[发明专利]耐水木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种耐水木塑复合材料及其制备方法。 

背景技术

木塑复合材料(WPC)是由热塑性塑料与木纤维或植物纤维复合制备而成，该材料兼具木材和塑料的双重特性，热伸缩性、吸水性均比木材小，尺寸稳定性好，耐磨性和抗冲击性能高，产品可以再回收利用。但由于木粉表面所具有的极性和由此产生的分子间氢键，阻碍了亲水的木粉填料和热塑性材料之间的分散性和表面粘合性。因此要对木粉进行改性，消除或降低其表面极性化程度，提高木塑复合材料的复合效果。 

目前，国内外普遍应用马来酸酐改性的聚烯烃树脂，如马来酸酐接枝聚丙烯(MA-g-PP)、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(MA-g-POE)等作相容剂(Song Guojun，Wang Hailong，Wang Li，et al.Preparation ofHDPE/Wood Flour Composites Modified by HDPE-g-MAH and Study onProcessing Equipment[J].Plastic，2006，35(6)：46～49)，或采用偶联剂，如采用硅烷(Sonia M.B.Nachtigall，Graziela S.Cerveira，Simone M.L.Rosa.Newpolymeric-coupling agent for polypropylene/wood-flour composites[J].Polymer Testing，2007，26：619～628)、异氰酸酯等处理木粉来改善木粉纤维素纤维与树脂的相容性。就复合效果来看，前者好于后者，但对马来酸酐的接枝效率要求较高。 

申请号为200710045955.9的中国专利申请中公开了一种木塑复合材料及其制备方法，其采用马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝PP或重量比为1∶2的苯乙烯和丙烯酸甲酯的混合物作偶联剂来制备木塑复合材料。 

申请号为200710072795.7的中国专利申请中公开了一种微发泡聚苯乙烯基木塑复合材料及其制备方法，其采用硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯偶联剂、异氰酸酯、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、马来酸酐改性的聚苯乙烯或马来酸酐改性的聚丙烯作为偶联剂来制备木塑复合材料，解决了目前木塑复合材料耐冲击性能差、易于燃烧的问题。 

发明内容

本发明提供了一种耐水木塑复合材料，其具有优良的力学性能、低吸水率及较强的尺寸稳定性。 

本发明还提供了一种耐水木塑复合材料的制备方法，采用聚癸二酸酐和/或聚壬二酸酐对木粉进行嵌段式表面接枝，来改善木粉与聚乙烯之间的界面相容性，制得木塑复合材料，该制备方法操作简单，适于工业化生产。 

一种耐水木塑复合材料，由下列重量百分比的原料制成： 

改性木粉    1％～65％ 

聚烯烃基体  25％～98％ 

相容剂      1％～10％； 

其中，所述的相容剂为聚癸二酸酐(PSPA)、聚壬二酸酐(PAPA)中的一种。 

所述的改性木粉为将木粉经碱溶液浸泡后洗涤至中性，烘干后得到的改性木粉；其中碱溶液优选浓度为0.1～10mol/L的NaOH水溶液，因为该碱溶液能够较好地剥除半纤维素、小分子酯类等不稳定物质，促进相容剂在木粉表面的接枝反应。 

由于木粉中包含了纤维素、半纤维素、木质素及其他小分子酯类物质，为了增强木粉(即木质纤维素)与聚烯烃基材的复合效果，得到力学性能优良的复合材料，需事先用碱溶液对木粉进行表面改性处理，去除木粉中的半纤维素、小分子酯类等不稳定物质。如图1所示，a谱图对应的半纤维素不均聚糖及小分子酯类物质上C＝O的伸缩振动吸收峰1740cm-1和 C-O的伸缩振动吸收峰1245cm-1在b谱图中不再存在，说明木粉经碱液浸泡脱胶后可以去除半纤维素和小分子酯类物质，这有利于促进酸酐在木纤维表面的接枝反应。 

所述的木粉可选用杉木木粉等本领域常用木粉，由于目数越高颗粒表面的平整度越高，与聚烯烃基体树脂的复合效果好，但目数过高不利于木粉在聚烯烃基体树脂中的均匀分散，因此优选颗粒度为60～120目的木粉，最优选颗粒度为80目的木粉。 

所述的聚烯烃基体可选用高密度聚乙烯(HDPE)、无规共聚聚丙烯等聚烯烃类聚合物中的一种。 

一种耐水木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：