一种高相容性的仿石材木塑复合板材及制备方法技术

本发明专利技术属于复合板材制备的技术领域，提供了一种高相容性的仿石材木塑复合板材及制备方法。该方法将大理石粉分散于四氟乙烯单体、六氟丙烯单体，在进行聚合反应生成氟化乙烯‑丙烯共聚物的过程中均匀包覆于木质植物纤维粉的表面，再与聚氯乙烯树脂、增塑剂及抗氧剂共混挤出，即可制得高相容性的仿石材木塑复合板材。与传统方法相比，本发明专利技术的制备的木塑复合板材，植物纤维与热塑性塑料复合体系的均匀性和界面相容性好，力学性能优异，并且制备过程简单，成本低廉，效率高而效果好，适合规模化推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高相容性的仿石材木塑复合板材及制备方法
本专利技术属于复合板材制备的
，提供了一种高相容性的仿石材木塑复合板材及制备方法。
技术介绍
近几年来，全球森林资源日趋枯竭，环境保护意识日渐高涨，对木材的应用也提出了更高的要求。为了节约资源，提高木材与塑料的利用率，克服塑料和木材行业面临的难题，提高农村废弃物和固体垃圾的利用，一种将天然木材与废旧热塑性塑料合成而得到的新材料—木塑复合材料以其优异的性能得到越来越广泛的使用。木塑复合材料是利用木粉、竹粉、果壳粉或农作物秸秆粉和塑料树脂或废旧塑料为主要原料，经高温混合、成型加工而制得的一种新型环保复合材料。木塑复合材料可以防虫蛀、抗腐蚀，无须防腐处理进而减少环境污染，而且可以被加工成各种空心型材，因此木塑复合材料被广泛应用于许多领域，是最具潜力的一种新型材料。不但可有效的解决单一材料的某些性能缺陷，而且这些木塑复合材料在建筑、工程领域的广泛应用对于解决废弃塑料的回收利用、长期利用问题也是一条十分有效的途径，也是解决环保问题，降低白色污染的有效方式。木塑复合材料的开发与应用，具有良好的社会和经济效益。目前木塑复合材料研究难点是：强极性植物纤维与非极性热塑性塑料均匀混合，提高植物纤维在复合材料中的含量及降低生产成本等问题，这些问题的解决直接影响成品材料的力学和其他物理化学性能。因此，改善该复合体系混合的均匀性及界面相容性，从而提高材料的各项物理化学性能是制备优良木塑复合材料的关键。目前国内外在木塑复合材料制备，尤其是提高木塑复合材料体系的界面相容性方面已取得了一定成效。其中许超群专利技术了一种轻质PE木塑复合材料的制备方法（中国专利技术专利申请号201710288795.4），取100份剑麻渣加入球磨搅拌机，再加入3~6份季戊四醇硬脂酸酯，在转速为100~150r/min下搅拌20~30min，得到改性纤维；将上述改性纤维加入搅拌机，再加入60~80份PE塑料、10~20份岩棉纤维、酚醛树脂5~10份、1~3份抗氧化剂、1~3份阻燃剂，混合均匀，得得混合物料；将混合物料加入热压定型机，即可得到成型木塑复合材料；成型木塑复合材料自然冷却至室温，即可得到木塑复合材料；该专利技术制备的木塑复合材料不仅耐老化、耐热性能好，PE塑料与剑麻纤维的相容性好，界面相互作用力增强，提高了木塑复合材料的力学性能，而且加工的木塑复合材料密度小，重量轻，使用方便。另外，梅庆波等人专利技术了一种木塑地板的制备方法（中国专利技术专利申请号201610990432.0），首先以黄蜀葵秸秆为原料，经微生物降解改性处理后得到预处理黄蜀葵纤维，其中黄孢原毛平革菌可以降解木质素，从而使纤维素含量增加，并且可以对纤维素改性，使其强度增强，与塑料间的粘合力增强，再利用丙烯酸乙酯柔性物质其进行改性，改善纤维素的脆性，接着将聚氯乙烯树脂、硬脂酸锌等物质反应，得到树脂混合液，最后再与自制的浆料等物质进行混合热压，得到木塑地板，甲基硅酸钠可以在地板表面形成一层防水膜，增强地板的耐水性，该专利技术制备的木塑地板不易断裂、耐磨性能好，延长了木塑地板的使用寿命。可见，现有技术中的木塑复合材料中植物纤维与热塑性塑料相容性差，使得材料的力学性能差，影响正常适用范围；而传统的化学改性方法过程复杂，条件苛刻，效率低下，成本高昂，效果不理想。
