[发明专利]用于注塑级微发泡木塑复合材料的原材料的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及木塑复合材料的制备方法，具体涉及用于注塑级微发泡木塑复合材料的原材料的处理方法。

背景技术

木塑复合材料的出现，使得竹木废料和废旧塑料得到充分的利用，既可有效地提高竹木材的利用率，缓解我国森林资源贫乏、竹木材供应紧缺的矛盾，又可降低由于使用塑料带来的环境污染。但由于木塑复合材料还存在一些亟待解决的问题，如竹木粉和塑料的界面相容性不好导致制品表面硬度低、韧性差、强度低、流动性差、容易开裂变形、尺寸稳定性差、寿命短等缺点，特别对于成型形状相对复杂的制品难度大。改善竹木粉和塑料的界面相容性的方法主要都是针对竹木纤维存在大量羟基这个问题而提出的。

1、由于竹木粉表面大量极性羟基的存在，使得竹木粉具有较强的吸水特性。通过加热烘干等措施，可以在一定程度上降低竹木粉的含水率。然而，要将竹木粉的含水率控制在0.5%以下十分困难。众所周知，当竹木粉烘干到接近干燥时，极易发生粉尘爆炸现象，给生产加工带来安全隐患。因此，通过普通的干燥工艺去除竹木粉中的水分不仅难以实现，而且会大大增加生产成本。

2、发泡过程中，竹木粉中的水分会严重影响发泡质量，导致微孔形状不规则，大小不均，并孔现象发生。众所周知，发泡质量的好坏直接决定产品的性能差异，因此对微发泡木塑复合材料而言，生产性能优异产品的首要条件便是控制竹木粉中水分的含量。

3、微发泡木塑复合材料的成型包括气泡核的形成、长大和泡孔的固化定型三个阶段，其中气泡核的形成阶段至关重要，微发泡成核剂的选用是影响微发泡材料性能的关键因素之一。一些微发泡成核剂在基体中分散性不好，从而导致泡孔分布不均匀，如何解决这些问题以优化微发泡木塑复合材料的工艺条件，实现微孔发泡的有效控制显得十分重要。

发明内容

本发明要解决的是如何减少或消除竹木粉中的水分，改善微发泡成核剂在基体中的分散性，使其可以用于注塑木塑复合材料的生产，改善现有木塑复合材料存在的表面光洁度差、强度低、脆性大、不能注塑等问题。

本发明采用如下技术方案生产注塑级微发泡木塑复合材料：

1、粉碎配料：将竹木废料粉碎成40-200目，然后将其筛分成40-60目、60-80目、80-140目及140-200目不同组份，按重量比(40-60目): (60-80目): (80-140目): (140-200目) = (10-35): (20-40): (10-20): (6-15)比例搭配好竹木粉，同时控制竹木粉的堆积密度在0.2-0.5g/cm³。

2、改性处理：经粉碎配料的竹木粉在氮气保护下的采用微波干燥方式进行热处理，热处理温度为160-280℃，时间为0.5-12h，优选温度范围为190-230℃。

3、经改性处理后的竹木粉与吸附剂，塑料，偶联剂，发泡剂，发泡助剂，颜料，相容剂，润滑剂，增塑剂，增强填充剂，在高速搅拌下混合均匀制成混合物料。所加入的原料按重量份计，各组分为：改性竹木粉20-70份，吸附剂0-10份，塑料20-60份，偶联剂0-10份，发泡剂0.5-5份，发泡助剂0.5-3份，颜料1-3份，相容剂1-10份，润滑剂0.5-10份，增塑剂0.5-10份，增强填充剂0-30份。

4、先将木粉与吸附剂纳米氧化钙高速(1800-2800转/分) 混合10-15分钟后。

5、加入其他物料后，将上述物料经高速(1800-2800转/分)、低速(300-800转/分) 混合30-40分钟、10-15分钟后，得到混合物料。

6、将混合物料在双螺杆挤出机中反应挤出。螺杆熔融温度为150-200℃，混合物料在螺杆中的停留时间为8-15min。

7、挤出的物料冷却后，经切粒机切粒得到粒料或经注塑得到注塑级微发泡木塑复合材料。

本发明所述的吸附剂为粒径为200-400nm，纯度大于98%wt的纳米氧化钙。

本发明所述的塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，以及包括上述塑料品种的塑料回收料的任意一种或其中几种的任意比例的混合物。

本发明所述的偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或其中几种的任意比例混合物。

本发明所述的发泡剂为碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺、4,4’-二-磺酰肼二苯醚或对甲苯磺酰氨基脲中的一种或其中几种的任意比例混合物。

本发明所述的发泡助剂为氧化锌、醋酸锌、碳酸锌、甘油或硬脂酸锌中的一种或其中几种的任意比例混合物。