專利名稱：：動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及塑木復(fù)合材料及其制備方法，尤其是一種動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：塑木復(fù)合材料是近幾年來(lái)快速發(fā)展的一種新型材料，它利用廢棄的各種天然纖維和廢舊塑料(PE或PP)進(jìn)行復(fù)合，生產(chǎn)出各種不同結(jié)構(gòu)、不同尺寸的型材，被廣泛用于園林建筑、運(yùn)輸、裝潢等行業(yè)。但是現(xiàn)有的塑木復(fù)合材料中天然纖維與塑料結(jié)合力不強(qiáng)，主要是通過(guò)簡(jiǎn)單的熔融混合方式進(jìn)行制備的，制備的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度低于15MPa、彎曲模量低于900MPa，缺口沖擊強(qiáng)度5KJ/i^左右，表面硬度在60R左右，耐刮擦性只有5級(jí)，承載能力低，大多只能用于裝飾材料。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服上述不足之處提供一種動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，該復(fù)合塑木材料具有優(yōu)良的強(qiáng)度、韌性，表面硬度、耐刮擦性和耐候性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料的制備方法。一種動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于該塑木復(fù)合材料由下列組分組成-(A)100重量份的聚烯烴塑料；(B)10-200重量份的天然纖維；(C)1-30重量份的SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SEBS(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、EPDM(三元乙丙膠)或POE(乙烯辛烯共聚彈性體)中的一種；(D)0.01-2重量份的交聯(lián)劑；(E)0.01-5重量份的交聯(lián)助劑；(F)0.l-10重量份的加工助劑;4將上述各組分經(jīng)過(guò)熔融共混、動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，形成塑木復(fù)合材料。上述動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料優(yōu)選由下列組分組成(A)100重量份的聚烯烴塑料；(B)50-200重量份的天然纖維；(C)5-30重量份的SIS、SBS、SEBS、EPDM或POE中的一種;(D)0.1-2重量份的交聯(lián)劑；(E)0.5-4重量份的交聯(lián)助劑(F)0.5-6重量份的加工助劑；.上述各組分經(jīng)過(guò)熔融共混、動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，形成塑木復(fù)合材料。上述聚烯烴塑料可以是均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯塑料或它們的任意混合物，如燕山聚丙烯8303、B8101，上海賽科K8003，揚(yáng)子石化F401;高密度聚乙烯如齊魯DGDA6098、揚(yáng)子石化5000S、大慶2200J、撫順的2911、獨(dú)山子的HD6070EA;低密度聚乙烯如大慶和巴斯夫的2426H、燕山的1C7A、LD605等；線型低密度聚乙烯如揚(yáng)子石化、蘭州石化、吉林石化、中原乙烯的DFDA7042，上海賽科的LL0209AA等。聚烯烴塑料可以采用廢棄的回收塑料，也可以是新料，或者是回收塑料與新料的混合物。所述天然纖維可以是谷糠、木粉、竹粉、秸桿或果殼中的一種或幾種混合物。所述的交聯(lián)劑可以是2、5二甲基-2、5-雙(叔丁基過(guò)氧基)己垸、過(guò)氧化二乙丙苯、過(guò)氧化叔丁基、二叔丁基過(guò)氧化物或過(guò)氧化苯甲酰。所述的交聯(lián)助劑可以是二乙烯基苯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、三烯丙基氰尿酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、間苯基二馬來(lái)酰亞胺或三羥甲基二烯丙基醚。所述的加工助劑可以是脂肪酸(如硬脂酸)或脂肪酸鹽(如硬脂酸鈣、硬脂酸鋅)，聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟、酰胺類化合物(如油酸酰胺、芥酸酰胺等)、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、抗氧劑(如:氣巴抗氧劑1010、1076、1098、168、DLTP等)、光穩(wěn)定劑(如:氣巴UV326、944、770)中的一種或它們的任意混合物。上述動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料的制備方法，該方法包括以下步驟步驟一將A、B、C、D、E、F各組分充分混勻；步驟二將步驟一混勻的物料熔融共混，進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，擠出造粒；動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)的工藝為熔體溫度110-230'C，螺桿轉(zhuǎn)速50-800轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間1-15分鐘。本發(fā)明采用動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)解決了聚烯烴材料的力學(xué)性能不高，特別是回收塑料的力學(xué)性能更低，聚烯烴材料與天然纖維結(jié)合力低，簡(jiǎn)單混合難以實(shí)現(xiàn)塑木復(fù)合材料的高性能化的問(wèn)題。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度可高達(dá)3L6MPa、彎曲模量可達(dá)2180MPa、缺口沖擊強(qiáng)度可高達(dá)13kj/m2、洛氏硬度可達(dá)102R、耐刮擦性和老化性能可達(dá)2級(jí)和2，具有良好的強(qiáng)度、韌性、表面硬度、耐刮擦性能、耐老化性能。動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)通過(guò)分子鏈的交聯(lián)反應(yīng)將聚烯烴材料形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以將天然纖維材料進(jìn)行包覆，大大增加了聚烯烴塑料與纖維材料的結(jié)合力，可以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能50-350%、耐老化性能100-500%、洛氏硬度30-70%、耐刮擦性能50-250%,顯著提升了塑木復(fù)合材料的承載能力、使用性能和性價(jià)比。