一种连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种塑木复合材料及其制备方法和共挤模具，是一种连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料及其制备方法，按重量百分比由以下组分组成：聚烯烃塑料２０－８０％，木纤维０－８０％，矿物填充物０－８０％，润滑剂０－１０％，抗氧化剂０－５％，紫外线吸收剂０－５％，偶联剂０－１０％，颜料０－１０％，增强纤维０－３０％；增强纤维为表面改性或未改性玻璃纤维、麻纤维或棕榈纤维；增强纤维沿聚烯烃塑木复合材料长度方向连续延伸，数量至少为一束。本发明专利技术使增强纤维连续延伸的分布在聚烯烃塑木型材中，当塑木型材在使用过程中受力时，连续延伸的纤维可以将局部受力迅速传递至型材整体，从而大幅提高塑木型材的强度和抗冲击性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种塑木复合材料及其制备方法，具体的说是一种连续长纤维增强聚 烯烃塑木复合材料及其制备方法。
技术介绍
塑木复合材料是一种新兴的环保、低碳的复合材料。主要采用回收塑料和农林废 弃物作为原料，加工成为铺板、护栏围栏或者室内外装饰。但是由于塑木复合材料的力学性 能较低，无法广泛用于建筑领域，特别是受力件或者结构件。国内外对于纤维增强塑料已经有了很多的报道和相关专利，但是玻纤在产品中的 分布均为非连续相，产品受力时仍然是局部受力。如长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备 方法(申请号200810020936. 5)，是将长玻璃纤维浸渍在聚丙烯中切粒后使用，其缺点是玻 璃纤维仍然是非连续状态，对于产品的增强效果相对于连续纤维增强较差，玻璃纤维在产 品后续加工过程中会被继续剪断，同时对加工设备存在磨损。另外，普通的玻璃纤维增强材 料在回收时难度较大，玻璃纤维很难从材料中分离。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对以上现有技术存在的缺点，提出一种连续长 纤维增强聚烯烃塑木复合材料及其制备方法，可以大幅增强塑木复合材料的力学性能，拓 展塑木复合材料的应用领域。本专利技术解决以上技术问题的技术方案是一种连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，按重量百分比由以下组分组成聚烯烃塑 料20-80%，木纤维0-80%，矿物填充物0-80%，润滑剂0_10%，抗氧化剂0_5%，紫外线吸收剂 0-5%,偶联剂 0-10%，颜料 0-10%,增强纤维0-30% ；增强纤维为表面改性或未改性玻璃纤维、麻纤维或棕榈纤维；增强纤 维沿聚烯烃塑木复合材料长度方向连续延伸，数量至少为一束。本专利技术使增强纤维连续延伸的分布在聚烯烃塑木型材中，当塑木型材在使用过程 中受力时，连续延伸的纤维可以将局部受力迅速传递至型材整体，从而大幅提高塑木型材 的强度和抗冲击性。另外，增强纤维使用麻纤维或棕榈纤维，环保性更强；特别是棕榈纤维， 既能保证纤维的强度，又能保证环保性。本专利技术连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料的制备方法，按以下步骤进行 ⑴混料将聚烯烃塑料颗粒、木纤维、矿物填充、润滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，偶联剂和颜料按比例倒入混料机混合3-5分钟；⑵造粒将混合均勻后的原料加入平行双螺杆挤出机进行配混造粒，得到塑木粒料； ⑶挤出将塑木粒料加入挤出机，熔融后经模具挤出；骤⑶中，塑木粒料熔融后经模 具挤出的同时在模具侧向加入连续增强纤维，控制挤出机机身温度、模具温度和挤出速 度，使得塑木材料在成型的同时包覆玻纤一起挤出；机身温度为100-200°C，模具温度为100-200°C，挤出速度为 100-1000mm/min。本明科学的将增强纤维在模具侧向同时加入，使其与塑木粒料一起挤出，形成“共 挤”，可以保证增强纤维在塑木材料中连续延伸而不被剪断，达到提高塑木型材的强度和抗 冲击性的目的。另外，机身温度控制在100-200°C，模具温度控制在100-200°C，挤出速度控 制在lOO-lOOOmm/min，机身温度的设定主要是基于塑木复合材料的熔点，使塑木复合材料 充分熔融，促进木纤维在塑料中的分散，通过模具温度的控制使塑木复合材料在经模具挤 出时，一方面具有良好的结构保持能力，另一方面又可以包覆连续长纤维，使长纤维均勻的 分散在塑木型材中，提高增强效果，保证产品挤出的连续性。挤出速度过慢，生产效率低， 而挤出速度过快则导致连续长纤维与塑木材料的结合不紧密，很容易在使用中出现脱丝现 象。本专利技术进一步限定的技术方案是前述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，木纤维为杨木粉、稻壳粉或竹粉，主要来 源于木材、竹材加工厂及大米加工厂中的废弃物磨粉，细度为20目-200目；矿物填充为碳 酸钙或滑石粉，来源于化工厂或石材加工场，细度为100目-2000目。前述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，纤维规格为200-4800Tex。前述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，增强纤维排布在聚烯烃塑木复合材 料的靠近表层处，这样可以提高增强效果。具体可以为以下技术方案聚烯烃塑木复合材料 型材截面为矩形，增强纤维沿型材宽度方向排布至少一排；可根据型材截面调整纤维的排 布方式。如型材厚度较小，可沿型材宽度方向排布一排纤维；如型材厚度较大，可沿型材宽 度方向排布数排纤维。聚烯烃塑木复合材料型材截面为异形(非矩形)，增强纤维沿型材外 沿形状排列。聚烯烃塑木复合材料型材为空心体，增强纤维在型材表层或支撑筋中排列。