一种聚氯乙烯基木塑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚氯乙烯基木塑复合材料及其制备方法。本申请所述聚氯乙烯基木塑复合材料由聚氯乙烯、改性木质纤维、丙烯酸酯类加工助剂、热稳定剂与润滑剂制备得到，其中改性木质纤维由液态丁腈橡胶对木质纤维进行改性得到。本申请由于采用液态丁腈橡胶对木质纤维进行改性，使改性木质纤维具有亲油性，使其与聚氯乙烯基体具有良好的相容性，且增强了与聚氯乙烯基体的界面粘结性，在聚氯乙烯基体中的分散程度显著改善，因此本申请的聚氯乙烯基木塑复合材料具有良好的拉伸强度与冲击韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氯乙烯基木塑复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种聚氯乙烯基木塑复合材料及其制备方法。
技术介绍
木塑复合材料是由经过预处理的植物纤维或粉末(如木、竹、秸秆、麻等)与高分子树脂基体复合而成的一种绿色环保新型材料。木塑复合材料的材质决定了其具有木材与塑料的双重特性，但是性能远优于天然木材，并且具有可回收再利用、低吸水性、高防腐蚀性和抗生物破坏稳定性等优点。木塑复合材料主要应用于建材、汽车工业、货物的包装运输、仓贮业、装饰材料及日常生活用具等方面。木质纤维的主要成分是含有大量羟基、酚羟基的纤维素、半纤维素和木素等高分子化合物，与大量的单糖、果胶质、脂肪、蜡及不可皂化物等小分子化合物。由于木质纤维中的羟基和酚羟基使其具有很强的极性、亲水性与表面能，而高分子树脂基体大多是非极性、亲油性的表面能较低的物质，因此木质纤维与高分子树脂基体两者的界面间不能很好的粘合。由于上述问题，木塑复合材料承受外力时易发生始于界面的断裂和分层，致使复合材料的强度、抗断裂性和抗冲击性下降。此外，由于羟基和酚羟基的存在，木质纤维在进行加热混合时易于团聚，使其不能在塑料基材中均匀分散，从而影响复合材料的性能。因此，解决木质纤维与树脂基体的界面粘结性与木质纤维在树脂基体中的分散性是提高木塑复合材料性能的关键问题。目前，工业中应用较多的是聚氯乙烯基木塑复合材料，由于木塑复合材料的上述问题没有得到有效解决，PVC基木塑复合材料同样也存在加工性能差，强度和韧性较低的问题，这些缺陷大大限制了其应用领域，使得其很难用于高档产品的生产。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种加工性能、强度与韧性较好的聚氯乙烯基木塑复合材料。有鉴于此，本申请提供了一种聚氯乙烯基木塑复合材料，由以下原料制备得到：所述改性木质纤维由液态丁腈橡胶与木质纤维制备得到。优选的，所述木质纤维为秸秆纤维；所述秸秆纤维选自水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆与棉花秸秆中的一种或多种。优选的，所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂，所述润滑剂为硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种或两种。本申请还提供了一种聚氯乙烯基木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：a)将木质纤维与液态丁腈橡胶进行高速混合，得到改性木质纤维；b)将100重量份的聚氯乙烯、20～40重量份的改性木质纤维、5～10重量份的丙烯酸酯类加工助剂、3～5重量份热稳定剂与3～8重量份的润滑剂混合，得到混合物料；c)将所述混合物料进行成型加工，得到聚氯乙烯基木塑复合材料。优选的，所述木质纤维为秸秆纤维；所述秸秆纤维选自水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆和棉花秸秆中的一种或多种。优选的，所述木质纤维与所述液态丁腈橡胶的质量比为(70～90)：(10～30)。优选的，所述木质纤维的细度为80～120目。优选的，所述高速混合的时间为100～150s，所述高速混合的速度为25000～30000rpm。优选的，所述混合的时间为100～150s，所述混合的速度为25000～30000rpm。优选的，所述成型加工的方式为挤出成型，所述挤出成型的温度为165℃～180℃，所述挤出成型的压力为4～5MPa，所述挤出成型的转速为35～45rpm。本申请提供了一种聚氯乙烯基木塑复合材料及其制备方法。本申请提供的聚氯乙烯基木塑复合材料由改性木质纤维、聚氯乙烯、丙烯酸酯类加工助剂、热稳定剂与润滑剂制备得到，其中改性木质纤维是由液态丁腈橡胶改性木质纤维得到；由于液态丁腈橡胶的腈基与木质纤维表面的羟基会形成氢键，使其包覆于木质纤维表面，则改性后的木质纤维具有亲油性，从而使改性木质纤维与聚氯乙烯基体具有良好的相容性，且与聚氯乙烯基体界面粘结作用增强，在基体中的分散程度得到显著改善，从而使聚氯乙烯基木塑复合材料的强度与韧性优良；同时液态丁腈橡胶作为一种优良的高分子增塑剂，其引入可以显著改善木塑复合材料的加工性能。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种聚氯乙烯基木塑复合材料，由以下原料制备得到：所述改性木质纤维由液态丁腈橡胶与木质纤维制备得到。