一種木粉填充聚丙烯與聚乙烯的複合材料及製備方法
2023-12-03 07:12:11
專利名稱：一種木粉填充聚丙烯與聚乙烯的複合材料及製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料領域，特別涉及尤其涉及一種木粉填充聚丙烯與聚乙烯的複合材料及其製備方法。
背景技術：
隨著環保意識的增強，大量廢舊塑料製品被回收利用，目前，廢舊塑料利用有很多方式，其中利用回收的塑料中的聚乙烯與木粉製備成做家具的的材料可以替代木材，中國專利申請號201010288907就公布了一種由本申請人申請的木粉填充聚丙烯的複合材料專利申請，本申請人已經將該產品投放市場，該材料在市場上引起了較好的效果，但是目前市場上的純聚丙烯回收料不是很多，因此，木粉填充聚丙烯的複合材料原料不充分。而目前， 聚丙烯和聚乙烯的混合料的回收料很多，而且又不能分開，而市場上還沒有木粉填充聚丙烯聚乙烯混合材料的產品，回收到的聚丙烯和聚乙烯將有很大一部分被浪費。
發明內容
本發明提供了一種木粉填充聚丙烯與聚乙烯的複合材料及其製備方法，其能回收廢棄的混合塑料和廢舊木材，保護環境；且製備的木粉填充聚丙烯聚乙烯的複合材料具備塑料和木材的優良特性。本發明是這樣實現的，一種木粉填充聚丙烯與聚乙烯的材料，按質量百分含量由以下組分組成
聚丙烯與聚乙烯混合樹脂20-30%
木粉60-70%
高分子相容劑3-7%
分散劑1-2%
偶聯劑1-2%
抗氧劑1-2%其中，所述聚丙烯與聚乙烯混合樹脂為市場上回收的高流動性的聚丙烯與聚乙烯混合樹脂回收料，其熔體流動速率在15g/10min以上；所述木粉為市場上回收的木料，木粉粒徑80-100目。進一步地，所述木粉是經過活化處理後的木粉。活化處理可以使用本領域裡比較通用的一項技術，通過對木粉進行活化處理，可以得到綜合性能更加優異的複合材料。進一步地，所述高分子相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝乙烯-醋酸こ烯共聚物或木塑相容劑PF-608。進ー步地，所述分散劑為極性茂金屬聚こ烯蠟Licocene PE MA 4351和極性茂金屬聚丙烯蠟Licocene PP MA 4352混合物；或市售的PE蠟與OP蠟的混合物。進ー步地，所述偶聯劑為矽烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑。進ー步地,所述抗氧劑為複合抗氧劑B215。本發明還提供一種木粉填充聚丙烯與聚こ烯材料的製備方法，包括下面步驟(I)按上述的質量百分含量配比分別秤取各組分，將木粉和偶聯劑在高速攪拌機上攪拌5 10分鐘，控制攪拌溫度在90 110°C，完成對木粉表面的活化處理；(2)將聚丙烯與聚こ烯的混合物和高分子相容劑放入步驟(I)混合好的物料中高速攪拌3 5分鐘，控制攪拌溫度在70 80°C ；(3)將分散劑和抗氧劑放入步驟⑵混合好的物料中高速攪拌3 5分鐘，控制攪拌溫度在70-90°C之間；(4)將步驟(3)中混合好的物料加入到雙螺杆擠出機中，通過熔融擠出造粒；雙螺杆擠出機エ藝條件為雙螺杆擠出機溫度一區溫度120 130°C ;ニ區溫度130 140°C;三區溫度140 150°C;四區溫度140 170°C;五區溫度140 170°C; 六區溫度140 170°C;七區溫度140 170°C;八區溫度150 160°C;機頭溫度140 150。。;停留時間1 2min。熔體壓力3. 0 4. OMPa，真空度-0. 03 -0. 06MPa。本發明的木粉填充聚丙烯與聚こ烯複合材料，以木材加工廠的邊角木屑料和市場回收的聚丙烯與聚こ烯複合回料為主要原料，不但消耗了大量的木屑料和聚丙烯與聚こ烯複合回料，避免了環境汙染，而且通過本發明方法製備的木粉填充複合材料綜合性能優異， 具備塑料和木材的優良特性，廣泛應用於家具產品、建築製品、エ業用品、包裝運輸各個領域。另外，本發明的進ー步的技術方案中，木塑相容劑PF-608和分散劑極性茂金屬聚 こ烯臘Licocene PE MA 4351和極性茂金屬聚丙烯臘Licocene PP MA4352。通過多次實驗分析發現選用木塑相容劑PF-608和分散劑極性茂金屬聚こ烯蠟Licocene PE MA 4351和極性茂金屬聚丙烯臘Licocene PP MA 4352混合物得到的木塑複合材料的性能最優異。而且所得的木塑複合性能優良。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一歩詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用幹限定本發明。在本發明的下列實施列中，所用聚丙烯與聚こ烯混合樹脂為市場上回收的高流動性的聚丙烯PP與聚こ烯PE混合樹脂回收料，其熔體流動速率在15g/10min以上；所用相客劑為馬來酸酐接枝聚こ烯、馬來酸酐接枝こ烯-醋酸こ烯共聚物和木塑相容劑PF-608 ;所用分散劑為極性茂金屬聚こ烯臘Licocene PE MA 4351和極性茂金屬聚丙烯臘Licocene PP MA 4352混合物或市售的PE蠟與OP蠟的混合物；所用的偶聯劑為矽烷偶聯劑KH-550或 KH-560 ;所用抗氧劑為宜興市天使合成化學有限公司產的複合抗氧劑B215。實施例I :
