一种木塑复合材料用润滑剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于木塑复合材料技术领域，公开了一种木塑复合材料用润滑剂及其制备方法和应用。该木塑复合材料用润滑剂由以下质量份的原料反应得到：40～80份高级脂肪醇、5～25份润滑剂、10～30份马来酸酐和/或马来酸酐接枝聚合物、3～9份无机填料、2～10份高分子分散剂；所述高级脂肪醇由以下方法制备得到：将植物油在铜铬催化剂催化下，250～320℃，8～15MPa氢化裂解4～8h，分离，得到高级脂肪醇。本发明专利技术的润滑剂兼具偶联剂和润滑剂作用，有效提高树脂与填料的相容性及制品的力学性能；具有高温润滑性和低温防粘性，应用于木塑复合材料可提高外观质量、拉伸强度和冲击强度，制备方法不使用有机溶剂，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于木塑复合材料
，特别涉及。
技术介绍
木塑复合材料(WPC)是由木粉或木纤维和热塑性聚合物复合，通过熔融加工成型而形成的具有新的结构和优异综合性能的新型材料，具有较好的耐候性、耐微生物性、可回收、可生物降解、环境友好等优点，在建筑、家具、装饰、运输和汽车内衬等领域显示出独特的优势并得到了迅速发展。今年随着全球资源日趋枯竭，社会环境意识日渐高涨，对木材和石化产品应用提出了更高要求。在这样的背景下，木塑复合材料这种既能发挥材料中各组分的优点，克服木材料强度低、变异性大及有机材料弹性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用废弃的木材和塑料，减少环境污染。因此，提高木塑复合材料附加值的产品愈来愈受到人们广泛关注。商业化WPC产品的木质纤维填充量在40?60%，甚至超过70 %。高的木质纤维填充量造成了 WPC挤出加工困难，主要表现为不稳定流动及表面撕裂等现象的出现。由此导致产品质量差，加工效率低，通常需加入偶联剂、润滑剂、光稳定剂、吸水剂、抗菌剂等添加剂，其中最主要的为偶联剂和润滑剂。为降低木纤维吸水性，提高木纤维与塑料间相容性与分散性，使复合材料力学性能提高，偶联剂的加入必不可少。而为减少物料与加工设备之间的摩擦，改善熔体流动性，提高制品的表面质量和生产效率，WPC加工企业在实际生产过程中都会考虑添加润滑剂。和标准塑料相比，WPC要使用大约2倍的润滑剂。50?60%木纤维含量的HDPE润滑剂用量可为4?5%，而相同的木塑/PP复合材料一般用量为I?2%。因此开发和生产出高效复合型添加剂是当下木塑复合材料领域的趋势。为在保证纤维高填充量的前提下，确保WPC的高加工流动性、树脂与木粉之间的良好相容性以达到最佳力学性能，最终用较低生产成本生产出具有较高使用性能的WPC制品，本专利技术开发了一种应用于木塑复合材料的润滑剂，该添加剂兼具偶联剂和润滑剂作用，大大提高了树脂与填料的相容性和制品的力学性能，显著改善了加工性能和表面质量。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种木塑复合材料用润滑剂。本专利技术的润滑剂为改性的高级脂肪醇，其存在的极性基团对聚合物树脂具有优异的加工润滑作用和低温防粘结作用；其分子可以插入聚合物树脂内部，降低树脂分子间的相互作用，起到内润滑作用，其分子由树脂内部迀移到表面，减少树脂粒子间、树脂熔体与加工设备间的相互摩擦，起到外润滑作用，兼具内外润滑作用，可有效提高树脂与填料的相容性及制品的力学性能。本专利技术另一目的在于提供一种上述木塑复合材料用润滑剂的制备方法。本专利技术再一目的在于提供上述木塑复合材料用润滑剂在PVC、PE、PP、PS或ABS树脂的木塑复合材料中的应用。本专利技术的目的通过下述方案实现:一种木塑复合材料用润滑剂，由以下质量份的原料反应得到:40?80份高级脂肪醇、5?25份润滑剂、10?30份马来酸酐和/或马来酸酐接枝聚合物、3?9份无机填料、2?10份高分子分散剂；所述高级脂肪醇由以下方法制备得到:将植物油在铜铬催化剂催化下，250?320°C，8?15MPa氢化裂解4?8h，分离，得到高级脂肪醇。所述的植物油可包括椰油、花生油、菜籽油、玉米油等，原料易得且环保。所述的马来酸酐接枝聚合物包括马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MA)，马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)，马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物(SEBS-g-MA)等。