可降解聚丙烯木塑复合改性材料

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112552596A(43)申请公布日2021.03.26(21)申请号202011459524.9C08H8/00(2010.01)(22)申请日2020.12.11(71)申请人台州市森力塑胶有限公司地址318020浙江省台州市黄岩区江口街道永达路168号(72)发明人胡继森　周吉峰　叶国学　(74)专利代理机构浙江永鼎律师事务所33233代理人陈龙(51)Int.Cl.C08L23/12(2006.01)C08L97/02(2006.01)C08L23/06(2006.01)C08K7/14(2006.01)C08K5/098(2006.01)C08K5/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称可降解聚丙烯木塑复合改性 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 (57)摘要本申请属于高分子材料技术领域，涉及一种可降解聚丙烯木塑复合改性材料，包括木粉、聚丙烯、玻璃纤维、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺、相容剂和聚乙烯蜡。本发明采用玻璃纤维对木塑复合材料进行增强，通过玻璃纤维与木粉、聚丙烯在助剂的作用下进行复合，使木塑复合材料具有较高的冲击强度，从而保证复合材料的抗冲击性能。CN112552596ACN112552596A权　利　要　求　书1/1页1.一种可降解聚丙烯木塑复合改性材料，其特征在于：包括木粉、聚丙烯、玻璃纤维、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺、相容剂和聚乙烯蜡。2.如权利要求1所述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料，其特征在于：以重量份计，由20～40份木粉、40～50份聚丙烯、18～25份玻璃纤维、1～5份硬脂酸锌、0.2～2份乙烯基双硬脂酰胺、0.5～3份相容剂和0.2～2份聚乙烯蜡构成。3.如权利要求2所述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料，其特征在于：以重量份计，由30份木粉、45.5份聚丙烯、19.5份玻璃纤维、2份硬脂酸锌、1份乙烯基双硬脂酰胺、2份相容剂和1份聚乙烯蜡构成。4.如权利要求1所述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料，其特征在于：所述相容剂为环状酸酐型相容剂、羧酸型相容剂、环氧树脂型相容剂、恶唑啉型相容剂、酰亚胺型相容剂和异氰酸酯型相容剂中的一种或多种的组合。5.如权利要求1～4中任意一项所述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料，其特征在于，所述木粉的预处理步骤具体为：1)将木粉原料烘干并进行球磨；2)经球磨后的木粉原料通过电晕场处理；3)将电晕场处理后的木粉原料在润胀剂中润胀，并经超声波处理得到木粉。6.如权利要求5所述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料，其特征在于：所述步骤1)中的木粉原料为桦木屑、橡木屑、柞木屑、杉木屑、榉木屑和竹纤维中的一种或多种的组合。7.如权利要求5所述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料，其特征在于：所述步骤1)中将木粉原料在60～80℃下干燥处理至含水量＜5wt％，通过球磨后过筛至粒径为50～150目。8.如权利要求6所述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料，其特征在于：所述步骤2)中，经球磨后的木粉原料置于120～550kV/m的高压静电场中处理30～50min。9.如权利要求5所述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料，其特征在于：所述步骤3)中将电晕场处理后的木粉原料以1:10～25的固液比与稀酸溶液中混合，在70～90℃下静置润胀0.5～1.5h，冷却至室温后再放入超声清洗器中超声1～2h，超声结束后真空抽滤，并用去离子水洗净至pH为6.8～7.0，烘干得到所述木粉。10.如权利要求9所述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料，其特征在于：所述稀酸溶液为浓度为0.5～1wt％的稀硫酸或稀硝酸。2CN112552596A说　明　书1/4页可降解聚丙烯木塑复合改性材料技术领域[0001]本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种木塑材料，尤其是涉及一种可降解聚丙烯木塑复合改性材料。背景技术[0002]木塑，即木塑复合材料(Wood‑Plastic Composites，WPC)，是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注塑成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。