[发明专利]一种木粉复合发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种木粉复合发泡材料及其制备方法。

背景技术

当前，塑料行业发展存在着一些困难：一，随着石油价格的攀升，生产原料成本不断的增加；二，白色塑料在自然中难以降解，对环境造成了巨大的压力；三，由于塑料生产技术普及，企业竞争激烈，利润越发薄弱。因此广大研究学者致力于环境友好材料的研究。木粉或植物纤维来填充的塑料再生料或新料，经专用机器挤出、压制或注塑成型可用来替代某些场合木材制品的木塑制品尤为实用。人们因此可节约大量森林资源、保护生态环境，该成果是近年来国外发展较快且经济效益显著的实用型新技术。

市场上常见的发泡EVA鞋底材料一般都是用碳酸钙、滑石粉与EVA及其它改性剂生产的，不能降解、回弹性差、压缩变形较大（约50%），耐磨性和耐折性不佳，拉伸强度和撕裂强度较低、易变脆、产生裂纹等缺陷，限制了其应用范围。本发明木粉复合制备发泡材料，可降解且综合性能良好，属国内首创。

木粉可以加速高分子塑料降解。但是，天然植物纤维是一种不均匀的各向异性材料，界面特性十分复杂。其主要成分纤维素、半纤维素和木质素等含有大量的极性羟基和酚羟基官能团，使得其表面表现出很强的化学极性，导致天然植物纤维与塑料基材间界面相容性差，微观上呈非均匀体系，两相存在十分清晰的界面，粘结力差。改善天然植物纤维与塑料的相容性方法较多，其中利用偶联剂对天然植物纤维表面进行改性处理是一种比较好的方法。目前，改善天然植物纤维表面与塑料基体相容性的的偶联剂种类繁多，主要有硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、马来酸酐类偶联剂以及铝酸脂偶联剂等。同时为了便于实践注塑生产我们不断提高木粉的目数，从120目到325目，提高木粉在体系中的分散性。小的粒径和好的分散性能使得泡孔大小均匀，从而性能均一。而且在用乙二醛处理后的木粉大量脱去水分，避免模压是产生大量空腔和水泡，提高制品的力学性能，同时减小膨胀-收缩差，让尺寸大小得到控制。最后我们选择加入价格低廉的HDPE/LDPE对体系改性，使得材料的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、塑性、韧性和永久压缩形变都得到了提高。为改善其回弹性及耐曲绕度，故加入一定量的弹性体；有机膨润土具有成核作用且有层状结构，木粉颗粒易于均匀分散在膨润土的片层之间，这有助于提高木粉与EVA的相容性，故可以提高复合发泡材料的强度和稳定性。由于木粉含有大量的羟基为亲水性物质，而EVA为聚烯烃类材料，二者的相容性较差，故需要加入一定量的增容剂改善其相容性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种木粉复合发泡材料及其制备方法，制得的发泡材料密度低、弹性好、耐挠曲、不易压缩变形、减震性好、可降解、环境友好。制备方法科学合理，工艺简单，可操作性强。本发明显著改善了传统EVA发泡材料的可降解性，同时实现了EVA发泡材料的的功能化，提高了产品附加值，具有广泛的市场前景和显著的社会经济效益。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种木粉复合发泡材料由以下质量百分数的组分组成：木粉1～50%、EVA 10～60%、HDPE/LDPE 0～50%、弹性体1～50%、无机粉料0～50%、干燥剂0.5～12%、增塑剂0.1～15%、交联剂0.3～2%、复合发泡剂2～11%、表面处理剂0～3%、增容剂0～5%、其它助剂0～5%，各组分的质量百分数之和为100%；

所述的弹性体为乙烯辛烯共聚物（POE）、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物（SEBS）、乙烯-苯乙烯共聚物（ESI）、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物（SIS）中的一种或两种的混合物；

所述的无机粉料为滑石粉、高岭土中的一种或两种的混合物；

所述的干燥剂为乙二醛；

所述的增塑剂为甘油、乙醇、柠檬酸中的一种或两种的混合物；

所述的交联剂为过氧化二异丙苯；

所述的复合发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠、AD300、DPT中的两种或三种的混合物；

所述的表面处理剂为乙二醛、硬脂酸、硅烷偶联剂中的一种或两种的混合物；

所述的增容剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、环氧树脂、乙烯丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、脂肪酸甘油酯中的一种或多种的混合物；

所述的其它助剂为ZnO和硬脂酸锌，其中ZnO占木粉复合发泡材料总量的0～4.0%，硬脂酸锌占木粉复合发泡材料总量的0～1.5%；