本专利技术所用马来酸酐接枝聚合物添加到木塑复合材料可以显著提高材料的力学性能，也是一种最行之有效的界面相容剂。上述氢化裂解反应结束后，得到上层为产物、下层为催化剂的体系，将上层油状物分离、水洗、干燥后，减压蒸馏，离心取上清液，即得到纯化后的产物高级脂肪醇。上述铜铬催化剂的用量为催化量即可，可为每90?99质量份植物油加入I?10质量份铜铬催化剂。所用的铜铬催化剂并无特别限制，为本领域常用的即可，反应完成后无需经任何处理可直接循环使用。所述的高分子分散剂并无特别限制，主要为高分子聚电解质类分散剂，如聚丙烯酸(PAA)及其盐类、聚甲基丙烯酸(PMAA)及其盐类，苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)的铵土卜笔ΠΤΤ.-rf* O所述的润滑剂可为任意本领域常用的润滑剂，如石蜡、聚乙烯石蜡、有机硅等，优选为石蜡。所述的无机填料可为任意本领域常用的无机填料，如碳酸钙、滑石粉、云母粉、硅灰石和硅藻土等，优选为碳酸钙。本专利技术还提供了一种上述木塑复合材料用润滑剂的制备方法，包括以下步骤:将40?80质量份高级脂肪醇、5?25质量份润滑剂、10?30质量份马来酸酐或马来酸酐接枝聚合物、3?9质量份无机填料混合，加热，再加入2?10质量份高分子分散剂，混合反应，得到木塑复合材料用润滑剂。所述加热优选加热至120?200°C。上述混合反应的时间优选为4?8h，上述反应优选在密闭反应釜中进行。本专利技术以氢化裂解得到的高级脂肪醇为主要原料，通过润滑剂、马来酸酐或其接枝聚合物、无机填料、高分子扩散剂改性，制备得到综合性能优异的木塑复合材料用润滑剂，为浅黄色蜡状物，兼具偶联剂和润滑剂作用，可提高木纤维与塑料之间的相容性，从而使得材料的力学性能提高，且具有高温润滑性和低温防粘性，并保持内外润滑两种效果，可广泛应用于PVC、PE、PP、PS或ABS树脂的木塑复合材料中。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果:本专利技术以植物油为主要原料，通过铜铬催化剂催化加氢制备得到高级脂肪醇，所用原料广泛易得，方法简单，所用催化剂可重复使用。通过对高级脂肪醇进行改性，使其兼具偶联剂和润滑剂作用，得到的脂肪醇类润滑剂存在的极性基团对聚合物树脂具有优异的加工润滑作用和低温防粘结作用；其分子可以插入聚合物树脂内部，降低树脂分子间的相互作用，起到内润滑作用，其分子由树脂内部迀移到表面，减少树脂粒子间、树脂熔体与加工设备间的相互摩擦，起到外润滑作用，兼具内外润滑作用，可有效提高树脂与填料的相容性及制品的力学性能；具有高温润滑性和低温防粘性，应用于木塑复合材料可提高制品的外观质量、拉伸强度和冲击强度。且本专利技术制备方法无需使用任何有机溶剂，绿色环保。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。下列实施例中，各性能参数的测试方法如下:(I)根据GB/T1040-92《塑料拉伸性能标准测试方法》测定PVC木塑复合材料制品的拉伸强度。将本专利技术的木塑复合材料专用润滑剂应用于PVC木塑复合材料，拉伸强度最尚可提尚32%。(2)根据ASTM-D 790-2008《塑料弯曲性能标准测试方法测定PVC木塑复合材料制品的弯曲强度。将本专利技术的木塑复合材料专用润滑剂应用于PVC木塑复合材料，弯曲强度最尚可提尚29%。润滑剂的组成和含量对聚合物木塑复合材料的作用效果不同，本专利技术将不同组成和含量制备得到的木塑复合材料专用润滑剂添加到PVC和木粉以1:1混合的PVC木塑复合材料中，比较其前后效果。实施例1:木塑复合材料用润滑剂的制备(I)高级脂肪醇的制备:在高压反应釜中加入90g植物油和1g铜铬催化剂，装好密封，加热至320°C，通氢气于SMPa条件下进行氢化裂解，保温反应5小时。反应结束后，分离出油层，水洗、干燥，减压蒸馏，离心取上清液，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木塑复合材料用润滑剂，其特征在于由以下质量份的原料反应得到：40～80份高级脂肪醇、5～25份润滑剂、10～30份马来酸酐和/或马来酸酐接枝聚合物、3～9份无机填料、2～10份高分子分散剂；所述高级脂肪醇由以下方法制备得到：将植物油在铜铬催化剂催化下，250～320℃，8～15MPa氢化裂解4～8h，分离，得到高级脂肪醇。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少北，
申请(专利权)人：广州再森新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44