CN105566863A - 高温木塑合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高温木塑合金，包括组份和各自所占的质量百分比如下：聚丙烯PP11.3%～17.3%、木纤维粉25%～40%、界面改性剂1.5%～2.5%、润滑剂1%～2%、抗氧剂0.2%～0.4%、增韧剂5%～10%、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT34%～50%。本发明的有益效果是：制备的高温木塑合金具有质轻、价廉和高性能的特点。除用于传统木塑材料应用领域外，还能作为工程塑料使用。

Description

高温木塑合金及其制备方法

技术领域本发明涉及高分子化合物的组合物，特别涉及含有聚丙烯PP与聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT的高温木塑合金及其制备方法。

背景技术现有技术木塑是利用聚乙烯、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，其中废植物纤维质量占比为30%～70%，这种木塑材料经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。木粉加工温度都较低，不超过200℃，超过后木粉会在此温度发生氧化烧焦。经专利检索，目前还没有高温木塑的专利，主要集中在PVC、PP、PE木塑，它们都属于低温木塑。

现有技术的低温木塑材料的优点如下：

（1）防水、防潮。根本解决了木质产品对潮湿和多水环境中吸水受潮后容易腐烂、膨胀变形的问题，可以使用到传统木制品不能应用的环境中。

（2）防虫、防白蚁，有效杜绝虫类骚扰，延长使用寿命。

（3）多姿多彩，可供选择的颜色众多。既具有天然木质感和木质纹理，又可以根据自己的个性来定制需要的颜色

（4）可塑性强，能非常简单的实现个性化造型，充分体现个性风格。

（5）高环保性、无污染、无公害、可循环利用。产品不含苯物质，甲醛含量为0.2，低于EO级标准，为欧洲定级环保标准，可循环利用大大节约了木材使用量，适合可持续发展的国策，造福社会。

（6）可加工性好，可订、可刨、可锯、可钻、表面可上漆。

（7）安装简单，施工便捷，不需要繁杂的施工工艺，节省安装时间和费用。

（8）不龟裂，不膨胀，不变形，无需维修与养护，便于清洁，节省后期维修和保养费用。

（9）吸音效果好，节能性好，使室内节能高达30%以上。

所述低温木塑主要用做木塑室内门、地板、踢脚线、整体橱柜、衣柜、外墙挂板、装饰挂板、挂挂板、户外地板、木塑护栏、塑钢凉亭、园林护栏、阳台护栏、休闲长椅、花架、空调架、百叶窗、等等等。木塑材料应用灵活，可以应用于木材加工的任何领域，是目前取代木材的最好环保材料。

发明内容本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术木塑材料的制备温度不能过高等不足之处而提出一种高温木塑合金及其制备方法，解决现有技术的低温木塑制备温度低、达不到工程塑料的物性参数要求等问题。

本发明为解决上述技术问题而提出的技术方案是，一种高温木塑合金，包括组份和各自所占的质量百分比如下：聚丙烯PP11.3%～17.3%、木纤维粉25%～40%、界面改性剂1.5%～2.5%、润滑剂1%～2%、抗氧剂0.2%～0.4%、增韧剂5%～10%、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT34%～50%。

所述的聚丙烯是分子量为10万～20万的均聚PP、共聚PP或两者的混合物。

所述木纤维粉是指将富含木质纤维素的植物成分磨成粉末，包括木头粉、秸秆粉、竹粉，稻壳粉或花生壳粉，或是它们中间任意几种的混合物。

所述界面改性剂是马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝SBS或马来酸酐接枝EPDM，或是它们中间任意几种的混合物。

所述润滑剂是EBS，芥酸酰胺、PE蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸钙或硬脂酸锌，或是它们中间任意几种的混合物。

所述抗氧剂为芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、硫代二丙酸双酯或亚磷酸酯，或是它们中间任意几种的混合物。

所述增韧剂为聚烯烃弹性体POE、三元乙丙橡胶EPDM或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS，或是它们中间任意几种的混合物。

