CN1880376A - 一种糠粉型热塑性木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种糠粉型热塑性复合材料，由55～70％的糠粉、20～35％的HDPE和一定比例的填充剂和表面处理剂于高混机中经高温搅拌混合后制备得到的复合材料。本发明可直接使用自然干燥的糠粉(含水率≤15％)。本复合材料可加工成各种性能优良的各种型材，有木材的外观质感，同木材一样，可锯、可割、可粘接、刷漆等，但比木材尺寸稳定性好、无裂纹、翅曲、节疤和斜纹，比塑料硬度高，广泛适用于室外园林地板、围栏、家庭装饰、建筑模板、物流消耗用材，尤其是集装箱。

Description

一种糠粉型热塑性木塑复合材料及其制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种材料及其制备方法，特别涉及一种木塑复合材料及其制备方法，确切地说是一种糠粉型热塑性木塑复合材料及其制备方法。

二、背景技术

木塑复合材料是用塑料(主要是废旧塑料)和完成光合作用的绿色植物(包括乔木、灌木和草本)的残纤维经干燥、粉碎后同特定的助剂一起按比例混合、经高温、高压处理后可加工成结构型材的一种材料。当使用热塑性塑料时称热塑性木塑复合材料、简称TWPC。

美国、日本等许多发达国家都对木塑复合材料在理论、生产和应用方面进行了大量的深入研究，有多家公司生产了高质量的木塑复合材料，但其所用的塑料多为高纯的废塑料或新塑料，与我国使用的再生塑料有一定的差距。

CN1603088A、CN1470540A、CN1513918A、CN1482166A、CN1648158A、CN1464049A、CN1445285A、CN1740234A、CN1470568A所公开的木塑复合材料均是用木粉同塑料和/或接枝共聚物和/或苯乙烯、丙烯酸单体和/或热塑性树脂发泡物质制备的。

CN1154290A公开了由塑料单体浸入木材空隙之间，经辐射引发单体与空隙之间构成交联网状木塑复合材料。

三、发明内容

我国现有的木塑复合材料中大多使用木粉。一来我国木材资源并不丰富，且生产周期长，供需矛盾突出，此外，实验证明，添加的木粉要求其含水率低于8％，这意味着将含水率高达20％左右的木粉干燥至8％以下需要消耗大量的能源。

本发明针对使用木粉所存在的缺陷，开发用糠粉加工木塑复合材料，旨在扩大原料来源，降低能源消耗。

本发明所称的糠粉就是稻糠经粉碎至60目的糠粉，当含水率≤15％时就可使用。

本发明所称的热塑性木塑复合材料，是指使用糠粉同热塑性高密度聚乙烯(HDPE)树脂辅之填充剂和表面处理剂加工得到的木塑复合材料。可以使用回收废旧的高密度聚乙烯树脂。

本发明所称的糠粉型热塑性木塑材料(TWPC)有以下组分及其重量百分比：

糠粉                                    55～70％

高密度聚乙烯                            20～35％

滑石粉                                  3～6％

空心微珠                                2～5％

接枝相容剂                              2～5％

聚乙烯硝                                1～3％

硬脂酸                                  0.5～1％

偶联剂                                  0.3～0.5％

抗氧剂                                  0.2～0.4％

硬脂酸锌(或钙)                          0.1～0.3％。

上述组合物中，滑石粉和空心微珠称填充剂，除糠粉、HDPE和填充剂以外的组分称表面处理剂。

所述的接枝相容剂选自聚烯烃(PP、PE)接枝马来酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚树脂接枝马来酸酐以及聚烯烃弹性体POE接枝马来酸酐所得到的接枝共聚物中的一种或两种以上混合相容剂。

所述的偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂以及硅烷偶联剂中的一种或两种以上混合偶联剂。

所述的抗氧剂选自北京加成塑料研究所出品的抗氧剂1010、1076以及抗氧剂168中的一种或两种以上混合抗氧剂。

本糠粉型热塑性木塑复合材料的制备方法，包括混合和破碎，所述的混合是将糠粉投入高混和中，搅拌下升温至85～95℃时加入配比量的表面处理剂进行高速混合，当升温至100～110℃时加入配比量的高密度聚乙烯树脂、滑石粉和空心微珠，继续搅拌混合升温至150～160℃，然后冷却破碎。