技术实现思路
针对这种情况，本专利技术提出一种高相容性的仿石材木塑复合板材及制备方法，从而有效提高了植物纤维与热塑性塑料的界面相容性，改善了材料的力学性能，并且工艺简单，效率高而效果好。为实现上述目的，本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种高相容性的仿石材木塑复合板材的制备方法，将大理石粉分散于四氟乙烯单体、六氟丙烯单体，在进行聚合反应生成氟化乙烯-丙烯共聚物的过程中，均匀包覆于木质植物纤维粉的表面，再与聚氯乙烯树脂、增塑剂及抗氧剂共混挤出，即可制得高相容性的仿石材木塑复合板材，制备的具体步骤如下：（1）将木质植物纤维粉碎，得到径长为10~100μm的纤维粉，并加入高速混合机中，然后加入碱液，经高速混合、干燥处理后，得到表面活化的木质植物纤维粉；其中：木质植物纤维25~35重量份、碱液65~75重量份；（2）将步骤（1）得到的表面活化的木质植物纤维粉加入反应釜中，然后将大理石粉分散于四氟乙烯单体、六氟丙烯单体、引发剂、催化剂，升温进行聚合反应，制得疏水性的氟化乙烯-丙烯共聚物均匀包覆的改性纤维粉；其中：大理石粉5-10份、木质植物纤维粉66~72.5重量份、四氟乙烯单体12~15重量份、六氟丙烯单体15~18重量份、引发剂0.2~0.5重量份、催化剂0.3~0.5重量份；（3）将步骤（2）制得的氟化乙烯-丙烯共聚物包覆的改性纤维粉粉碎为径长200~1000μm，然后与聚氯乙烯树脂、增塑剂及抗氧剂混合搅拌，加入双螺杆挤出机中挤出压延得到高相容性的木塑板材；其中：氟化乙烯-丙烯共聚物包覆的改性纤维粉35~50重量份、聚氯乙烯树脂48~64重量份、增塑剂0.7~1.4重量份、抗氧剂0.3~0.6重量份。优选的，步骤（1）所述碱液为氢氧化钠与碳酸钠的混合溶液，总浓度不超过2g/L。优选的，步骤（1）所述高速混合的温度为50~65℃，转速为60~80r/min，时间为7~15min。优选的，步骤（2）所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的至少一种。优选的，步骤（2）所述催化剂为茂金属催化剂，其中的过渡金属为锆、钛或稀有金属，配位体为茂基、茆基、茚基中的一种。优选的，步骤（2）所述聚合反应的温度为110~130℃，压力为0.3~0.6MPa，时间为1~3h。优选的，步骤（3）所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种。优选的，步骤（3）所述抗氧剂为二异辛基二硫代磷酸钼、氨基甲酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸钼中的至少一种。木质植物纤维为无机亲水性结构，表面为无机基团，反应活性低，与聚氯乙烯基体树脂的相容性很差。木质植物纤维经过碱处理后，可明显改变表面蛋白质或纤维的结构，改变色素的表面电荷。脱氢丙氨酸还可与精氨酸、组氨酸、苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸和色氨酸残基之间通过缩合反应形成天然蛋白质中不存在的衍生物，使肽链间产生共价交联。因此，碱处理后的木质植物纤维粉具有更强的亲油性，且表面反应活性增大。再者，四氟乙烯和六氟丙烯单体共聚时，大理石富镍分散于其中形成均匀的分散体，并且氟化端可与木质植物纤维粉的表面发生接枝反应，形成化学键合，乙烯端和丙烯端则发生共聚，从而实现包覆，得到的共聚物为核壳结构，核为与氟化端连接的木质植物纤维粉，壳为高疏水性的乙烯-丙烯共聚端。在与聚氯乙烯基体树脂共混并挤出时，可显著改善混合的均匀性及界面的相容性。