本发明为解决上述技术问题又提出的技术方案是，一种高温木塑合金的制备方法，包括如下步骤：

A.按质量百分比选择下列原料：

聚丙烯PP11.3%～17.3%

木纤维粉25%～40%

界面改性剂1.5%～2.5%

润滑剂1%～2%

抗氧剂0.2%～0.4%

增韧剂5%～10%

聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT34%～50%

B.将步骤A中木纤维粉放入高速混合机中混合干燥；

C.将混合干燥后的木纤维粉、聚丙烯、界面改性剂、润滑剂、抗氧剂和增韧剂，投入冷混锅中混合；

E.将步骤C中的混合物投入双螺杆造粒机制备成PP木塑粒子；

F.分别将PP木塑粒子和聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT粒子放入高速混合机中干燥；

G.将干燥后PP木塑粒子和甲酸丁二醇酯PBT粒子投入冷混锅中混合；

H.将步骤G的混合物投入双螺杆造粒机制备成高温木塑合金母粒。

所述步骤B中，木纤维粉是120℃油温下的高速混合机中混合干燥。

所述步骤F中，PP木塑粒子是在100℃油温高速混合机中干燥；所述聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT粒子是120℃油温高速混合机中干燥。

同现有技术相比较，本发明的有益效果是:采用本发明制备的高温木塑合金具有质轻、价廉和高性能的特点。除用于传统木塑材料应用领域外，还能作为工程塑料使用。

具体实施方式下面，结合优选实施例进一步阐述本发明。

在下述的各实施例中，各组份及其所占的质量百分比如下：聚丙烯PP11.3%～17.3%、木纤维粉25%～40%、界面改性剂1.5%～2.5%、润滑剂1%～2%、抗氧剂0.2%～0.4%、增韧剂5%～10%、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT34%～50%。其中聚丙烯PP为韩国晓星共聚PP；聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT为长春1100；界面改性剂为MAH-PP,接枝率为１％；润滑剂为硬脂酸钙和PE蜡；抗氧剂为1010；增韧剂为美国埃克森的POE，牌号为740;所用造粒设备为南京瑞亚螺杆直径35mm型造粒机。

实施例1：

称量好PP346g，木纤维粉500g，MAH-PP30克，硬脂酸钙10克，PE蜡10克，1010抗氧剂4克，增韧剂100克，PBT1000克。

按如下步骤制备高温木塑合金：

第一步，制备PP木塑粒子：将木纤维粉在120℃油温下的高速混合机中混合干燥45分钟，投入冷混锅中；再依次投入聚丙烯、界面改性剂、润滑剂、抗氧剂和增韧剂，共混10分钟；再将混合好的上述原料投入双螺杆造粒机制成PP木塑粒子。工艺温度为：第一区165℃、第二区170℃、第三区175℃、第四区175℃、第五区178℃、第六区175℃、第七区173℃、第八区175℃、第九区175℃、机头180℃、主机转速400r/m、喂料转速：50r/m。

第二步骤制备PP与PBT的高温木塑合金母粒：

将第一步骤中制得的PP木塑粒子在100℃油温高速混合机中干燥30分钟，并将PBT粒子在120℃油温高速混合机中干燥45分钟；将干燥处理后的PP木塑粒子和PBT粒子按前述配比适量投入冷混锅中，混合5分钟；将PP木塑粒子和PBT粒子二者的混合物投入双螺杆造粒机制备出PP与PBT的高温木塑合金母粒。工艺温度为：第一区190℃、第二区195℃、第三区205℃、第四区215℃、第五区220℃、第六区230℃、第七区233℃、第八区230℃、第九区230℃、机头225℃，主机转速300r/m，喂料转速30r/m。显来，本步骤中，高温木塑合金母粒造粒温度为PBT的加工温度，即230℃～240℃，属于高温加工木塑。

实施例2

称量好PP226g，木纤维粉800g，MAH-PP50克，硬脂酸钙10克，PE蜡10克，1010抗氧剂4克，增韧剂200克，PBT700克。

原料处理方法及制备方法同实施例1。

按发明内容中所述工艺混合，造粒，测试！（与实施例1比，调整了木纤维粉的含量），测试结果见最后的列表！

实施例3：

称量好PP246g，木纤维粉500g，MAH-PP30克，硬脂酸钙10克，PE蜡10克，1010抗氧剂4克，增韧剂200克，PBT1000克。

原料处理方法及制备方法同实施例1。

实施例4：

称量好PP326g，木纤维粉500g，MAH-PP50克，硬脂酸钙10克，PE蜡10克，1010抗氧剂4克，增韧剂100克，PBT1000克。

原料处理方法及制备方法同实施例1。

在各例中，聚丙烯是分子量为10万～20万的共聚PP，也可以采均聚PP或两者的混合物。木纤维粉是指将富含木质纤维素的植物成分磨成粉末，包括木头粉、秸秆粉、竹粉，稻壳粉或花生壳粉，或是它们中间任意几种的混合物。界面改性剂还可以是马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝SBS或马来酸酐接枝EPDM，或是它们中间任意几种的混合物。所述润滑剂是EBS,芥酸酰胺、PE蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸钙或硬脂酸锌，或是它们中间任意几种的混合物。所述抗氧剂为芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、硫代二丙酸双酯或亚磷酸酯，或是它们中间任意几种的混合物。所述增韧剂为聚烯烃弹性体POE、三元乙丙橡胶EPDM或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS，或是它们中间任意几种的混合物。

