專利名稱：棒狀木絲塑料復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料及其制備方法，具體涉及一種采用棒狀木絲和熱 塑性塑料為主要原料制備的木塑復(fù)合材料及其制備方法， 背景技術(shù)木塑復(fù)合材料是一種主要由木材或者其他植物纖維等木質(zhì)纖維材料為基 礎(chǔ)材料與塑料復(fù)合制成的復(fù)合材料，分為木材/熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料和木材/熱 塑性塑料復(fù)合材料。木材/熱塑性塑料復(fù)合材料一般采用木纖維或木粉和熱塑 性樹(shù)脂為原料，其基本的制備方法為樹(shù)脂在一定的溫度下熔化，通過(guò)其他助劑 的作用與木質(zhì)纖維材料復(fù)合，然后經(jīng)過(guò)具有特定形狀的模具冷卻定型，從而獲 得制品。由于擠出成型加工方法是制造木塑復(fù)合材料效率較高而成本較低的先進(jìn) 工藝，近年來(lái)發(fā)展迅速，絕大多數(shù)的木塑生產(chǎn)企業(yè)都采用這種方法。擠出成型 法又分為兩步成型法和一步成型法。兩步成型法是原料先經(jīng)過(guò)混合、塑化制備成粒狀母料，再將母料通過(guò)擠出設(shè)備擠出生產(chǎn)成品； 一步成型法是原料混合、 塑化和成型在同一設(shè)備中完成。顯然， 一步法比兩步法耗能低，且節(jié)省工序， 因此生產(chǎn)成本較低。采用一步成型擠出法生產(chǎn)木塑復(fù)合材料要求原料有較好的 流動(dòng)性，這樣不僅有利于喂料，而且有利于材料的加工。因此目前大多數(shù)企業(yè) 采用流動(dòng)性較好的微粒狀原料(如木粉、稻殼粉等)。然而，微粒狀木質(zhì)纖維 材料主要起填料的作用，因而相應(yīng)的木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能較低，如一般聚 烯烴木塑復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度在30MPa以下，抗彎強(qiáng)度為在35MPa以下，抗 彎彈性模量在3GPa以下。力學(xué)性能較低限制了這種材料的應(yīng)用范圍， 一般只 能用于非承重結(jié)構(gòu)。雖然具有一定長(zhǎng)徑比的木質(zhì)纖維(一般采用熱磨法生產(chǎn))有較好的增強(qiáng)作 用，但是其流動(dòng)性很差，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的"搭橋"現(xiàn)象，難以在擠出成型工藝中 實(shí)現(xiàn)順利喂料?？梢?jiàn)，現(xiàn)有的擠出成型技術(shù)尚不能將木質(zhì)纖維或者其他較大長(zhǎng) 徑比的木質(zhì)纖維填料用于木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有木塑復(fù)合材料強(qiáng)度低、成本高的問(wèn)題，而提 供了一種棒狀木絲塑料復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明充分利用木質(zhì)纖維材料 的增強(qiáng)作用以獲得高強(qiáng)度的木塑復(fù)合材料，同時(shí)提高木質(zhì)纖維材料的添加量以 降低成本并改善木塑復(fù)合材料的木質(zhì)感，本發(fā)明的方法采用既具有較大長(zhǎng)徑比 同時(shí)又具有良好流動(dòng)性的木質(zhì)纖維材料(稱為棒狀木絲)為增強(qiáng)相，采用熱塑 性塑料或者其共混物為連續(xù)相，在潤(rùn)滑劑、界面相容劑等助劑的存在下進(jìn)行熔 融復(fù)合，擠出成型。本發(fā)明的棒狀木絲塑料復(fù)合材料是按重量份數(shù)比主要由55 75份的棒狀木絲、20~45份的塑料和0.5 4份的潤(rùn)滑劑經(jīng)混料、 一步法擠 出成型制成。所述的棒狀木絲長(zhǎng)度為1 8mm、長(zhǎng)徑比(長(zhǎng)度與直徑的比值) 為5 25的木絲；其中所述的潤(rùn)滑劑為硬脂酸、石蠟、聚乙烯蠟中的一種或幾 種的混合；所述的塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一種或者幾種的共混 物。在反應(yīng)的原料中還可以添加0.1 8重量份的界面相容劑、0.1~0.5重量份的 著色劑、0.1 0.5重量份的紫外線吸收劑、0.5~3重量份的抗菌劑、5 15重量 份的阻燃劑中的一種或幾種的混合；其中所述的界面相容劑為有機(jī)界面相容 劑和/或無(wú)機(jī)界面相容劑。