按質量百分含量將PP與PE複合再生料(熔體流動速率18g/10min) 25 %，木粉 65%，相容劑馬來酸酐接枝聚乙烯5%，分散劑(質量比MA4351 MA4352 = I 1)2%，偶聯劑I. 5%，抗氧劑I. 5%。將木粉和偶聯劑在高速攪拌機上攪拌5 10分鐘，控制攪拌溫度在90 110°C， 完成對木粉表面的活化處理；將聚丙烯與聚乙烯的混合物和高分子相容劑放入表面活化處理的木粉中，混合好的物料放入中高速攪拌3 5分鐘，控制攪拌溫度在70 80°C。將分散劑和抗氧劑放入上述混合好的物料中高速攪拌3 5分鐘，控制攪拌溫度在70-90°C之間；將上面混合好的物料加入到雙螺杆擠出機中，通過熔融擠出造粒；雙螺杆擠出機工藝條件為雙螺杆擠出機溫度一區溫度120 130°C ;二區溫度130 140°C;三區溫度140 150°C;四區溫度140 170°C;五區溫度140 170°C; 六區溫度140 170°C;七區溫度140 170°C;八區溫度150 160°C;機頭溫度140 150。。;停留時間1 2min。熔體壓力3. O 4. OMPa，真空度-O. 03 -O. 06MPa。實施例2:按質量百分含量將PP與PE複合再生料(熔體流動速率18g/10min) 25 %，木粉 65%，相容劑馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物5%，分散劑(質量比MA4351 MA4352 =I 1)2%，偶聯劑I. 5%，抗氧劑I. 5%在高速攪拌機中混合均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，經熔融共混，擠出造粒成合金材料。實施例3 按質量百分含量將PP與PE複合再生料(熔體流動速率18g/10min) 25 %，木粉 65%，相容劑木塑相容劑PF-6085%，分散劑(質量比MA4351 MA4352 = I 1)2%，偶聯劑I. 5%，抗氧劑I. 5%在高速攪拌機中混合均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，經熔融共混，擠出造粒成合金材料。實施例4 按質量百分含量將PP與PE複合再生料(熔體流動速率18g/10min) 25 %，木粉 65%，相容劑馬來酸酐接枝聚乙烯5%，分散劑(質量比PE蠟OP蠟=1 1)2%，偶聯劑 I. 5%，抗氧劑I. 5%在高速攪拌機中混合均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，經熔融共混，擠出造粒成合金材料。實施例5 按質量百分含量將PP與PE複合再生料(熔體流動速率18g/10min) 25 %，木粉 65%，相容劑馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物5%，分散劑(質量比PE蠟OP蠟=
I 1)2%，偶聯劑I. 5%，抗氧劑I. 5%在高速攪拌機中混合均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，經熔融共混，擠出造粒成合金材料。實施例6 按質量百分含量將PP與PE複合再生料(熔體流動速率18g/10min) 25 %，木粉 65%，相容劑木塑相容劑PF-6085%，分散劑(質量比PE蠟OP蠟=1 1)2%，偶聯劑
I.5%，抗氧劑I. 5%在高速攪拌機中混合均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，經熔融共混，擠出造粒成合金材料。
性能評價方式及實行標準將按上述方法完成造粒的木粉填充聚丙烯與聚こ烯複合材料的粒子材料事先在 80 90°C的烘箱下乾燥2小時，控制水分< 0. 2%，然後將乾燥好的粒子材料在注塑成型機上注塑出標準測試樣條。拉伸性能按ASTM D-638進行，試樣尺寸為180X12. 7X3. 2mm，拉伸速度為50mm/ min ;彎曲性能按ASTM D-790進行，試樣尺寸為128X 13X 3. 2_，彎曲速度為2mm/min ;懸臂梁缺ロ衝擊強度按ASTM D-256進行，試樣尺寸為64X 12. 7 X 3. 2mm,缺ロ深度為試樣厚度的1/5，擺錘選擇5. 5J。材料的綜合性能通過測試所得的拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、IZOD缺ロ衝擊強度的數值進行評判。下表I是實施例I至6的性能測試表
