[发明专利]一种木塑复合材料用界面相容剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种界面相容剂及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步和物质文化生活水平的提高，对聚合物材料的应用性能的要求日益提高，单一高分子材料在性能、性价比上的局限性已满足不了现代科技的需求，聚合物共混改性和聚合物复合材料应运而生，并且越来越受到高分子材料科技界和工业界的重视。但是由于合金(Alloy)、共混(Rlend)和复合化(Composite)技术中两种聚合物或聚合物与填料之间的极性相差很大，导致二者共混在一起的界面相容性很差，严重地影响了材料的性能，它们的应用也受到了很大的限制，加入界面相容剂可以改善这种不足。因此，对界面相容剂的研究就显得十分重要了。界面相容剂可分为高分子界面相容剂和低分子界面相容剂。高分子界面相容剂有包括反应型和非反应型。目前反应型高分子界面相容剂由于其界面改性能力优异而成为研究开发的重点。

反应型高分子界面相容剂的应用领域非常之多，高分子合金、多层材料、电线电缆阻燃剂材料、玻璃纤维填充聚合物、木塑复合材料、矿物质填充聚合物等等。

反应型界面相容剂主要是在热塑性弹性体或聚烯烃表面接枝极性单体，如：马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯及丙烯酸酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等，特别是接枝马来酸酐单体最为普遍。这类马来酸酐接枝聚合物界面相容剂品种较多，如马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、马来酸酐接枝乙丙三元橡胶(EPDM-g-MAH)、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物(SBS-g-MAH)等。现有的制备方法是采用自由基接枝方法方法来实现的，自由基的产生采用过氧化物引发剂，如：有过氧化二异丙苯(DCP)、二叔丁基过氧化氢(DTBP)、过氧化二苯甲酰(BPO)、叔丁基过氧化氢(TBHP)等，也可采用高能粒子辐照，如电子束辐照等。

这些反应型高分子界面相容剂都可用于木塑复合材料。由于木粉是强极性有机填充料，而聚烯烃为非极性高分子，二者相容性极差。为解决二者的界面相容性，提高材料的力学性能，马来酸酐接枝聚合物是该复合材料有效地高分子界面相容剂，可有效的提高木塑复合材料的力学性能。然而，由于木塑复合材料中木粉的添加量很高，一般都在60％以上，该木塑复合材料的力学性能还很难满足应用领域对木塑复合材料高力学性能的要求。因此亟待研究开发高性能的木塑复合材料高分子界面相容剂，以获得高性能的木塑复合材料。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有界面相容剂均为单一反应性单体的接枝，满足不了木塑复合材料高力学性能要求的问题，本发明提供了一种木塑复合材料用界面相容剂及其制备方法。

本发明的一种木塑复合材料用界面相容剂按重量份由0.3～4.0份马来酸酐、0.3～4.0份含乙烯基硅烷偶联剂、100份聚乙烯和0.05～0.30份有机过氧化物通过熔融挤出制成，其接枝率为90～95％。

本发明木塑复合材料用界面相容剂的制备方法为按重量份将0.3～4.0份马来酸酐、0.3～4.0份含乙烯基硅烷偶联剂、100份聚乙烯和0.05～0.30份有机过氧化物混合均匀，然后利用双螺杆挤出机挤出，再造粒即得木塑复合材料用界面相容剂，其中，挤出机转速为100～200r/min，挤出温度为：140～190℃。

本发明根据高分子界面相容剂对木塑复合材料界面改性机理设计了一种具有双反应单体接枝的高分子界面相容剂，通过两种不同反应单体与木粉表面的反应机理不同实现协效改善木粉和聚合物界面相容性的作用。本发明的木塑复合材料用界面相容剂实现了在聚烯烃上马来酸酐和硅烷的共接枝，提高了界面相容剂的接枝率，达到90～95％。

本发明的制备方法工艺简单，步骤简练，简单易行，成功实现了在聚烯烃上马来酸酐和硅烷的共接枝，得到的木塑复合材料用界面相容剂接枝率高，界面相容改性效果好。