所述的有機(jī)界面相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、馬 來(lái)酸酐接枝聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚苯乙烯、苯乙烯馬來(lái)酸酐共聚物或馬來(lái)酸 酐接枝乙丙橡膠；所述的無(wú)機(jī)界面相容劑為鋁酸酯或鈦酸酯；所述的著色劑為 鐵紅、二氧化鈦、碳黑、酞菁藍(lán)或酞菁綠；所述的紫外線吸收劑為紫外線吸收 劑UV9、紫外線吸收劑UV326、紫外線吸收劑UV327、紫外線吸收劑UV328 或紫外線吸收劑UV531;所述的抗菌劑為ACQ、環(huán)烷酸銅、8-羥基喹啉銅或 硼酸；所述的阻燃劑為聚磷酸銨、硼酸鋅或者專利號(hào)為ZL97118353.8的發(fā)明 中所述的阻燃劑。本發(fā)明棒狀木絲塑料復(fù)合材料的方法是通過(guò)下述反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的 一、在 100 120°C、 W0 lS00r/min的轉(zhuǎn)速的條件下，將55 75重量份的棒狀木絲(棒 狀木絲長(zhǎng)度為l~8mm、長(zhǎng)徑比為5 25的木絲)和0.2-2.5重量份的潤(rùn)滑劑熱 混10~40min，然后將溫度降到" 45。C進(jìn)行冷混10 30min; 二、在80~110°C、 400~1800r/min的轉(zhuǎn)速的條件下，將20~45份的塑料和0.3~1.5重量份的潤(rùn)滑劑 熱混10min，然后將溫度降到25 45。C進(jìn)行冷混10 30min; 三、在常溫、 400~1800r/min的轉(zhuǎn)速的條件下，將步驟一和步驟二處理后的物料混合5 10min;四、采用木塑復(fù)合材料一步法，將步驟三處理后的物料通過(guò)連續(xù)擠 出成型設(shè)備進(jìn)行成型；即得到棒狀木絲塑料復(fù)合材料。本發(fā)明還可以步驟一的混合體系中加入0.1 8重量份的有機(jī)界面相容劑； 或者在步驟二的混合體系中加入0.1-8重量份的無(wú)機(jī)界面相容劑。也可以在步驟一的混合體系中加入0.05 6重量份的有機(jī)界面相容劑，并在 步驟二的原料中加入0.05 2重量份的無(wú)機(jī)界面相容劑。與上述方法不同的是在步驟二或步驟三中加入0.2~0.4重量份的著色劑、 0.2~0.35重量份的紫外線吸收劑、0.8 2重量份的抗菌劑、6~12重量份的阻燃 劑中的一種或幾種的混合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下積極效果由于采用棒狀木絲作為木塑復(fù)合材料的增強(qiáng)相，因而與采用木粉填料為填 充相的傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明由于棒狀木絲的增強(qiáng)作用而賦予木塑復(fù)合材料以 更高的力學(xué)性能。本發(fā)明能夠采用具有較大長(zhǎng)徑比的木質(zhì)纖維原料，關(guān)鍵在于 采用的常溫機(jī)械加工方法獲得了流動(dòng)性好的棒狀木絲，很好地解決了后續(xù)擠出 過(guò)程中木質(zhì)纖維材料的喂料難題。例如，采用本發(fā)明制備的棒狀木絲高密度聚 乙烯復(fù)合材料，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)35MPa 40MPa、抗彎強(qiáng)度58MPa 65MPa、 抗彎彈性模量3.5GPa 4.5GPa;而現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的木粉高密度聚乙烯復(fù)合材料 的相應(yīng)力學(xué)性能指標(biāo)為抗拉強(qiáng)度20MPa 25MPa、抗彎強(qiáng)度35MPa 40MPa、 抗彎彈性模量2.0GPa 3.0GPa。采用常溫機(jī)械加工法加工棒狀木纖維，木材原料受到的機(jī)械破壞作用小， 而且比生產(chǎn)粒度較小的木粉其能耗降低40%以上。此外，由于單位質(zhì)量的棒狀 木纖維比表面積較低，因而制備木塑復(fù)合材料時(shí)需要的塑料用量相對(duì)較低，換 言之，棒狀木絲的添加量可高于木粉，例如棒狀木絲高密度聚乙烯復(fù)合材料中 棒狀木絲的添加量達(dá)到75%時(shí)，復(fù)合材料仍然具有很好的綜合性能。而采用現(xiàn) 有技術(shù)生產(chǎn)木塑復(fù)合材料,木粉的添加量一般在60%以下，在提高木粉添加量， 復(fù)合材料的脆性將急劇增大。