測試項目實施I實施2實施3實施4實施5實施6拉伸強度MP1618201517. 519彎曲強度MP788290758085彎曲模量MP221524102985200723802540衝擊強度KJ/M211. 312. 215. I10. 71214. 3通過上表1，可以看出本發明各實施例製備的材料性能與選用的高分子相溶劑和分散劑有關。使用木塑相容劑PF-608和分散劑極性茂金屬聚こ烯蠟Licocene PE MA 4351 和極性茂金屬聚丙烯臘Licocene PP MA 4352混合物得到的木塑複合材料的性能最優異。以上對本發明所提供的木粉填充聚丙烯與聚こ烯複合材料及其製備方法進行了詳細介紹，本文中應用了具體各例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種木粉填充聚丙烯與聚乙烯材料，其特徵在於，按質量百分含量由以下組分組成聚丙烯與聚乙烯混合樹脂20-30%木粉60-70%高分子相容劑3-7%分散劑1-2%偶聯劑1-2%抗氧劑1-2%所述聚丙烯與聚乙烯混合樹脂為市場上回收的高流動性的聚丙烯與聚乙烯混合樹脂回收料，其熔體流動速率均在15g/10min以上；所述木粉為市場上回收的木料，木粉粒徑 80-100 目。
2.根據權利要求I所述的木粉填充聚丙烯與聚乙烯材料，其特徵在於所述木粉是經過活化處理後的木粉。
3.根據權利要求I所述的木粉填充聚丙烯與聚乙烯材料，其特徵在於所述高分子相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物或木塑相容劑PF-608。
4.根據權利要求I所述的木粉填充聚丙烯與聚乙烯材料，其特徵在於所述分散劑為極性茂金屬聚乙烯蠟Licocene PE MA 4351和極性茂金屬聚丙烯蠟Licocene PP MA 4352 混合物；或市售的PE蠟與OP蠟的混合物。
5.根據權利要求I所述的木粉填充聚丙烯與聚乙烯材料，其特徵在於所述偶聯劑為矽烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑。
6.根據權利要求I所述的木粉填充聚丙烯與聚乙烯材料，其特徵在於所述抗氧劑為複合抗氧劑B215。
7.—種如權利要求I至6任一權利要求所述的木粉填充聚丙烯與聚乙烯材料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟步驟I、按規定的質量百分含量配比分別秤取各組分，將木粉和偶聯劑在高速攪拌機上攪拌5 10分鐘，控制攪拌溫度在90 110°C，完成對木粉表面的活化處理；步驟2、將聚丙烯與聚乙烯的混合物和高分子相容劑放入步驟I混合好的物料中高速攪拌3 5分鐘，控制攪拌溫度在70 80°C ;步驟3、將分散劑和抗氧劑放入步驟2混合好的物料中高速攪拌3 5分鐘，控制攪拌溫度在70-90°C之間；步驟4、將步驟3中混合好的物料加入到雙螺杆擠出機中，通過熔融擠出造粒。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於所述的步驟4中雙螺杆擠出機工藝條件為雙螺杆擠出機溫度一區溫度120 130°C ;二區溫度 130 140°C ;三區溫度140 150°C ;四區溫度140 170°C ;五區溫度140 170°C ;六區溫度140 170°C ;七區溫度140 170°C ;八區溫度150 160°C ;機頭溫度140 150°C ;停留時間1 2min0熔體壓力3. 0 4. OMPa，真空度-0. 03 -0. 06MPac
全文摘要
本發明公開了一種木粉填充聚丙烯+聚乙烯的複合材料及其製備方法，按質量百分含量由以下組分組成聚丙烯與聚乙烯混合樹脂20-30％；木粉60-70％；高分子相容劑3-7％；分散劑1-2％；偶聯劑1-2％；抗氧劑1-2％；其中，所述聚丙烯與聚乙烯為市場上回收的高流動性的混合回收料，其熔體流動速率均在15g/10min以上；所述木粉為市場上回收的木料，木粉粒徑80-100目。本發明可以回收廢舊塑料及木材，不但消耗了大量的木屑料和PP與PE的混合回料，避免了環境汙染，而且木粉填充複合材料綜合性能優異，具備塑料和木材的優良特性。
文檔編號B29B9/06GK102604404SQ201210063658
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者徐東, 徐永, 韓靜 申請人:深圳市科聚新材料有限公司