本發(fā)明提高了塑木復(fù)合材料的綜合性能和使用的安全性，可以作為結(jié)構(gòu)件、功能件廣泛用于建筑、園林、運(yùn)輸、室內(nèi)外裝飾、地板、家具等領(lǐng)域，大大拓展了塑木復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。具體實(shí)施方式實(shí)施例l配方(A)100重量份的燕山石化聚丙烯K8303;(B)IO重量份的谷糠；(C)1重量份的SIS;(D)2重量份的交聯(lián)劑2、5二甲基-2、5-雙(叔丁基過(guò)氧基)己烷；(E)O.Ol重量份的交聯(lián)助劑二乙烯基苯；(F)0.1重量份的加工助劑聚乙烯蠟。上述動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料的制備方法，其步驟為步驟一將A、B、C、D、E、F各組分用高速混合機(jī)高速攪拌混勻；步驟二用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，擠出造粒熔體溫度23(TC，螺桿轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間15分鐘，即得動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料。實(shí)施例2配方(A)100重量份的上海賽科K8003聚丙烯塑料；(B)200重量份的秸桿；(C)30重量份的SBS;(D)0.1重量份的交聯(lián)劑過(guò)氧化二乙丙苯；(E)4重量份的交聯(lián)助劑鄰苯二甲酸二烯丙酯；(F)6重量份的加工助劑馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯。制備方法-上述動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料的制備方法，其步驟為步驟一將A、B、C、D、E、F各組分用高速混合機(jī)高速充分混勻；步驟二用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，擠出造粒熔體溫度11(TC，螺桿轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間1分鐘。實(shí)施例3配方(A)100重量份的中原乙烯DFDA7042線性低密度聚乙烯塑料；(B)50重量份的果殼；(C)5重量份的SEBS;(D)2重量份的交聯(lián)劑過(guò)氧化叔丁基；(E)0.5重量份的交聯(lián)助劑三烯丙基氰尿酸酯；(F)0.5重量份的加工助劑硬脂酸鈣。制備方法上述動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料的制備方法，其步驟為步驟一將A、B、C、D、E、F各組分用高速混合機(jī)高速攪拌充分混勻；步驟二用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，擠出造粒熔體溫度200'C，螺桿轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間5分鐘。實(shí)施例4配方(A)100重量份的齊魯石化DGDA6098高密度聚乙烯塑料(B)IO重量份的天然纖維木粉和竹粉1:l混合物；(C)1重量份的EPDM;(D)O.Ol重量份的交聯(lián)劑二叔丁基過(guò)氧化物；(E)O.Ol重量份的交聯(lián)助劑二甲基丙烯酸乙二醇酯；(F)IO重量份的油酸酰胺和芥酸酰胺1:l的混合物；制備方法上述動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料的制備方法，其步驟為步驟一將A、B、C、D、E、F各組分用高速混合機(jī)高速攪拌充分混勻；步驟二用連續(xù)密煉機(jī)熔融共混，進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，擠出造粒熔體溫度15(TC，螺桿轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間10分鐘。實(shí)施例5配方(A)100重量份的巴斯夫的2426H低密度聚乙烯塑料；(B)150重量份的谷糠、木粉、竹粉、秸桿和果殼按重量比l:1:2:1:2的混合物;(C)15重量份的P0E;(D)1.5重量份的交聯(lián)劑過(guò)氧化苯甲酰；(E)5重量份的交聯(lián)助劑三羥甲基丙垸三丙烯酸酯(F)0.l重量份的聚乙烯蠟、氣巴精化抗氧劑1010和UV326按重量比1:3:2的混合物。制備方法上述動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料的制備方法，其步驟為步驟一將A、B、C、D、E、F各組分用高速混合機(jī)或攪拌機(jī)充分混勻；步驟二用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，擠出造粒熔體溫度150'C，螺桿轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間10分鐘。實(shí)施例6一種動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于該動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料由下列各組分組成(A)100重量份的燕山聚丙烯B8101，揚(yáng)子石化F401,獨(dú)山子的HD6070EA，巴斯夫的2426H、中原乙烯的DFDA7042聚乙烯按重量比3:1:1:1:1的混合物。(B)180重量份的谷糠和秸桿按重量比1:l的混合物；(C)3重量份的P0E;(D)0.05重量份的交聯(lián)劑過(guò)氧化苯甲酰；(E)4重量份的交聯(lián)助劑間苯基二馬來(lái)酰亞胺；(F)0.5重量份的氣巴抗氧劑1098。制備方法上述動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料的制備方法，其步驟為-步驟一將A、B、C、D、E、F各組分用攪拌機(jī)充分混勻；步驟二用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，擠出造粒熔體溫度120'C，螺桿轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間13分鐘。實(shí)施例7一種動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于該動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料由下列各組分組成(A)100重量份的上海賽科K8003，齊魯DGDA6098、燕山的1C7A按重量比2:2:1的混合物。(B)40重量份的谷糠和秸桿的混合物；(C)15重量份的P0E;(D)0.5重量份的交聯(lián)劑過(guò)氧化苯甲酰；(E)0.5重量份的交聯(lián)助劑間苯基二馬來(lái)酰亞胺；(F)8重量份的油酸酰胺、氣巴抗氧劑1010和氣巴UV326按重量比1:2:2的混合物。