棒狀木絲加工能耗的降低和添加量的提高，使得 本發(fā)明復(fù)合材料的生產(chǎn)成本比現(xiàn)有技術(shù)降低20%以上。雖然單位質(zhì)量棒狀木絲的比表面積較小，但是單個(gè)木絲的表面積卻遠(yuǎn)高于 木粉顆粒，并且棒狀木在擠出成型過(guò)程中產(chǎn)生取向，因而所得復(fù)合材料的性能 不但沒(méi)有因?yàn)槔w維材料比表面的降低而下降，反而由于單個(gè)木絲的表面積大和取向作用而增強(qiáng)，這是本發(fā)明棒狀木絲塑料復(fù)合材料具有高性能的主要原因。 本發(fā)明所采用一步法連續(xù)擠出制造棒狀木絲塑料復(fù)合材料，物料尤其是熱 敏性的木質(zhì)纖維材料只需要經(jīng)受一次高溫過(guò)程即可得到成型的產(chǎn)品，不僅有效 地降低了能耗，而且最大限度地減少了木材的熱降解，這是所得棒狀木絲塑料 復(fù)合材料力學(xué)性能好的另一個(gè)重要原因。此外， 一步法(即從原料到型材連續(xù) 完成)比兩步法(即先制造木塑復(fù)合顆粒料，稱為造粒，然后再用粒料擠出型 材)減少了生產(chǎn)工序，不僅生產(chǎn)效率提高，而且節(jié)約了加工成本?？梢?jiàn)，與現(xiàn) 有技術(shù)相比，本發(fā)明具有產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品成本低的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)木塑復(fù)合材料產(chǎn)品的密度較高(一般為1.2 g/cm3)，本發(fā)明能夠 以更低的密度(0.95g/Cm3~l.lg/cm3)獲得力學(xué)性能更好的產(chǎn)品。本發(fā)明所用的主要原料可以是回收料，包括回收的木材碎料、回收的高密 度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料或者這些塑料的混合物。此外，本發(fā)明的 產(chǎn)品檢測(cè)不到甲醛等揮發(fā)性有害氣體，不會(huì)對(duì)居住環(huán)境造成污染。并且本發(fā)明 的產(chǎn)品可以回收重新擠出再利用。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一棒狀木絲塑料復(fù)合材料是按重量份數(shù)比由55 75份的棒 狀木絲、20~45份的塑料和0.5~4份的潤(rùn)滑劑經(jīng)混料、 一步法擠出成型制成。所述的棒狀木絲是在常溫下，利用錘式粉碎機(jī)、輥式粉碎機(jī)、刨切設(shè)備中 一種或幾種組合，將縱向長(zhǎng)度在2mm以上的木材加工成長(zhǎng)度為1 8mm、長(zhǎng)徑 比為5~25的木絲(此棒狀木絲具有較好的流動(dòng)性)；所述的木材為闊葉材和/ 或針葉材，針葉材為紅松、落葉松、云杉、冷杉、杉木、柏木中一種或幾種的 組合。闊葉樹(shù)材為樺木、水曲柳、櫟木、櫸木、椴木、樟木、柚木、紫檀、酸 枝、烏木中的一種或幾種的組合。木材為闊葉材和針葉材時(shí)，按任意比的組合。 當(dāng)針葉材為幾種的組合時(shí)，按任意比組合。當(dāng)闊葉材為幾種的組合時(shí)，按任意 比組合。所述的潤(rùn)滑劑為硬脂酸、石蠟、聚乙烯蠟中的一種或幾種的混合。當(dāng)潤(rùn)滑 劑為混合物時(shí)，按任意比混合。所述的塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一種或幾種的共混物，既可 用原生塑料也可采用廢舊塑料。當(dāng)塑料為混合物時(shí)，按任意比混合。其它與具 體實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是棒狀木絲塑料復(fù)合材料是按重量份數(shù)比由60~70份的棒狀木絲、30 40份的塑料和1 3份的潤(rùn) 滑劑經(jīng)混料、 一步法擠出成型制成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是棒狀木絲塑料復(fù) 合材料是按重量份數(shù)比由65份的棒狀木絲、35份的塑料和2份的潤(rùn)滑劑經(jīng)混 料、 一步法擠出成型制成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或三不同的是在反應(yīng)的原料中添加了 0.1~8重量份的界面相容劑、0.1-0.5重量份的著色劑、0.1~0.5 重量份的紫外線吸收劑、0.5-3重量份的抗菌劑、5~15重量份的阻燃劑中的 一種或幾種的混合。其它與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。