脱水产物,备用;
2)、将3.75kg 4-氨基苯-1,3-二醇、4.65kg 2,5-二乙氧基四氢呋喃与25kg冰醋酸混合均匀,在回流条件下进行环化反应,环化反应的温度为110℃,反应时间为2h;环化反应结束后,经减压蒸馏去除冰醋酸,剩余物与7.5kg无水甲醇混合后倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、去离子水洗、干燥,得到环化产物,备用;
3)将所述脱水产物与所述环化产物以质量比3.85:1混合均匀,得到单体混合物;氮气保护下,另取4.05kg所述单体混合物、3.65kg己二酰氯、150kg去离子水与200kg二氯甲烷混合均匀,加入1.60kg氢氧化钠、4.5kg苄基三乙基氯化铵并进行聚合反应,聚合反应的温度为40℃,反应时间为2.5h;聚合反应结束后,将产物倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、无水甲醇洗涤、干燥,得到热稳定聚合填料。
实施例8
一种耐高温塑木材料组合物,采用如下方法制备而成:
将杨木粉粉碎至标准目数为230目,随后将35wt%杨木粉与11.5wt%热稳定聚合填料、1.0wt%亚乙基双硬脂酸酰胺、0.3wt%抗氧剂1010、0.3wt%UV-5411及余量的聚丙烯混合均匀,通过挤出机挤出、造粒,挤出机加工温度为185℃,设定转速为120rpm,得到耐高温塑木材料组合物。
所述热稳定聚合填料的制备方法如下:
1)、将3.50kg用1,5-双(3-羟基苯基)-3-戊酮、1.60kg对甲基苯肼与100kg无水乙醇混合均匀,在回流条件下进行脱水反应,脱水反应的温度为90℃,反应时间为6h;脱水反应结束后,产物经0℃冷却处理8h、过滤收集滤饼、无水乙醇洗涤,得到脱水产物,备用;
2)、将3.75kg 4-氨基苯-1,3-二醇、4.65kg 2,5-二乙氧基四氢呋喃与25kg冰醋酸混合均匀,在回流条件下进行环化反应,环化反应的温度为110℃,反应时间为2h;环化反应结束后,经减压蒸馏去除冰醋酸,剩余物与7.5kg无水甲醇混合后倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、去离子水洗、干燥,得到环化产物,备用;
3)将所述脱水产物与所述环化产物以质量比3.85:1混合均匀,得到单体混合物;氮气保护下,另取4.05kg所述单体混合物、3.65kg己二酰氯、150kg去离子水与200kg二氯甲烷混合均匀,加入1.60kg氢氧化钠、4.5kg苄基三乙基氯化铵并进行聚合反应,聚合反应的温度为40℃,反应时间为2.5h;聚合反应结束后,将产物倒入过量0℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、无水甲醇洗涤、干燥,得到热稳定聚合填料。
对照例1
一种耐高温塑木材料组合物,采用如下方法制备而成:
将杨木粉粉碎至标准目数为230目,随后将35wt%杨木粉与1.0wt%亚乙基双硬脂酸酰胺、0.3wt%抗氧剂1010、0.3wt%UV-5411及余量的聚丙烯混合均匀,通过挤出机挤出、造粒,挤出机加工温度为185℃,设定转速为120rpm,得到耐高温塑木材料组合物。
测试例1
采用热重分析法对耐高温塑木材料组合物的热稳定性进行测试,通过部分实施例及对照例的组合物初始热分解温度进行表征。热重分析试验采用DZ-TGA105型热重分析仪及配套处理系统(山东迪烨仪器设备有限公司)进行。样品质量为5mg,每组进行三次试验,结果取算术平均值。为测试组合物自身热稳定性,试验在氮气环境下进行,加热速率为10℃/min,试验温度范围为室温至600℃。试验步骤如下:1、准备一个空的干净的样品容器,称重调零;2、将样品放置于调零好的容器内,称重;3、在室温状态下,把样品和容器放到测试仪器里;4、以10℃/min的恒定速率对样品进行加热,通过配套软件分析并且记录样品的初始热分解温度,持续加热,直到质量不发生变化;5、试验完成后,冷却装置到室内温度,清理容器,并更换新的容器。耐高温塑木材料组合物的热稳定性测试结果见表1。
表1:
名称 | 初始热分解温度(℃) |
实施例1 | 337.9 |
实施例2 | 318.5 |
实施例3 | 305.1 |
对照例1 | 283.6 |
通过表1的测试结果可以看出,与对照例1相比,加入了热稳定聚合填料后耐高温塑木材料组合物的初始热分解温度有所上升,表现出更佳的高温耐受性能。其中,实施例1将脱水产物和环化产物按适当比例组合后聚合,效果要优于实施例2、3中单一组分。产生这种结果的原因可能在于,耐高温塑木材料组合物中,热稳定聚合填料与聚丙烯形成二元共混结构,两者界面相容性好,热稳定性高。热稳定聚合填料分子主链存在苯环结构,侧链则形成不规则碳氮杂环结构,有助于防止组合物在高温环境下的链移动及扩散速率,由于分子链活动受到阻碍,组合物由结晶态转变为不定形态的过程变得更加困难,因此体现出良好的温度耐受性。此外,热稳定聚合填料的分子链之间存在芳香结合单元,表现出比线性聚丙烯更强的共轭性,由于共轭作用使电子离域,分子键能趋于平均化,使能量降低,使其在高温下也能维持稳定。