前述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，矿物填充物是滑石粉、碳酸钙或硅 灰石中的一种或几种混；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，PE蜡，褐煤酸，硬脂酸钙，硬脂酸中的 一种或几种混合；抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其 中亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按重量比1:0. 3 1:0. 7组成。前述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料的制备方法，步骤⑵中，平行双螺杆 加工温度 100-300°C，转速 100-400r/min。具体实施例方式实施例一一种连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，按重量百分比由以下组分组成聚烯烃塑 料50%，木纤维10%，矿物填充物12%，润滑剂1%，抗氧化剂5%，紫外线吸收剂1%，偶联剂10%， 颜料1%，增强纤维10% ；增强纤维为表面改性或未改性玻璃纤维、麻纤维或棕榈纤维；增强 纤维沿聚烯烃塑木复合材料长度方向连续延伸，数量至少为一束。木纤维为杨木粉、稻壳粉或竹粉，主要来源于木材、竹材加工厂及大米加工厂中的 废弃物磨粉，细度为20目；矿物填充为碳酸钙或滑石粉，来源于化工厂或石材加工场，细度 为100目。连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，纤维规格为200Tex。增强纤维排布在聚烯烃塑木复合材料的靠近表层处，这样可以提高增强效果。具体可以为以下技术方案聚烯烃塑木复合材料型材截面为矩形，增强纤维沿型材宽度方向 排布至少一排；可根据型材截面调整纤维的排布方式。如型材厚度较小，可沿型材宽度方向 排布一排纤维；如型材厚度较大，可沿型材宽度方向排布数排纤维。聚烯烃塑木复合材料型 材截面为异形(非矩形)，增强纤维沿型材外沿形状排列。聚烯烃塑木复合材料型材为空心 体，增强纤维在型材表层或支撑筋中排列。矿物填充物是滑石粉、碳酸钙或硅灰石中的一种或几种混；润滑剂为乙撑双硬脂 酰胺，PE蜡，褐煤酸，硬脂酸钙，硬脂酸中的一种或几种混合；抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧 剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其中亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按重量 比1:0. 3组成。连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料的制备方法，按以下步骤进行⑴混料将聚烯烃塑料颗粒、木纤维、矿物填充、润滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，偶联 剂和颜料按比例倒入混料机混合3分钟；⑵造粒将混合均勻后的原料加入平行双螺杆挤出机进行配混造粒，得到塑木粒料，平 行双螺杆加工温度300°C，转速lOOr/min ；⑶挤出将塑木粒料加入挤出机，熔融后经模具挤出，塑木粒料熔融后经模具挤出的 同时在模具侧向加入连续增强纤维，控制挤出机机身温度、模具温度和挤出速度，使得塑木 材料在成型的同时包覆玻纤一起挤出；机身温度为100°C，模具温度为100°C，挤出速度为 100mm/mino实施例二一种连续长纤维增强聚烯烃塑木复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，其特征在于：按重量百分比由以下组分组成：聚烯烃塑料　２０－８０％木纤维　０－８０％矿物填充物　０－８０％润滑剂　０－１０％抗氧化剂　０－５％紫外线吸收剂　０－５％偶联剂　０－１０％颜料　０－１０％增强纤维　０－３０％所述增强纤维为表面改性或未改性玻璃纤维、麻纤维或棕榈纤维；所述增强纤维沿聚烯烃塑木复合材料长度方向连续延伸，数量至少为一束。

【技术特征摘要】
1. 一种连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，其特征在于按重量百分比由以下组分组成聚烯烃塑料20-80%木纤维0-80%矿物填充物0-80%润滑剂0-10%抗氧化剂0-5%紫外线吸收剂0-5%偶联剂0-10%颜料0-10%增强纤维0-30%所述增强纤维为表面改性或未改性玻璃纤维、麻纤维或棕榈纤维；所述增强纤维沿聚烯烃塑木复合材料长度方向连续延伸，数量至少为一束。2.如权利要求1所述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，其特征在于所述木纤 维为杨木粉、稻壳粉或竹粉，细度为20目-200目；所述矿物填充为碳酸钙或滑石粉，细度为 100 目-2000 目。3.如权利要求1所述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，其特征在于所述增强 纤维规格为200-4800Tex。4.如权利要求1所述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，其特征在于所述增强 纤维排布在聚烯烃塑木复合材料的靠近表层处。5.如权利要求4所述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，其特征在于所述聚烯 烃塑木复合材料截面为矩形，所述增强纤维沿型材宽度方向排布至少一排。6.如权利要求4所述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，其特征在于所述聚烯 烃塑木复合材料截面为异形，所述增强纤维沿型材外沿形状排列。7.如权利要求4所述的连续长纤维增强聚烯烃塑木复合材料，其特征在于所述聚烯 烃塑木复合材料为空心体，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱方政，吴青林，杨英昌，闫武，梁君，
申请(专利权)人：南京聚锋新材料有限公司，南京聚隆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]