所述的界面相容劑為有機(jī)界面相容劑和/或無(wú)機(jī)界面相容劑。所述的有機(jī) 界面相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚苯 乙烯、苯乙烯馬來(lái)酸酐共聚物或馬來(lái)酸酐接枝乙丙橡膠；所述的無(wú)機(jī)界面相容 劑為鋁酸酯或鈦酸酯；當(dāng)界面相容劑為有機(jī)界面相容劑和無(wú)機(jī)界面相容劑時(shí)， 按任意比混合。所述的著色劑為鐵紅、二氧化鈦、碳黑、酞菁藍(lán)或酞菁綠。所 述的紫外線吸收劑抗菌劑為紫外線吸收劑UV9、紫外線吸收劑UV326、紫外 線吸收劑UV327、紫外線吸收劑UV328或紫外線吸收劑UV53。所述的抗菌 劑為ACQ、環(huán)烷酸銅、8-羥基喹啉銅或硼酸。所述的阻燃劑為聚磷酸銨、硼 酸鋅或者專利號(hào)為ZL97118353.8的發(fā)明中所述的阻燃劑。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同的是在反應(yīng)的原料中 添加了 2~6重量份的界面相容劑、0.2-0.4重量份的著色劑、0.2 0.35重量份 的紫外線吸收劑、0.8 2重量份的抗菌劑、6~12重量份的阻燃劑中的一種或 幾種的混合。其它與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同的是在反應(yīng)的原料中 添加了 5重量份的界面相容劑、0.3重量份的著色劑、0.25重量份的紫外線吸 收齊!J、 l重量份的抗菌劑、8重量份的阻燃劑中的一種或幾種的混合。其它與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方法一至六不同的是棒狀木絲的 長(zhǎng)徑比為9 12。其它與具體實(shí)施方式
一至六相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式具體實(shí)施方法一至六不同的是棒狀木絲的& 徑比為IO。其它與具體實(shí)施方式
一至六相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式中棒狀木絲塑料復(fù)合材料的制備方法是通過(guò) 下述反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的 一、在100~120°C、400~1800r/min的轉(zhuǎn)速的條件下，將55~75 重量份的棒狀木絲(棒狀木絲長(zhǎng)度為1 8mm、長(zhǎng)徑比為5~25的木絲)和0.2 2.5 重量份的潤(rùn)滑劑熱混10 40min，然后將溫度降到25 45。C進(jìn)行冷混10 30min; 二、在80~110°C 、400~1800r/min的轉(zhuǎn)速的條件下，將20 45份的塑料和0.3-1.5 重量份的潤(rùn)滑劑熱混10min，然后將溫度降到25 45。C進(jìn)行冷混10 30min;三、 在常溫、400 1800r/min的轉(zhuǎn)速的條件下，將步驟一和步驟二處理后的物料混 合5 10min;四、采用木塑復(fù)合材料一步法，將步驟三處理后的物料通過(guò)連續(xù) 擠出成型設(shè)備進(jìn)行成型；即得到棒狀木絲塑料復(fù)合材料。本實(shí)施方式在步驟四中采用的連續(xù)擠出成型設(shè)備(簡(jiǎn)稱木塑復(fù)合材料專用 一步法連續(xù)擠出成型設(shè)備)是由平行雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)串聯(lián)的擠出 機(jī)組以及配套的型材輔機(jī)組成；其中雙螺桿轉(zhuǎn)速為每分鐘80~95轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn) 料區(qū)至出料口采用降溫設(shè)置，范圍190 140'C;單螺桿轉(zhuǎn)速每分鐘20 40轉(zhuǎn)， 溫度從進(jìn)料口至模具前端采用升溫設(shè)置，范圍140 180°C;模具溫度 180~190°C，模具末端通水冷卻。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九不同的是步驟一的熱混溫度為11(TC。其它與具體實(shí)施方式
九相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九不同的是步驟二的熱混溫度為9(TC。其它與具體實(shí)施方式
九相同。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九不同的是在步驟一的混合體系中加入0.1~8重量份的無(wú)機(jī)界面相容劑。其它與具體實(shí)施方式