本专利技术中所述改性木质纤维是由液态丁腈橡胶与木质纤维制备得到，具体是将液态丁腈橡胶与木质纤维进行高速混合，使液态丁腈橡胶的腈基与木质纤维表面的羟基形成氢键，实现液态丁腈橡胶对木质纤维的表面包覆，从而改性后的木质纤维具有亲油性。所述液态丁腈橡胶与所述木质纤维的质量比优选为(70～90)：(10～30)，更优选为(75～85)：(15～25)。本申请中所述木质纤维优选为秸秆纤维，所述秸秆纤维优选为水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆和棉花秸秆中的一种或多种。所述秸秆纤维的细度优选为80～120目。丁腈橡胶主要分为三种，块状丁腈橡胶、粉末丁腈橡胶和液态丁腈橡胶，其中块状丁腈橡胶在高速混合机无法打破碎；由于在高速混合过程中会产生大量热量，因此粉末丁腈橡胶在高速混合的过程中会结块，因此只能采用液态丁腈橡胶对木质纤维进行改性。本申请所述液态丁腈橡胶(LNBR)优选为羧基封端，丙烯腈含量为28wt％的液态丁腈橡胶。按照本专利技术，所述改性木质纤维的含量为20～40重量份，优选为30～38重量份。本领域技术人员熟知的，聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。本申请所述聚氯乙烯优选为贵州金宏化工有限责任公司提供的SG5型聚氯乙烯，其K值为66。本申请中所述丙烯酸酯类加工助剂(ACR加工助剂)，能够提高木塑复合材料的加工性能，降低拉伸强度，提高韧性。所述ACR加工助剂的含量为5～10重量份，优选为8～9重量份。所述热稳定剂优选为钙锌复合稳定剂，所述热稳定剂的含量为3～5重量份。所述润滑剂优选为硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种或两种。所述润滑剂的含量为3～8重量份，优选为3～5重量份。本申请还提供了一种聚氯乙烯基木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：a)将木质纤维与液态丁腈橡胶进行高速混合，得到改性木质纤维；b)将100重量份的聚氯乙烯、20～40重量份的改性木质纤维、5～10重量份的丙烯酸酯类加工助剂、3～5重量份的热稳定剂与3～8重量份的润滑剂混合，得到混合物料；c)将所述混合物料进行成型加工，得到聚氯乙烯基木塑复合材料。按照本专利技术，在制备聚氯乙烯基木塑复合材料的过程中，木质纤维的改性是至关重要的。木质纤维的主要成分是纤维素、半纤维素和木素等含有大量羟基、酚羟基的高分子化合物；液态丁腈橡胶表面含有腈基。采用液态丁腈橡胶对木质纤维进行改性，通过高速混合的方法，使液态丁腈橡胶的腈基与木质纤维表面的羟基形成氢键，使液态丁腈橡胶包覆于木质纤维表面，从而使改性后的木质纤维具有亲油性。本申请所述高速混合的过程是机械化学力的过程，通过高速混合机的高速旋转，实现液态丁腈橡胶对木质纤维的改性。所述高速混合的时间优选为100～150s，所述高速混合的速度优选为25000～30000rpm。本申请所述木质纤维优选为秸秆纤维，所述秸秆纤维优选为水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆和棉花秸秆中的一种或多种。所述秸秆纤维的细度优选为80～120目。本申请对所述液态丁腈橡胶没有特别的限制，为本领域技术人员熟知的，其可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氯乙烯基木塑复合材料，其特征在于，由以下原料制备得到：所述改性木质纤维由液态丁腈橡胶与木质纤维制备得到。

【技术特征摘要】
1.一种聚氯乙烯基木塑复合材料，其特征在于，由以下原料制备得到：聚氯乙烯100重量份；改性木质纤维20~40重量份；丙烯酸酯类加工助剂5~10重量份；热稳定剂3~5重量份；润滑剂3~8重量份；所述改性木质纤维由液态丁腈橡胶与木质纤维经过高速混合制备得到；所述液态丁腈橡胶的丙烯腈含量为28wt%，所述高速混合的速度为25000~30000rpm。2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯基木塑复合材料，其特征在于，所述木质纤维为秸秆纤维；所述秸秆纤维选自水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆与棉花秸秆中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的聚氯乙烯基木塑复合材料，其特征在于，所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂，所述润滑剂为硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种或两种。4.一种聚氯乙烯基木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：a）将木质纤维与液态丁腈橡胶进行高速混合，得到改性木质纤维，所述液态丁腈橡胶的丙烯腈含量为28wt%；所述高速混合的速度为25000~30000rpm；b）将100重量份的聚氯乙烯、20~40重量份的改性木质纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海，汪杰，文胜，龚春丽，程凡，汪广进，郑根稳，
申请(专利权)人：湖北工程学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42