一种高强耐磨塑木复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于塑料与天然生物高分子的复合物， 具体涉及塑木复合材 料。 背景技术

塑木复合材料是一种新型环保复合材料， 它利用废弃的各种天然木 质纤维和回收塑料进行复配， 添加特种助剂， 经挤出制成的既似木材但 性能却大大优于木材的新型环保复合材料。 该种材料具有尺寸稳定性 好、 比强度高、 可反复回收利用等优点， 已被广泛用于室内外建筑、 运 输、 包装等领域。

正是由于塑木复合材料的众多优点， 使其市场增长速度很快， 急速 扩张的市场又为塑木复合材料更广泛的应用提 出了更高的性能要求。 如 在室外建筑、 运输、 包装等领域， 要求塑木材料具有较高的强度和较好 的耐磨性能， 同时在室外暴晒、 老化后仍具有较好的耐磨性， 以便提高 塑木材料的使用寿命。

目前， 增加塑木复合材料耐磨性的主要方法是向材料 中添加纳米晶 须填料、 硅或氟类添加剂等来提高其耐磨性能， 延长使用寿命。 但该类 填料一般价格较高，如按使用量添加，将对塑 木原料成本产生较大影响。 发明内容

本发明的目的是为了解决现有塑木复合材料存 在耐磨性能低， 生产 成本高的缺点， 而提供一种高强耐磨塑木复合材料， 并且还提供所述高 强耐磨塑木复合材料经济实用的制备方法。

本发明所述的高强耐磨塑木复合材料， 由包括以下重量份配比的组 分制得： 塑料 20 ~ 35份、 天然木质纤维 20 ~ 70份、 阻燃剂 5 ~ 45份、 增容剂 1 ~ 10份、 润滑剂 0. 1 ~ 3份、 增塑剂 0. 5 ~ 3份、 增强耐磨填料 说 明 书

5 ~ 20份、 力口 助剂 0. 05 ~ 4份。

优选地， 上述塑料是聚乙烯、 聚丙烯、 聚氯乙烯、 聚苯乙烯、 丙烯 腈 -丁二烯-苯乙烯、 聚碳酸酯中的一种或几种的混合物。

优选地， 上述天然木质纤维为木粉、 秸秆、 稻糠、 竹粉中的一种或 几种的混合物。

优选地， 上述的阻燃剂为四苯基（双酚 -A )二騎酸酯、 间苯二酚双 (二苯基）磷酸酯、 聚磷酸铵、 磷酸三苯酯中的一种或几种的混合物。

优选地，上述增容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、 聚丙婦接枝马来酸酐、 ABS接枝马来酸酐、 聚苯乙婦接枝马来酸酐、 钛酸酯、 铝酸酯、 异氰酸 酯、 硅烷偶联剂中的一种或几种的混合物。

优选地， 上述的硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷、 六甲基二硅氧烷、 乙烯基三 （甲氧基乙氧基）硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷 。

优选地， 上述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、 乙撑双硬脂酰胺、 脂肪烃蜡或氧化聚乙烯。

优选地， 上述硬脂酸金属盐为硬脂酸钠、 硬脂酸钙或硬脂酸辞。 优选地， 上述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲 酸二丁酯。 优选地， 上述的增强耐磨填料为玻璃纤维、 碳纤维、 S i ₃ N ₄ 、 A1 ₂ 0 ₃ 、 Ti0 ₂ 、 S iC、 S i0 ₂ 、 Cu0、 Zn0、 氧化辞晶须、 碳酸 4丐中的一种或几种的混 合物。

优选地， 上述的增强耐磨填料为纤维材料、 超硬颗粒材料或超细材 料。

优选地， 上述加工助剂为抗氧剂、 着色剂中一种或几种的混合物。 优选地， 上述的抗氧剂为 2， 2' -亚甲基-双（4-甲基 -6-叔丁基苯 酚）、 抗氧剂 168、 抗氧剂 264、 抗氧剂 DLTP、 抗紫外剂 UV531中的一种 或几种的混合物。

优选地， 上述的着色剂为二氧化钛、 炭黑、 铁红、 铁黄、 钛青绿或 钬青蓝。

本发明所述高强耐磨塑木复合材料的制备方法 ， 其特征是， 所述的 制备方法为多层共挤方法， 包括以下步骤： 说 明 书

( 1 )按如下重量份配比取料： 塑料 20 ~ 35份、 天然木质纤维 20 ~ 70份、 阻燃剂 5 ~ 45份、 增容剂 1 ~ 10份、 润滑剂 0. 1 ~ 3份、 增塑剂 0. 5 ~ 3份、 加工助剂 0. 05 ~ 4份； 将塑料混炼 5 ~ 10分钟； 然后加入其 它组份， 并在高速混合机中充分混匀， 得到混合料一；

( 2 )按如下重量份配比取料： 塑料 20 ~ 35份、 天然木质纤维 20 ~ 70份、 阻燃剂 5 ~ 45份、 增容剂 1 ~ 10份、 润滑剂 0. 1 ~ 3份、 增塑剂 0. 5 ~ 3份、 增强耐磨填料 5 ~ 20份、 加工助剂 0. 05 ~ 4份； 将塑料混炼 5 ~ 10 分钟； 然后加入其它组份， 并在高速混合机中充分混匀， 得到混 合料二；