[0003]例如，授权公告号为CN105348843A的中国发明专利申请提供了一种PE木塑地板，它由以下重量百分比的原料制成：PE25‑28％，木粉52‑55％，碳酸钙5‑6％，木塑润滑剂2‑3％，马来酸酐接枝相容剂2‑5％，PE蜡0.3‑0.5％，硬脂酸0.3‑0.5％，EBS0.1‑0.2％，木塑抗冲击填充剂0.5‑1％，抗UV助剂0.15‑0.2％，抗氧剂0.1‑0.2％，色粉4‑5％。[0004]上述技术方案所提供的PE木塑地板的弯曲破坏载荷达到4600N以上，同时本发明具有吸水率低，耐低温性能及抗氧化性能好的优点，但使用该方案得到的产品，由于具有较高的木粉含量，冲击强度下降，影响材料的抗冲击性能。发明内容[0005]本申请的目的是针对上述问题，提供一种可降解聚丙烯木塑复合改性材料。[0006]为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：[0007]本申请创造性地提供了一种可降解聚丙烯木塑复合改性材料，包括木粉、聚丙烯、玻璃纤维、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺、相容剂和聚乙烯蜡。[0008]进一步地，以重量份计，上述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料由20～40份木粉、40～50份聚丙烯、18～25份玻璃纤维、1～5份硬脂酸锌、0.2～2份乙烯基双硬脂酰胺、0.5～3份相容剂和0.2～2份聚乙烯蜡构成。[0009]更进一步地，以重量份计，上述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料由30份木粉、45.5份聚丙烯、19.5份玻璃纤维、2份硬脂酸锌、1份乙烯基双硬脂酰胺、2份相容剂和1份聚乙烯蜡构成。[0010]在上述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料中，所述相容剂为环状酸酐型相容剂、羧酸型相容剂、环氧树脂型相容剂、恶唑啉型相容剂、酰亚胺型相容剂和异氰酸酯型相容剂中的一种或多种的组合。[0011]在上述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料中，所述木粉的预处理步骤具体为：[0012]1)将木粉原料烘干并进行球磨；[0013]2)经球磨后的木粉原料通过电晕场处理；[0014]3)将电晕场处理后的木粉原料在润胀剂中润胀，并经超声波处理得到木粉。3CN112552596A说　明　书2/4页[0015]作为优选，在上述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料中，所述步骤1)中的木粉原料为桦木屑、橡木屑、柞木屑、杉木屑、榉木屑和竹纤维中的一种或多种的组合。[0016]在上述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料中，所述步骤1)中将木粉原料在60～80℃下干燥处理至含水量＜5wt％，通过球磨后过筛至粒径为50～150目。[0017]在上述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料中，所述步骤2)中，经球磨后的木粉原料置于120～550kV/m的高压静电场中处理30～50min。[0018]在上述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料中，所述步骤3)中将电晕场处理后的木粉原料以1:10～25的固液比与稀酸溶液中混合，在70～90℃下静置润胀0.5～1.5h，冷却至室温后再放入超声清洗器中超声1～2h，超声结束后真空抽滤，并用去离子水洗净至pH为6.8～7.0，烘干得到所述木粉。[0019]在上述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料中，所述稀酸溶液为浓度为0.5～1wt％的稀硫酸或稀硝酸。[0020]优选地，在上述的可降解聚丙烯木塑复合改性材料中，玻璃纤维选用长度为0.2～0.6mm的短玻纤。[0021]与现有的技术相比，本发明的优点在于：[0022]1、本发明采用玻璃纤维对木塑复合材料进行增强，通过玻璃纤维与木粉、聚丙烯在助剂的作用下进行复合，使木塑复合材料具有较高的冲击强度，从而保证复合材料的抗冲击性能。[0023]2、本发明中降低了木粉的含量，提高聚丙烯的含量，能够提高共混体系的流动性，有利于挤出加工，并且进一步提升符合材料的抗冲击性能和韧性。[0024]3、在本发明的一种较为优选的方案中，通过对木粉进行电晕和超声润胀，使木粉中木质纤维变得疏松，纤维素的化学键充分断裂，从而具有较强的极性，有助于木粉与相容剂的结合，提高木质纤维与聚丙烯的相容性，并且提升木质纤维与玻璃纤维的亲和度，具有良好的稳定性。具体实施方式[0025]通过以下具体实施例进一步阐述；[0026]实施例一[0027]一种可降解聚丙烯木塑复合改性材料，以重量份计，由30份木粉、45.5份聚丙烯、19.5份玻璃纤维、2份硬脂酸锌、1份乙烯基双硬脂酰胺、1份相容剂和1份聚乙烯蜡构成。