一种木塑复合可降解复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种木塑复合可降解复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种木塑复合可降解复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子复合材料
，具体地，涉及一种木塑复合可降解复合材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]木塑复合材料是利用聚乙烯
、
聚丙烯和聚氯乙烯等为基体，与木粉
、
稻壳
、
秸秆等废天然材料结合，经挤压
、
模压
、
注射成型等塑料加工工艺生产出的复合材料，其主要用于建材
、
家具
、
物流包装等行业
。
[0003]聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物，其原料使用可再生的植物资源所提出的淀粉原料制成，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，其来源和后处理极其环保，具有深远的研究意义
。
[0004]现有技术中也有大量报道将聚乳酸应用到木塑材料中，获得高降解性的复合材料，如中国专利
CN111205583B、CN114381043B
等，通过工艺调整和配方设计获得具有良好的性能的复合材料；但是，普遍存在如下缺陷：聚乳酸木粉复合材料的整体力学性能不高，其主要原因是聚乳酸分子结构规整，本身的脆性大，混入的木粉相当于内部缺陷，在受外力作用时易裂纹，另外，聚乳酸基体的玻璃化温度低，在受热受力作用下易变形，限制了聚乳酸木塑复合材料的应用
。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种木塑复合可降解复合材料及其制备方法
。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种木塑复合可降解复合材料，按照重量份计包括如下原料：耐温改性
PLA 60
‑
70
份
、
木粉
24
‑
32
份
、
木质纤维素8‑
15
份
、
偶联剂
KH580 0.9
‑
1.2
份
、
微粉填料5‑8份
、
润滑剂1‑
1.5
份和脱模剂
0.6
‑
0.9
份
。
[0007]进一步地，木粉的细度为
80
‑
100
目，木质素纤维的长度为1‑
3mm。
[0008]进一步地，微粉填料由轻质碳酸钙和滑石粉混合而成，细度均不低于
1000
目
。
[0009]进一步地，润滑剂为硬脂酸钙，脱模剂为石蜡
。
[0010]所述耐温改性
PLA
由以下方法制备：步骤
A1
：将丁烯二醇和四氢呋喃混匀，用盐酸调节
pH
值至4‑5，水浴控制温度为
35
‑
50℃
，施加
200
‑
300rpm
机械搅拌，缓慢加入环氧氯丙烷，控制加入反应时间为
2.2
‑
2.8h
，反应结束加入氢氧化钠溶液，减压旋蒸脱除四氢呋喃和水分，过滤脱除不溶物，得到环氧中间体；进一步地，丁烯二醇
、
环氧氯丙烷
、
氢氧化钠和四氢呋喃的用量比为
0.1mol
：
0.21
‑
0.22mol
：
5.5
‑
7g
：
45
‑
55mL
，弱酸性条件下，环氧氯丙烷和丁烯二醇开环反应，之后在强碱性下开环产物闭环，形成端环氧基封端
。
[0011]步骤
A2
：将氨基硅油和二甲基亚砜混匀稀释，通入氮气保护，水浴控制温度为5‑
10℃
，施加
20
‑
28kHz
超声震荡，缓慢加入环氧中间体，控制加入反应时间为
30
‑
50min
，之后向反应液中加入甲醇混匀，减压旋蒸脱除二甲基亚砜和甲醇，得到改性剂；进一步地，环氧中间体和氨基硅油的环氧基和氨基的摩尔比为
1:1.55
‑
1.62
，氨基硅油选自小分子硅油，二甲基亚砜为氨基硅油质量的
0.5
‑
0.7
倍，甲醇为反应液质量的
0.1
‑
0.15
倍，氨基硅油和环氧化合物开环反应并以过量氨基封端，形成嵌段低聚物
。
[0012]步骤
A3
：将乳酸
、
对甲苯磺酸和氯化亚锡混合，升温至
125
‑
135℃
脱水预聚
1.8
‑
2.4h
，再加入改性剂和四异丙氧基钛混合，减压至
500Pa
以下，继续升温至
160
‑
175℃
，恒温反应6‑
7h
，反应结束出料冷却粉碎，得到耐温改性
PLA
；进一步地，乳酸
、
改性剂
、
对甲苯磺酸
、
氯化亚锡和四异丙氧基钛的用量比为
1mol
：
4.5
‑
5.8g
：
60
‑
80mg
：
20
‑
25mg
：
0.16
‑
0.2g
，乳酸在对甲苯磺酸和氯化亚锡的促进下脱水聚合，形成线性低分子量聚乳酸，之后在四异丙氧基钛的催化下进行胺酯交换，形成改性剂和聚乳酸嵌段聚合物
。
[0013]一种木塑复合可降解复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤
S1
：将木粉
、
木质素纤维和微粉填料预混，偶联剂
KH580
用
20
倍质量的乙醇溶液稀释后与预混物在氮气保护下拌匀，之后用循环热氮气烘干
、
打散，得到复合填料；步骤
S2
：将复合填料与其他原料高速混合，之后挤出造粒，其中，挤出机的料筒温度依次设置为：一区
100
‑
110℃
，二区
115
‑
125℃
，三区
120
‑
130℃
，四区
110
‑
120℃
，模头温度为
100
‑
110℃
，即得到木塑复合可降解复合材料
。
[0014]本专利技术的有益效果：本专利技术自制一种耐温改性
PLA
，将其和木粉及纤维结合，制备出具有良好综合性能和高降解性的复合材料，该耐温改性
PLA
由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种木塑复合可降解复合材料，其特征在于，按照重量份计包括：耐温改性
PLA 60
‑
70
份
、
木粉
24
‑
32
份
、
木质纤维素8‑
15
份
、
偶联剂
KH580 0.9
‑
1.2
份
、
微粉填料5‑8份
、
润滑剂1‑
1.5
份和脱模剂
0.6
‑
0.9
份；所述耐温改性
PLA
由以下方法制备：步骤
A1
：将丁烯二醇和四氢呋喃混匀，用盐酸调节
pH
值至4‑5，水浴控制温度为
35
‑
50℃
，搅拌并缓慢加入环氧氯丙烷，控制加入反应时间为
2.2
‑
2.8h
，反应结束加入氢氧化钠溶液，减压旋蒸脱除四氢呋喃和水分，过滤脱除不溶物，得到环氧中间体；步骤
A2
：将氨基硅油和二甲基亚砜混匀稀释，通入氮气保护，水浴控制温度为5‑
10℃
，施加
20
‑
28kHz
超声震荡，缓慢加入环氧中间体，控制加入反应时间为
30
‑
50min
，之后向反应液中加入甲醇混匀，减压旋蒸脱除二甲基亚砜和甲醇，得到改性剂；步骤
A3
：将乳酸
、
对甲苯磺酸和氯化亚锡混合，升温至
125
‑
135℃
脱水预聚
1.8
‑
2.4h
，再加入改性剂和四异丙氧基钛混合，减压至
500Pa
以下，继续升温至
160
‑
175℃
，恒温反应6‑
7h
，反应结束出料冷却粉碎，得到耐温改性
PLA。2.
根据权利要求1所述的一种木塑复合可降解复合材料，其特征在于，丁烯二醇
、
环氧氯丙烷
、
氢氧化钠和四氢呋喃的用量比为
0.1mol
：
0.21
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，季金平，沈凯翔，
申请(专利权)人：上海宝柏新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：