具有优秀的仿石材性。本专利技术还提供一种上述制备方法制备得到的高相容性的仿石材木塑复合板材。该方法将大理石粉分散于四氟乙烯单体、六氟丙烯单体，在进行聚合反应生成氟化乙烯-丙烯共聚物的过程中均匀包覆于木质植物纤维粉的表面，再与聚氯乙烯树脂、增塑剂及抗氧剂共混挤出，压延即可制得高相容性的仿石材木塑复合板材。与传统方法相比，本专利技术的制备的木塑复合板材，植物纤维与热塑性塑料复合体系的均匀性和界面相容性好，力学性能优异，并且制备过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高相容性的仿石材木塑复合板材的制备方法，其特征在于，将大理石粉分散于四氟乙烯单体、六氟丙烯单体，在进行聚合反应生成氟化乙烯‑丙烯共聚物过程中，均匀包覆于木质植物纤维粉的表面，再与聚氯乙烯树脂、增塑剂及抗氧剂共混挤出，即可制得高相容性的仿石材木塑复合板材，制备的具体步骤如下：（1）将木质植物纤维粉碎，得到径长为10~100μm的纤维粉，并加入高速混合机中，然后加入碱液，经高速混合、干燥处理后，得到表面活化的木质植物纤维粉；其中：木质植物纤维25~35重量份、碱液65~75重量份；（2）将步骤（1）得到的表面活化的木质植物纤维粉加入反应釜中，然后将大理石粉分散于入四氟乙烯单体、六氟丙烯单体、引发剂、催化剂，升温进行聚合反应，制得疏水性的氟化乙烯‑丙烯共聚物均匀包覆的改性纤维粉；其中：大理石粉5‑10份、木质植物纤维粉66~72.5重量份、四氟乙烯单体12~15重量份、六氟丙烯单体15~18重量份、引发剂0.2~0.5重量份、催化剂0.3~0.5重量份；（3）将步骤（2）制得的氟化乙烯‑丙烯共聚物包覆的改性纤维粉粉碎为径长200~1000μm，然后与聚氯乙烯树脂、增塑剂及抗氧剂混合搅拌，加入双螺杆挤出机中挤出压延得到高相容性的木塑板材；其中：氟化乙烯‑丙烯共聚物包覆的改性纤维粉35~50重量份、聚氯乙烯树脂48~64重量份、增塑剂0.7~1.4重量份、抗氧剂0.3~0.6重量份。...

【技术特征摘要】
1.一种高相容性的仿石材木塑复合板材的制备方法，其特征在于，将大理石粉分散于四氟乙烯单体、六氟丙烯单体，在进行聚合反应生成氟化乙烯-丙烯共聚物过程中，均匀包覆于木质植物纤维粉的表面，再与聚氯乙烯树脂、增塑剂及抗氧剂共混挤出，即可制得高相容性的仿石材木塑复合板材，制备的具体步骤如下：（1）将木质植物纤维粉碎，得到径长为10~100μm的纤维粉，并加入高速混合机中，然后加入碱液，经高速混合、干燥处理后，得到表面活化的木质植物纤维粉；其中：木质植物纤维25~35重量份、碱液65~75重量份；（2）将步骤（1）得到的表面活化的木质植物纤维粉加入反应釜中，然后将大理石粉分散于入四氟乙烯单体、六氟丙烯单体、引发剂、催化剂，升温进行聚合反应，制得疏水性的氟化乙烯-丙烯共聚物均匀包覆的改性纤维粉；其中：大理石粉5-10份、木质植物纤维粉66~72.5重量份、四氟乙烯单体12~15重量份、六氟丙烯单体15~18重量份、引发剂0.2~0.5重量份、催化剂0.3~0.5重量份；（3）将步骤（2）制得的氟化乙烯-丙烯共聚物包覆的改性纤维粉粉碎为径长200~1000μm，然后与聚氯乙烯树脂、增塑剂及抗氧剂混合搅拌，加入双螺杆挤出机中挤出压延得到高相容性的木塑板材；其中：氟化乙烯-丙烯共聚物包覆的改性纤维粉35~50重量份、聚氯乙烯树脂48~64重量份、增塑剂0.7~1.4重量份、抗氧剂0.3~0.6重量份。2.根据权利要求1所述一种高相容...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，昝航，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51