九相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九不同的在步驟一的混合體系中加入0.0.5~6重量份的無(wú)機(jī)界面相容劑，并在步驟二的原料中加入 0.05~2重量份的無(wú)機(jī)界面相容劑。其它與具體實(shí)施方式
九相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施與具體實(shí)施九不同的是在步驟 二的混合體系中加入0.1~8重量份的有機(jī)界面相容劑。其它與具體實(shí)施方式
九 相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式一具體實(shí)施方式
九至十四不同的是在步驟 二或三中加入0.2-0.4重量份的著色劑、0.2 0.35重量份的紫外線吸收劑、0.8 2 重量份的抗菌劑、6 12重量份的阻燃劑中的一種或幾種的混合。其它與具 體實(shí)施方式九至十四相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式中棒狀木絲塑料復(fù)合材料的制備方法是通過(guò)下述反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的 一、在110。C、 1400r/min的轉(zhuǎn)速的條件下，將20份棒狀 木絲(棒狀木絲長(zhǎng)度為1 8mm、長(zhǎng)徑比為5 25的木絲)和0.35份硬脂酸熱 混30min，然后將溫度降到25 45。C進(jìn)行冷混10min; 二、在90。C、 600r/min 的轉(zhuǎn)速的條件下，將10份的高密度聚乙烯和1.2份馬來(lái)酸酐接枝高密度聚乙 烯和0.1份聚乙烯蠟熱混10min，然后將溫度降到25 45。C進(jìn)行冷混30min;三、 在常溫、1400r/min的轉(zhuǎn)速的條件下，將步驟一和步驟二處理后的物料按13-7的重量比混合5min;四、采用木塑復(fù)合材料一步法，將步驟三處理后的物料 通過(guò)連續(xù)擠出成型設(shè)備進(jìn)行成型；即得到棒狀木絲塑料復(fù)合材料；所述的連續(xù) 擠出成型設(shè)備是由平行雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)串聯(lián)的擠出機(jī)組以及配 套的型材輔機(jī)組成；其中雙螺桿轉(zhuǎn)速為每分鐘80轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn)料區(qū)至出料口 采用降溫設(shè)置，范圍178 140°C;單螺桿轉(zhuǎn)速每分鐘20轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn)料口至 模具前端采用升溫設(shè)置，范圍140 170。C;模具溫度175。C，模具末端通水冷 卻。本實(shí)施制備的木塑復(fù)合材料物理力學(xué)性能及密度見(jiàn)表1。表1抗拉強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度彎曲模量無(wú)缺口沖擊密度/MPa緣a/GPa強(qiáng)度KJ/m'2g/cm42614.0111.0具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十六不同的是在步驟三中 步驟一和步驟二處理后的物料的重量比為7: 3混合。其它與具體實(shí)施方式
十 六相同。本實(shí)施方式方法制備的木塑復(fù)合材料物理力學(xué)性能及密度見(jiàn)表2，這種復(fù) 合材料模量較高，說(shuō)明剛性較強(qiáng)。表2抗拉強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度彎曲模量無(wú)缺口沖擊密度/MPa/MPa/GPa強(qiáng)度KJ/m—2g/cm 40584.491.0具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十六不同的是在步驟一中 在熱混后加入O.l份著色劑。其它與具體實(shí)施方式