按下列方法及标准测试各上述各实施例中制备的高温木塑合金的性能：

将各实施例中制备的高温木塑合金的母粒置于温度90℃的鼓风干燥箱中干燥2小时，在80T注塑机上制样。冷却放置24小时后测试。测试标准为美国标准，测试温度为25℃。拉伸强度标准ASTMD638，样条尺寸为57mm*127mm*3.2mm(有效尺寸），拉伸速度为5mm/min；弯曲强度标准：ASTMD790，样条尺寸为127mm*13mm*3.2mm，弯曲速度为2mm/min；悬臂梁冲击标准：ASTMD256，样条尺寸为64mm*12.7mm*3.2mm，缺ロ剩余宽度为10.12mm。密度测试方法：ASTMD792-00。热变形测试方法：ASTMD648-04。

测试结果如下表：

通过上表可以看，依据各实施例制备的高温木塑合金母粒是一种耐热且强度高的木塑PBT合金材料，除用于传统木塑材料应用领域外,还能广泛用于工程料领域：电器产品，如家电把手、连接器、外壳等；汽车行业，如车门把手、保险杆、分电盘盖、挡泥板、导线护壳、轮圈盖等；工业零件，如OA风扇、键盘、钓具卷线器、零件、灯罩等、玩具外壳和内置件。

Claims (10)

1.一种高温木塑合金，其特征在于，包括组份和各自所占的质量百分比如下：

聚丙烯PP11.3%～17.3%、木纤维粉25%～40%、界面改性剂1.5%～2.5%、润滑剂1%～2%、抗氧剂0.2%～0.4%、增韧剂5%～10%、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT34%～50%。

2.如权利要求1所述的高温木塑合金，其特征在于：

所述的聚丙烯是分子量为10万～20万的均聚PP、共聚PP或两者的混合物。

3.如权利要求1所述的高温木塑合金，其特征在于：

所述木纤维粉是指将富含木质纤维素的植物成分磨成粉末，包括木头粉、秸秆粉、竹粉，稻壳粉或花生壳粉，或是它们中间任意几种的混合物。

4.如权利要求1所述的高温木塑合金，其特征在于：

所述界面改性剂是马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝SBS或马来酸酐接枝EPDM，或是它们中间任意几种的混合物。

5.如权利要求1所述的高温木塑合金，其特征在于：

所述润滑剂是EBS,芥酸酰胺、PE蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸钙或硬脂酸锌，或是它们中间任意几种的混合物。

6.如权利要求1所述的高温木塑合金，其特征在于：

所述抗氧剂为芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、硫代二丙酸双酯或亚磷酸酯，或是它们中间任意几种的混合物。

7.如权利要求1所述的高温木塑合金，其特征在于：

所述增韧剂为聚烯烃弹性体POE、三元乙丙橡胶EPDM或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS，或是它们中间任意几种的混合物。

8.一种高温木塑合金的制备方法，包括如下步骤：

A.按质量百分比选择下列原料：

聚丙烯PP11.3%～17.3%

木纤维粉25%～40%

界面改性剂1.5%～2.5%

润滑剂1%～2%

抗氧剂0.2%～0.4%

增韧剂5%～10%

聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT34%～50%

B.将步骤A中木纤维粉放入高速混合机中混合干燥；

C.将混合干燥后的木纤维粉、聚丙烯、界面改性剂、润滑剂、抗氧剂和增韧剂，投入冷混锅中混合；

E.将步骤C中的混合物投入双螺杆造粒机制备成PP木塑粒子；

F.分别将PP木塑粒子和聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT粒子放入高速混合机中干燥；

G.将干燥后PP木塑粒子和甲酸丁二醇酯PBT粒子投入冷混锅中混合；

H.将步骤G的混合物投入双螺杆造粒机制备成高温木塑合金母粒。

9.如权利要求8所述的高温木塑合金的制备方法，其特征在于：

所述步骤B中，木纤维粉是120℃油温下的高速混合机中混合干燥。

10.如权利要求8所述的高温木塑合金的制备方法，其特征在于：

所述步骤F中，PP木塑粒子是在100℃油温高速混合机中干燥；所述聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT粒子是120℃油温高速混合机中干燥。