制備方法上述動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料的制備方法，其步驟為步驟一將A、B、C、D、E、F各組分用高速混合機(jī)或攪拌機(jī)充分混勻；步驟二用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，擠出造粒；動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)工藝為熔體溫度18(TC，螺桿轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間6分鐘。對(duì)比例一種普通的塑木復(fù)合材料，由下列組分組成(A)100重量份的揚(yáng)子石化5000S;(B)120重量份的木粉；(C)2重量份的硬脂酸鈣、抗氧劑IOIO、光穩(wěn)定劑326按重量比1:1:l的混合物。制備方法上述塑木復(fù)合材料的制備方法，其步驟為步驟一將A、B、C各組分用高速混合機(jī)或攪拌機(jī)充分混勻；步驟二用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，擠出造粒；工藝為熔體溫度18(TC，螺桿轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。9實(shí)施例和對(duì)比例所得復(fù)合材料的性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表一表一<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1、一種動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于該塑木復(fù)合材料由下列組分制成(A)100重量份的聚烯烴塑料；(B)10-200重量份的天然纖維；(C)1-30重量份的SIS、SBS、SEBS、EPDM或POE中的一種；(D)0.01-2重量份的交聯(lián)劑；(E)0.01-5重量份的交聯(lián)助劑；(F)0.1-10重量份的加工助劑；上述各組分經(jīng)過(guò)熔融共混、動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，形成塑木復(fù)合材料。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于該塑木復(fù)合材料由下列組分制成(A)IOO重量份的聚烯烴塑料；(B)50-200重量份的天然纖維；(C)5-30重量份的SIS、SBS、SEBS、EPDM或POE中的一種;(D)0.l-2重量份的交聯(lián)劑；(E)0.5-4重量份的交聯(lián)助劑；(F)0.5-6重量份的加工助劑；上述各組分經(jīng)過(guò)熔融共混、動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，形成塑木復(fù)合材料。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于所述的聚烯烴塑料是均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯塑料或它們的任意混合物。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于所述天然纖維是谷糠、木粉、竹粉、秸桿或果殼中的一種或幾種混合物。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于所述交聯(lián)劑是2、5二甲基-2、5-雙(叔丁基過(guò)氧基)己垸、過(guò)氧化二乙丙苯、過(guò)氧化叔丁基、二叔丁基過(guò)氧化物或過(guò)氧化苯甲酰。6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于所述交聯(lián)助劑是二乙烯基苯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、三烯丙基氰尿酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、間苯基二馬來(lái)酰亞胺或三羥甲基二烯丙基醚。7、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于所述加工助劑是脂肪酸或脂肪酸鹽、聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟、酰胺類化合物、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、抗氧劑、光穩(wěn)定劑中的一種或幾種任意混合物。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料，其特征在于所述脂肪酸為硬脂酸；脂肪酸鹽為硬脂酸鈣或硬脂酸鋅；酰胺類化合物為油酸酰胺或芥酸酰胺；抗氧劑為氣巴抗氧劑IOIO、1076、1098、168或DLTP;光穩(wěn)定劑為氣巴UV326、944或770。9、一種制備權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一將A、B、C、D、E、F各組分充分混勻；步驟二將步驟一混勻的物料再熔融共混，進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，擠出造粒；動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)的工藝為熔體溫度110-230°C，螺桿轉(zhuǎn)速50-800轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)時(shí)間1-15分鐘。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)態(tài)硫化塑木復(fù)合材料及其制備方法，該塑木復(fù)合材料由下列組分組成(A)聚烯烴樹(shù)脂；(B)天然纖維；(C)SIS、SBS、SEBS、EPDM或POE中的一種；(D)交聯(lián)劑；(E)助交聯(lián)劑；(F)加工助劑；上述組分經(jīng)過(guò)熔融共混、動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，形成本發(fā)明塑木復(fù)合材料。本發(fā)明塑木復(fù)合材料具有良好的綜合力學(xué)性能、表面硬度、耐刮擦性能和耐老化性能，可以作為結(jié)構(gòu)件、功能件廣泛用于建筑、園林、運(yùn)輸、室內(nèi)外裝飾、地板、家具等領(lǐng)域，大大拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。文檔編號(hào)B29C47/92GK101565522SQ200910026810公開(kāi)日2009年10月28日申請(qǐng)日期2009年6月1日優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日發(fā)明者汾吳,吳建國(guó),吳正元,李蘭軍申請(qǐng)人:南京聚隆化學(xué)實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司;南京聚鋒新材料有限公司