一種力學性能好的PE基木塑複合材料的製作方法

2023-09-20 12:31:55 1

本發明涉及一種木塑複合材料，具體涉及一種力學性能好的PE基木塑複合材料。

背景技術：

木塑複合材料主要由塑料、木粉或竹粉等植物纖維、偶聯劑和添加劑等原材料按照一定的比例組成。木塑複合材料應用前景很廣泛，現已被廣泛地用於日常生活中的許多領域，比如汽車、建築和包裝等行業獲得了廣泛應用。相對於塑料而言，木塑複合材料的一些物理機械性能，如延展性能、衝擊強度等力學性能都有所下降，再加上木塑複合材料本身的脆性等因素都限制了其廣泛應用。

發泡木塑複合材料，是在木塑複合材料的基礎上加入了適量的發泡劑、成核劑、活化劑等進行發泡而得，具有比重輕以及很好的隔音、隔熱、吸聲等特點。發泡木塑複合材料的誕生，極大程度上減輕了塑料和木材的使用量，環境汙染和「白色汙染」兩大汙染問題很好地得到解決。但現有常規的發泡木塑複合材料的力學性能(與未發泡的木塑複合材料相比)較差。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種力學性能好的PE基木塑複合材料。

本發明所述的力學性能好的PE基木塑複合材料，主要由下述重量配比的組分製成：

竹粉20-30、聚乙烯60-80、穩定劑1-2、增塑劑1-2、潤滑劑1-2、活化劑1-2、抗氧劑0.3-1、馬來酸酐1-2、馬來酸酐接枝聚乙烯8-15、偶氮二甲醯胺12-18、乙烯-醋酸乙烯共聚物10-15、納米碳酸鈣4-8。

上述PE基木塑複合材料中各組分的重量配比優選為：

竹粉25-30、聚乙烯70-80、穩定劑1-2、增塑劑1-2、潤滑劑1-2、活化劑1-2、抗氧劑0.5-1、馬來酸酐1-2、馬來酸酐接枝聚乙烯8-12、偶氮二甲醯胺15-18、乙烯-醋酸乙烯共聚物12-15、納米碳酸鈣5-8。

上述PE基木塑複合材料中各組分的最佳重量配為：

竹粉30、聚乙烯70、穩定劑1、增塑劑2、潤滑劑1、活化劑1、抗氧劑0.8、馬來酸酐2、馬來酸酐接枝聚乙烯12、偶氮二甲醯胺18、乙烯-醋酸乙烯共聚物12、納米碳酸鈣6。

本發明所述技術方案中，所述的穩定劑可以是有機錫穩定劑、鈣鋅穩定劑或鉛鹽複合穩定劑。

本發明所述技術方案中，所述的增塑劑可以是選自鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯和環氧大豆油中的一種或兩種以上的組合。

本發明所述技術方案中，所述的潤滑劑可以是選自硬脂酸、硬脂酸鉛、硬脂酸鋇和硬脂酸鋅中的一種或任意兩種以上的組合。

本發明所述技術方案中，所述的抗氧劑可以是2，6-二叔丁基對甲酚或者是四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯。

本發明所述技術方案中，所述的活化劑優選為氧化鋅。

本發明所述技術方案中，所述秸稈粉的粒徑優選為80-200目。

本發明所述PE基木塑複合材料的製備方法與現有技術相同，優選可按下述方法進行製備：

將竹粉置於高速混合機中，攪拌3-6min(此時料溫達到100℃-120℃)，打開高速混合機上的料鬥蓋，讓竹粉中所含的水份散發，待物料溫度降至45-55℃時，再加入馬來酸酐接枝聚乙烯和少量潤滑劑，混合攪拌1-2min，待物料溫度降至55-65℃時，加入聚乙烯和穩定劑，混合攪拌1-2min；待物料溫度降至65-75℃時，加入餘量的潤滑劑、抗氧劑、活化劑、乙烯-醋酸乙烯共聚物和馬來酸酐混合攪拌2-4min，待物料溫度降至75-85℃時加入增塑劑混合攪拌2-3min，待物料溫度降至85-95℃時加入偶氮二甲醯胺混合攪拌2～5min，待物料溫度降至95-105℃時加入納米碳酸鈣，混合攪拌至物料溫度達到120℃時停止高速混合，將物料排出，所得預混物料送入單螺杆或雙螺杆造粒機進行造粒(加工溫度為140-170℃)；最後將粒料通過注射機注射成型。

與現有技術相比，本發明採用馬來酸酐作為相容劑、馬來酸酐接枝聚乙烯作為偶聯劑、偶氮二甲醯胺作為發泡劑、乙烯-醋酸乙烯共聚物作為改性劑，以特定用量的配比結合常規木塑材料的組分，以得到比重輕、力學性能好的PE基木塑複合材料。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳述,以更好地理解本發明的內容,但本發明並不限於以下實施例。

以下各實施例均採用下述方法進行加工：

將竹粉置於高速混合機中，攪拌5min，打開高速混合機上的料鬥蓋，讓竹粉中所含的水份散發，待物料溫度降至50℃時，再加入馬來酸酐接枝聚乙烯和潤滑劑總量的1/4，混合攪拌2min，待物料溫度降至60℃時，加入聚乙烯和穩定劑，混合攪拌2min；待物料溫度降至70℃時，加入餘量的潤滑劑、抗氧劑、活化劑、乙烯-醋酸乙烯共聚物和馬來酸酐混合攪拌4min，待物料溫度降至80℃時加入增塑劑混合攪拌3min，待物料溫度降至85℃時加入偶氮二甲醯胺混合攪拌5min，待物料溫度降至100℃時加入納米碳酸鈣，混合攪拌至物料溫度達到120℃時停止高速混合，將物料排出，所得預混物料送入單螺杆或雙螺杆造粒機進行造粒(加工溫度為140-170℃)；最後將粒料通過注射機注射成型(注射成型時各參數與現有技術相同)，採用的試樣為國標GB/T 1040.2-2006，得到製件試樣。

實施例1

根據下述表1中實施例1的配方稱取各組分，按上述方法製得試樣。

實施例2

根據下述表1中實施例2的配方稱取各組分，按上述方法製得試樣。

實施例3

根據下述表1中實施例3的配方稱取各組分，按上述方法製得試樣。

實施例4

根據下述表1中實施例4的配方稱取各組分，按上述方法製得試樣。

表1：

對根據實施例1-4製得的試樣的密度、彎曲強度、拉伸強度、衝擊強度進行測試，結果如下述表2所示：

表2：

註：(1)密度的測試方法為：試樣質量採用電子稱(精度為千分之一)，以拉伸試樣為測試對象，稱出多個試樣質量並求其平均值，體積由Pro/E三維軟體建模計算求出，按下述公式計算材料密度：

ρ＝M/V

式中：

ρ——材料密度(g/cm3)

M——材料的質量(g)；

V——材料的體積(cm3)。

(2)彎曲強度的測試方法為：在萬能試驗機上，控制壓頭以2.0mm/min速度運動，使試樣發生彎曲。記錄試樣發生破壞的最大載荷值，然後按照以下公式計算彎曲強度。

式中：

P——載荷值(N)；

L——試樣的跨度(40mm)；

b——試樣的寬度(mm)；

d——試樣的厚度(mm)。