测试例2
对由耐高温塑木材料组合物制成的塑木产品进行力学性能测试。将耐高温塑木材料组合物置于注塑机,设定注塑温度为195℃,注塑压力为80MPa,通过注塑成型制成符合测试要求的试样。力学性能测试包括拉伸性能及弯曲性能的测定。拉伸性能测定参照标准GB/T1040.1-2018《塑料拉伸性能的测定第1部分:总则》及GB/T 1040.2-2022《塑料拉伸性能的测定第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》中的要求进行,测试采用1A型试样,每组试样数量为10个,试验速度为2mm/min。弯曲性能测定则参照标准GB/T 9341-2008《塑料弯曲性能的测定》中的要求进行,测试试样长度80mm,宽度10.0mm,厚度4.0mm;每组试样数量为10个,试验速度为5mm/min。塑木产品力学性能测试结果见表2。
表2:
名称 | 拉伸强度(MPa) | 弯曲强度(MPa) |
实施例1 | 27.63 | 41.74 |
实施例2 | 23.74 | 38.23 |
实施例3 | 21.13 | 35.81 |
对照例1 | 17.81 | 29.40 |
通过表2的测试结果可以看出,实施例1、2、3中热稳定聚合填料与聚丙烯形成二元共混相,力学性能优于单一相的聚丙烯。加入热稳定聚合填料并不会破坏耐高温塑木材料组合物原有的组分结构,并能一定程度提升制成的塑木产品的力学性能。
Claims (5)
1.一种耐高温塑木材料组合物,由树脂基体、填料及助剂组成,所述树脂基体为聚丙烯,所述填料为植物纤维及热稳定聚合填料,所述助剂为亚乙基双硬脂酸酰胺、抗氧化剂及光稳定剂,其特征在于,各组分的质量分数如下:植物纤维25.0~45.0wt%,热稳定聚合填料8.0~15.0wt%,亚乙基双硬脂酸酰胺0.2~1.8wt%,抗氧化剂0.1~0.5wt%,光稳定剂0.1~0.5wt%及余量的聚丙烯;
所述热稳定聚合填料的制备方法如下,以重量份计:
1)、将3.50~4.55份双羟基苯基酮、1.60~2.05份对甲基苯肼与100~125份无水乙醇混合均匀,在回流条件下进行脱水反应;脱水反应结束后,产物经冷却处理、过滤收集滤饼、无水乙醇洗涤,得到脱水产物,备用;
2)、将3.75~4.90份4-氨基苯-1,3-二醇、4.65~6.05份2,5-二乙氧基四氢呋喃与25~35份冰醋酸混合均匀,在回流条件下进行环化反应;环化反应结束后,经减压蒸馏去除冰醋酸,剩余物与7.5~10份无水甲醇混合后倒入过量0~4℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、去离子水洗、干燥,得到环化产物,备用;
3)将所述脱水产物与所述环化产物按比例混合均匀,得到单体混合物;氮气保护下,另取4.05~5.95份所述单体混合物、3.65~5.15份己二酰氯、150~200份去离子水与200~300份二氯甲烷混合均匀,加入1.60~2.25份氢氧化钠、4.5~7.0份苄基三乙基氯化铵并进行聚合反应;聚合反应结束后,将产物倒入过量0~4℃的去离子水中,经过滤收集沉淀、无水甲醇洗涤、干燥,得到热稳定聚合填料;
所述双羟基苯基酮为1,5-双(4-羟基苯基)-3-戊酮、1,5-双(3-羟基苯基)-3-戊酮、1,5-二对羟苯基-1,4-戊二烯-3-酮中的任意一种;
步骤1)中所述脱水反应的温度为80~95℃,反应时间为4~8h;所述冷却处理的温度为0~4℃,处理时间为6~12h;
步骤2)中所述环化反应的温度为95~120℃,反应时间为1~3h;
步骤3)所述单体混合物中,脱水产物与环化产物的质量比为3.05~4.95:1;所述聚合反应的温度为30~70℃,反应时间为2~5h。
2.根据权利要求1所述的耐高温塑木材料组合物,其特征在于:所述抗氧化剂为抗氧剂B900、抗氧剂B225、抗氧剂B215、抗氧剂PS802、抗氧剂PS800、抗氧剂168、抗氧剂245、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂1010中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的耐高温塑木材料组合物,其特征在于:所述光稳定剂为UV-9、UV-24、UV-2337、UV-1164、UV-5411中的任意一种。
4.一种制备如权利要求1所述的耐高温塑木材料组合物的方法,其特征在于,包括如下步骤:
将植物纤维粉碎至标准目数为200~325目,随后与热稳定聚合填料、亚乙基双硬脂酸酰胺、抗氧化剂、光稳定剂及聚丙烯按配方比例混合,通过挤出机挤出、造粒,挤出机加工温度为175~190℃,设定转速为120~150rpm,得到耐高温塑木材料组合物。
5.一种塑木产品,其特征在于:由权利要求1~3任一项所述的耐高温塑木材料组合物制备而成。
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