( 3 )分别将混合料一和混合料二用双螺杆挤出机� �融共混， 挤出 造粒， 加工温度为 150 ~ 250 °C , 转速为 160 ~ 200转 /分钟；

( 4 )将步骤（3 )制得的两种粒料， 分别加入共挤出机中进行共挤 成型即得所述高强耐磨塑木复合材料。

优选地， 上述步骤 ( 3 )加工温度为 180 ~ 220 °C。

优选地， 上述步骤（ 3 )转速为 170 ~ 190转 /分钟。

与现有技术相比：

( 1 )本发明在塑木复合材料中添加增强耐磨填料� � 使塑木异型材 具有一般功能外还具有超强耐磨性能， 能有效的增强塑木型材的表面耐 磨性， 提高塑木产品的使用寿命；

( 2 )本发明采用共挤出工艺， 将塑木型材分为多层（两层或两层 以上）， 仅在面层中添加增强耐磨填料， 能显著减少该种填料的使用量， 降低生产成本。 所生产出的高强耐磨塑木复合材料不但具有其 他塑木型 材所具有的特点， 还大大降低了生产成本， 对扩大塑木使用范围， 提高 市场占有率具有极大的价值。 具体实施方式

以下提供本发明的一些实施例， 以助于进一步理解本发明， 但本发 明的保护范围并不仅限于这些实施例。

实施例 1 说 明 书

原料组分按重量计

A组分： 高密度聚乙烯（ HDPE ) 30份、 活化木粉 45份（ 4 ² 份木粉 和 3份乙烯基三 （甲氧基乙氧基 )硅烷 )、 PE接枝马来酸酐 5份、 聚磷 酸铵 16份、 硬脂酸辞 2份、 0.8份抗氧剂 1010和 1.2份着色剂。

B组分： 高密度聚乙烯（ HDPE ) 30份、 活化木粉 35份（ 3 ² 份木粉 和 3份乙烯基三 （甲氧基乙氧基 )硅烷 )、 PE接枝马来酸酐 4份、 聚磷 酸铵 12份、 碳纤维 9份、 氧化辞 6份、 硬脂酸辞 2份、 0.8份抗氧剂 1010和 1.2份着色剂。

对于 A组分， 先将木粉和乙烯基三（甲氧基乙氧基）硅烷在 高速混 合机中进行充分混合， 并在 120°C烘箱中活化 3小时制成活化木粉， 然 后将活化的木粉、 HDPE, PE接枝马来酸酐、 聚磷酸铵、 硬脂酸辞、 抗氧 剂 1010 和着色剂等分别加入到高速混合机至混合均匀 ， 然后将混合物 料在双螺杆挤出机中反应挤出制成粒料，螺杆 熔融温度 190°C,转速 180 转 /分钟， 挤出物料冷却后， 经切粒机切粒， 得到粒料。 B组分造粒工艺 与 A组分相同。

将所得 A、 B组分粒料， 分别加入共挤出机中进行共挤成型， 制得 高强耐磨塑木复合材料的型材， 弯曲强度 28MPa, 表面耐磨性（G/100r ) < 0.07。

实施例 2

原料组分按重量计

A组分： 聚丙烯（ PP ) 30份、 活化木粉 ⁴⁶ 份（ ⁴³ 份木粉和 3份乙 烯基三甲氧基硅烷）、 PP接枝马来酸酐 5份、 聚磷酸铵 15份、 硬脂酸辞 2份、 0.8份抗氧剂 1010和 1.2份着色剂。

B组分： 聚丙烯（ PP ) 30份、 活化木粉 34份（ 份木粉和 3份乙 烯基三甲氧基硅烷 )、 PP接枝马来酸酐 5份、 聚磷酸铵 12份、 硬脂酸辞 2份、 碳纤维 9份、 氧化辞晶须 6份、 0.8份抗氧剂 1010和 1.2份着色 剂。

对于 A组分， 先将木粉和乙婦基三甲氧基硅烷在高速混合机 中进行 充分混合， 并在 120°C烘箱中活化 3小时制成活化木粉， 然后将活化的 说 明 书

木粉、 PP、 PP接枝马来酸酐、 聚磷酸铵、 硬脂酸辞、 抗氧剂 1010和着 色剂等分别加入到高速混合机至混合均匀， 然后将混合物料在双螺杆挤 出机中反应挤出制成粒料， 螺杆熔融温度 200°C, 转速 180转 /分钟， 挤 出物料冷却后， 经切粒机切粒， 得到粒料。 B组分造粒工艺与 A组分相 同。

将所得 A、 B组分粒料， 分别加入共挤出机中进行共挤成型， 制得 高强耐磨塑木复合材料的型材，弯曲强度 56MPa, 表面耐磨性（G/100r ) < 0.07。

上述实施例为本发明较佳的实施方式， 但本发明的实施方式并不受 上述实施例的限制， 其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下 所作 的改变、 修饰、 替代、 组合、 筒化， 均应为等效的置换方式， 都包含在 本发明的保护范围之内。