[0028]其中，木粉为桦木屑在60～80℃下烘干至含水量＜5wt％后,进行球磨2.5h并过100目筛得到。玻璃纤维选用长度为0.2～0.6mm的短玻纤，相容剂选用马来酸酐接枝相容剂。[0029]实施例二[0030]一种可降解聚丙烯木塑复合改性材料，以重量份计，由25份木粉、50份聚丙烯、20份玻璃纤维、1份硬脂酸锌、2份乙烯基双硬脂酰胺、1份相容剂和1份聚乙烯蜡构成。[0031]其中，木粉为柞木屑在60～80℃下烘干至含水量＜5wt％后进行球磨1.5h并过100目筛得到。玻璃纤维选用长度为0.2～0.6mm的短玻纤，相容剂选用丙烯酸接枝相容剂。[0032]实施例三4CN112552596A说　明　书3/4页[0033]一种可降解聚丙烯木塑复合改性材料，由40份木粉、40份聚丙烯、18份玻璃纤维、1份硬脂酸锌、0.2份乙烯基双硬脂酰胺、0.5份相容剂和0.3份聚乙烯蜡构成。[0034]其中，木粉为竹纤维在60～80℃下烘干至含水量＜5wt％后进行球磨3h并过100目筛得到。玻璃纤维选用长度为0.2～0.6mm的短玻纤，相容剂选用马来酸酐接枝相容剂。[0035]实施例四[0036]本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于，木粉的预处理方式不同。[0037]本实施例中木粉的预处理步骤具体为：[0038]1)将桦木屑在60～80℃下干燥处理至含水量＜5wt％，通过球磨后过筛至粒径为100目。[0039]2)经球磨后的木粉原料置于250kV/m的高压静电场中处理30min。[0040]3)将电晕场处理后的木粉原料以1:10的固液比与0.5wt％的稀硫酸溶液中混合，在70～90℃下静置润胀1h，冷却至室温后再放入超声清洗器中超声2h，超声结束后真空抽滤，并用去离子水洗净至pH为6.8～7.0，烘干得到木粉。[0041]实施例五[0042]本实施例与实施例二基本相同，不同之处在于，木粉的预处理方式不同。[0043]本实施例中木粉的预处理步骤具体为：[0044]1)将桦木屑在60～80℃下干燥处理至含水量＜5wt％，通过球磨后过筛至粒径为50目。[0045]2)经球磨后的木粉原料置于120kV/m的高压静电场中处理50min。[0046]3)将电晕场处理后的木粉原料以1:15的固液比与1wt％的稀硝酸溶液中混合，在70～90℃下静置润胀1.5h，冷却至室温后再放入超声清洗器中超声1h，超声结束后真空抽滤，并用去离子水洗净至pH为6.8～7.0，烘干得到木粉。[0047]对比例一[0048]本对比例与实施例一基本相同，不同之处在于，本实施例中不添加玻璃纤维，具体而言，以重量份计，由30份木粉、65份聚丙烯、2份硬脂酸锌、1份乙烯基双硬脂酰胺、1份相容剂和1份聚乙烯蜡构成。[0049]对比例二[0050]本对比例与实施例一基本相同，不同之处在于，本实施例中的成分以重量份计，由45.5份木粉、30份聚丙烯、19.5份玻璃纤维、2份硬脂酸锌、1份乙烯基双硬脂酰胺、1份相容剂和1份聚乙烯蜡构成。[0051]对比例三[0052]本对比例与实施例四基本相同，不同之处在于，木粉的预处理步骤中不进行电晕场处理，木粉的预处理步骤具体为：[0053]1)将桦木屑在60～80℃下干燥处理至含水量＜5wt％，通过球磨后过筛至粒径为100目。[0054]2)经球磨后的木粉原料以1:10的固液比与0.5wt％的稀硫酸溶液中混合，在70～90℃下静置润胀1h，冷却至室温后再放入超声清洗器中超声2h，超声结束后真空抽滤，并用去离子水洗净至pH为6.8～7.0，烘干得到木粉。[0055]应用例5CN112552596A说　明　书4/4页[0056]分别按实施例一、二、三、四、五和应用例一、二、三中提供的比例将原料用高速混料机混合，混合温度为80℃，混合时间为30min，再将混合料分别加入双螺杆挤出机挤出造粒得到木塑料粒。用熔融指数仪测试熔融指数，测试标准采用GB/T3682.1‑2018，测试熔融指数测试结果如表1所示：[0057]表1各木塑料粒熔融指数测试结果一览表[0058][0059]结果表明，在木塑复合材料中降低木粉的含量，能够提高木塑材料的流动性，将木粉进行电晕和润胀处理能够进一步提升木塑材料的流动性，并且电晕步骤对木塑复合材料的流动性有改善作用。[0060]将上述造粒得到的木塑料粒在220℃、80MPa条件下分别注塑制成测试样条。将测试样条进行冲击强度测试，测试标准采用GB/T1843‑2008，测试结果如表2所示：[0061]表2各样条冲击强度测试结果一览表[0062][0063]结果表明，在木塑复合材料中增加玻璃纤维，能够大大提升冲击强度，尤其采用经过电晕和润胀处理的木粉，能够进一步提升木塑复合材料的抗冲击性能，并且电晕步骤对木塑复合材料的冲击强度有较好的提升作用。[0064]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。[0065]尽管本文较多地使用了木粉、聚丙烯、玻璃纤维、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺、相容剂和聚乙烯蜡等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。6