优选糠粉在搅拌升温至90℃时加入配比量的表面处理剂进行高速混合，当升温至105℃时加入配比量的高密度聚乙烯树脂、滑石粉和空心微珠，继续搅拌升温至155℃，然后冷却破碎。

本发明将自然干燥的糠粉(含水率≤15％)直接投入高混机中，在90℃以上温度条件下，辅之高速混合的冲击能量进行干燥，既节省了干燥工序，又节省了能源。

用本TWPC加工的型材(规格150×35×1000)经安徽省产品质量监督检验所检测(2004皖检Q字第1140号)，各项指标如下：弯曲弹性模量2531MPa、弯曲强度21MPa、邵氏硬度58HD、简支梁冲击强度4KJ/m2、抗伸强度13MPa。均高于指标要求，特别是弯曲弹性模量，指标要求为≥1500MPa。

本TWPC可用热塑性塑料加工的方法加工成各种型材，有类似木质的外观，但比木材尺寸稳定性好、无裂纹、翘曲、节疤和斜纹，比塑料硬度高，物性好，可二次加工，如切割、粘接、刷漆，可用钉子或螺栓连接，防水、防火、防腐、防白蚁和虫蛀，耐老化，能回收重复利用，对环境友好。适用于室外园林地板、围栏、家庭装饰、建筑模板、物流消耗用材，尤其是集装箱。

四、具体实施方式

1、将自然干燥的糠粉(60目，下称A)55份，投入高混机中，搅拌、升温至90℃时加入表面处理剂，即2份接枝相容剂(下称B)、1.9份聚乙烯蜡(下称C)，0.5份硬脂酸(下称D)、0.3份偶联剂(下称E)、0.2份抗氧化剂(下称F)、0.1份硬脂酸锌(下称G)高速混合，当升温至105℃时加入35份回收的HDPE树脂、3份滑石粉(下称H)和2份空心微珠(下称I)继续混合，升温至155℃时冷却破碎，粒径小于6mm。

2、取A 70份，B 2份，C 1.3份，D 1份，E 0.3份，F 0.2份，G 0.2份，回收的HDPE20份，H 3份，I 2份，操作同实施例1。

3、取A 60份，B 2.5份，C 1.4份，D 0.5份，E 0.3份，F 0.2份，G 0.1份，回收的HDPE 25份，H6份，I 4份。操作实施例1。

4、取A 65份，B 3.8份，C 2.8份，D 0.5份，E 0.4份，F 0.3份，G 0.2份，回收的HDPE 20份，H 3份，I 4份，操作同实施例1。

Claims (6)

1、一种糠粉型热塑性复合材料，其特征在于：由以下组分及其重量百分比：

             糠粉                           55～70％

             高密度聚乙烯                   20～35％

             滑石粉                         3～6％

             空心微珠                       2～5％

             接枝相容剂                     2～5％

             聚乙烯蜡                       1～3％

             硬脂酸                         0.5～1％

             偶联剂                         0.3～0.5％

             抗氧剂                         0.2～0.4％

             硬脂酸锌(或钙)                 0.1～0.3％。

2、根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于：所述的接枝相容剂选自聚烯烃接枝马来酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚树脂接枝马来酸酐以及聚烯烃弹性体POE接枝马来酸酐中的一种或两种以上混合相容剂。

3、根据权利要求1或2所述的木塑复合材料，其特征在于：所述的偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂以及硅烷偶联剂中的一种或两种以上混合偶联剂。

4、根据权利要求3所述的木塑复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂选自抗氧剂1010、1076以及抗氧剂168中的一种或两种以上混合抗氧剂。

5、由权利要求1所述的木塑复合材料的制备方法，包括混合和破碎，其特征在于：将糠粉投入高混机中，搅拌下升温至85～95℃时加入配比量的表面处理剂进行高速混合，当升温至100～110℃时加入配比量的高密度聚乙烯树脂、滑石粉和空心微珠，继续搅拌混合升温至150～160℃，然后冷却破碎。

6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：糠粉在搅拌升温至90℃时加入配比量的表面处理剂进行高速混合，当升温至105℃时加入配比量的高密度聚乙烯树脂、滑石粉和空心微珠，继续搅拌升温至155℃，然后冷却破碎。