[发明专利]一种木塑复合材料及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料及其制备方法，尤其涉及一种不饱和聚酯基的木塑复合材料的制备方法。

二、背景技术

木塑复合材料是以农林废弃物(植物纤维)和塑料为主要原料制备的一种性能和外观似木，可替代天然木材的一种绿色环保材料，国内外关于木塑复合材料的研究、生产可见大量论文及专利报道，但其主要以通用热塑性塑料(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等)为树脂基体，并采用挤出、注射或压制的方法成型。此类木塑复合材料存在以下诸多缺点：

(1)采用熔融加工方法制备，加工温度高，其中的植物纤维易氧化、分解，加工条件苛刻；

(2)热塑性树脂熔融黏度大，植物纤维不易分散，树脂对纤维的滑润性差，因此纤维的添加量及材料性能的提高受到较大限制；

(3)高温、高压下成型，能源消耗大。

三、发明内容

本发明所解决的技术问题即是克服前述传统热塑性聚合物基木塑复合材料的缺点，而提出一种加工工艺性强、成本低、性能优异的新型木塑复合材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案为：

一种木塑复合材料，包括不饱和聚酯树脂体系和活化植物纤维粉，基于所述的不饱和聚酯树脂体系和活化植物纤维粉，不饱和聚酯树脂体系的质量分数为10～70％、活化植物纤维粉的质量分数为30～90％；

所述不饱和聚酯树脂体系由不饱和聚酯树脂、交联单体、引发剂和促进剂组成，基于不饱和聚酯树脂体系，交联单体的质量分数为10～50％，引发剂的质量分数为0.01～3％，促进剂的质量分数为0.01～2％，余量为不饱和聚酯树脂；

所述活化植物纤维粉由植物纤维粉和表面活性剂组成，表面活性剂的质量为植物纤维粉质量的0.1～5％；

所述植物纤维粉为50目以下的植物纤维粉末；

所述交联单体为苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三聚氢酸三烯丙酯、中的一种或两种以上的混合；

所述引发剂为有机过氧化物类引发剂或偶氮化合物类引发剂中的一种或两种以上的混合；

所述促进剂为金属化合物促进剂或叔胺类促进剂中的一种或两种以上的混合；

所述表面活性剂为丙烯酸、顺丁烯二酸酐、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、、乙烯基缩水甘油酯、油胺、油酸、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或两种以上的混合。

进一步，所述不饱和聚酯树脂为由二元羧酸或酸酐与多元醇缩聚而成的主链具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物中的一种或多种的混合物。

进一步，所述植物纤维粉末为木质粉、竹粉、糠粉、秸秆粉或果壳粉中的一种或两种以上的混合。

进一步，所述有机过氧化物类引发剂为过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酮、过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化2，4戊二酮、过氧化二碳酸二-2-苯氧基酯、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己烷)、2，5-二甲基-2，5二(叔丁基过氧基)己烷、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、过氧化二异丙苯、双(2，4-二氯过氧化苯甲酰、乙基-3，3-二(过氧化叔丁基)丁酸酯、过苯甲酸叔丁酯、1，1-二(叔丁基过氧)环己烷、1，1-二(叔丁基过氧)-3，3，5-三甲基环己烷、O，O-叔丁基-O-异丙基单过氧化碳酸酯或3，3-二(过氧化叔丁基)丁酸乙酯。

进一步，所述偶氮化合物类引发剂为2-叔丁基偶氮-2-氰基丙烷、2-叔丁基偶氮-二氰基丁烷或1-叔丁基偶氮-1-氰基环己烷。

进一步，所述金属化合物促进剂为辛酸盐类促进剂或环烷酸盐类促进剂。

进一步，所述辛酸盐类促进剂为辛酸钴、辛酸锰、辛酸锌、辛酸钾、辛酸钙、辛酸镍、辛酸铅、辛酸钒或辛酸锆。

进一步，所述的环烷酸盐类促进剂为环烷酸钴、环烷酸锰、环烷酸锌、环烷酸镍或环烷酸铅。

进一步，所述叔胺类促进剂为N、N-二甲基苯胺、三乙醇胺、三乙胺、2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、苄基二甲胺、邻羟苄基二甲胺或二甲胺基二甲烷。

更具体的，所述木塑复合材料由质量分数10～70％的不饱和聚酯树脂体系和质量分数30～90％质量份的活化植物纤维粉组成，所述不饱和聚酯树脂体系由不饱和聚酯树脂、交联单体、引发剂和促进剂组成，基于不饱和聚酯树脂体系，交联单体质量分数为10～50％，引发剂的质量分数为0.01～3％，促进剂的质量分数为0.01～2％，所述活化植物纤维粉由植物纤维粉和表面活性剂组成，表面活性剂的质量为植物纤维粉质量的0.1～5％。

所述的不饱和聚酯树脂优选为191树脂、196树脂或298树脂。