十六相同。本制備的木塑復(fù)合材料可以根據(jù)不同的需要得到不同顏色的產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十六不同的是在步驟二中的塑料為聚丙烯；在步驟四中雙螺桿轉(zhuǎn)速為每分鐘95轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn)料區(qū)至出 料口采用降溫設(shè)置，范圍185~150°C;單螺桿轉(zhuǎn)速每分鐘20轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn)料 口至模具前端采用升溫設(shè)置，范圍150 18(TC;模具溫度18r，模具末端通水 冷卻。其它與具體實(shí)施方式
十六相同。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十六不同的是在步驟二中 的塑料為聚苯乙烯；在步驟四中雙螺桿轉(zhuǎn)速為每分鐘80轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn)料區(qū)至 出料口采用降溫設(shè)置，范圍190~150°C;單螺桿轉(zhuǎn)速每分鐘20轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn) 料口至模具前端采用升溫設(shè)置，范圍150 18(TC;模具溫度185t:，模具末端 通水冷卻。其它與具體實(shí)施方式
十六相同。
具體實(shí)施方式
二十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十六不同的是在步驟二 中的塑料由7份棄丙烯和3份聚乙烯組成；在步驟四中雙螺桿轉(zhuǎn)速為每分鐘 90轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn)料區(qū)至出料口采用降溫設(shè)置，范圍180 150。C;單螺桿轉(zhuǎn)速每 分鐘20轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn)料口至模具前端采用升溫設(shè)置，范圍150~178°C;模具 溫度183。C，模具末端通水冷卻。其它與具體實(shí)施方式
十六相同。
具體實(shí)施方式
二十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十六不同的是在步驟二 中的塑料由6份聚丙烯、2份聚乙烯和2份聚苯乙烯組成；在步驟四中雙螺桿 轉(zhuǎn)速每分鐘90轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn)料區(qū)至出料口采用降溫設(shè)置，范圍190~150°C; 單螺桿轉(zhuǎn)速每分鐘20轉(zhuǎn)，溫度從進(jìn)料口至模具前端采用升溫設(shè)置，范圍 150~180°C。模具溫度185°C，模具末端通水冷卻。其它與具體實(shí)施方式
十六 相同。
權(quán)利要求
1、一種棒狀木絲塑料復(fù)合材料，其特征在于它是按重量份數(shù)比主要由55～75份的棒狀木絲、20～45份的塑料和0.5～4份的潤(rùn)滑劑經(jīng)混料、一步法擠出成型制成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的棒狀木絲塑料復(fù)合材料，其特征在于它是按重 量份數(shù)比由60~70份的棒狀木絲、30 40份的塑料和1~3份的潤(rùn)滑劑經(jīng)混料、 一步法擠出成型制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的棒狀木絲塑料復(fù)合材料，其特征在于所述 的棒狀木絲長(zhǎng)度為1 8mm、長(zhǎng)徑比為5~25的木絲；其中所述的潤(rùn)滑劑為硬脂 酸、石蠟、聚乙烯蠟中的一種或幾種的混合；所述的塑料為聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯中的一種或幾種的共混物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的棒狀木絲塑料復(fù)合材料，其特征在于棒狀木絲 的長(zhǎng)徑比為9 12。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的棒狀木絲塑料復(fù)合材料，其特征在于棒狀 木絲塑料復(fù)合材料中還包括0.1~8重量份的界面相容劑、0.1 0.5重量份的著色 劑、0.1~0.5重量份的紫外線吸收劑、0.5~3重量份的抗菌劑、5~15重量份的 阻燃劑中的一種或幾種的混合；其中所述的界面相容劑為有機(jī)界面相容劑和/ 或無(wú)機(jī)界面相容劑，所述的有機(jī)界面相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、馬來(lái)酸酐 接枝聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚苯乙烯、苯乙烯馬來(lái)酸酐共聚物或馬來(lái)酸酐接枝 乙丙橡膠；所述的無(wú)機(jī)界面相容劑為鋁酸酯或鈦酸酯。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的棒狀木絲塑料復(fù)合材料，其特征在于所述的著 色劑為鐵紅、二氧化鈦、碳黑、酞菁藍(lán)或酞菁綠；所述的紫外線吸收劑為紫外 線吸收劑UV9、紫外線吸收劑UV326、紫外線吸收劑UV327、紫外線吸收劑 UVMS或紫外線吸收劑UV531;所述的抗菌劑為ACQ、環(huán)烷酸銅、8-羥基喹 啉銅或硼酸；所述的阻燃劑為聚磷酸銨、硼酸鋅或者專利號(hào)為ZL97118353.8 的發(fā)明中所述的阻燃劑。
7、 一種制備權(quán)利要求1所述的棒狀木絲塑料復(fù)合材料的方法，其特征在 于它是通過(guò)下述過(guò)程實(shí)現(xiàn)的 一、在100 120°C、 400~1800r/min的轉(zhuǎn)速的條 件下，將55 75重量份的棒狀木絲和0.2-2.5重量份的潤(rùn)滑劑熱混10 40min， 然后將溫度降到25 45。C進(jìn)行冷混10 30min; 二、在80~110°C、 400~1800r/min 的轉(zhuǎn)速的條件下，將20 45份的塑料和0.3 1.5重量份的潤(rùn)滑劑熱混10min， 然后將溫度降到25 45。C進(jìn)行冷混10 30min; 三、在常溫、400 1800r/min 的轉(zhuǎn)速的條件下，將步驟一和步驟二處理后的物料混合5 10min;四、采用木 塑復(fù)合材料一步法，將步驟三處理后的物料通過(guò)連續(xù)擠出成型設(shè)備進(jìn)行成型；； 即得到棒狀木絲塑料復(fù)合材料。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的棒狀木絲塑料復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于在步驟一的混合體系中加入0.1~8重量份的無(wú)機(jī)界面相容劑；或者在步驟二 的混合體系中加入0.1~8重量份的有機(jī)界面相容劑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的棒狀木絲塑料復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于在步驟一的混合體系中加入0.05~6重量份的無(wú)機(jī)界面相容劑，并在步驟二 的原料中加入0.05~2重量份的有機(jī)界面相容劑。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7、 8或9所述的棒狀木絲塑料復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于在步驟二或三中加入0.2-0.4重量份的著色劑、0.2-0.35重量份的 紫外線吸收劑、0.8 2重量份的抗菌劑、6 12重量份的阻燃劑中的一種或幾 種的混合。
全文摘要
棒狀木絲塑料復(fù)合材料及其制備方法，它涉及一種復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有木塑復(fù)合材料強(qiáng)度低、成本高的問(wèn)題。本發(fā)明的棒狀木絲塑料復(fù)合材料按重量份數(shù)比由55～75份的棒狀木絲、20～45份的塑料和0.5～4份的潤(rùn)滑劑經(jīng)熱混和冷混、一步法擠出成型制成。本發(fā)明棒狀木絲長(zhǎng)度為1～8mm、長(zhǎng)徑比為5～25的木絲，雖然單位質(zhì)量棒狀木絲的比表面積較小，但是單個(gè)木絲的表面積卻遠(yuǎn)高于木粉顆粒，并且棒狀木在擠出成型過(guò)程中產(chǎn)生取向，因而所得復(fù)合材料的性能不但沒(méi)有因?yàn)槔w維材料比表面的降低而下降，反而由于單個(gè)木絲的表面積大和取向作用而增強(qiáng)。本發(fā)明具有產(chǎn)品強(qiáng)度高、生產(chǎn)效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明方法具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08L97/00GK101153119SQ20071007278
公開(kāi)日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者宋永明, 張征明, 王偉宏, 王海剛, 王清文 申請(qǐng)人:東北林業(yè)大學(xué)