[发明专利]一种聚烯烃/聚苯乙烯共混物基木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于木塑复合材料领域，具体涉及一种聚烯烃/聚苯乙烯共混物基木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

将木质纤维材料与高分子树脂复合制备的木塑复合材料，是一种既似木材又优于木材的新型代木材料，在它身上充分体现了循环经济、资源利用、健康环保、节约替代等可持续发展经济的先进理念，是一种极具发展前途的环保型复合材料，具有广泛的应用领域和发展前景。

近年来，随着世界塑料用量的不断增加，塑料废弃及其对环境的污染越来越引起人们的忧虑，如何有效的回收利用各种废弃塑料已成为人们关注的焦点之一。在这种情况下，利用各种废弃塑料制备木塑复合材料已成为废塑料回收利用的一条重要途径。然而，在废塑料回收时，常常遇到多种塑料混杂在一起而且很难将它们分离的情况，此时木质纤维和废塑料的复合实质是木质纤维和塑料共混物的复合。在回收塑料中，聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯占据着相当大的比重，但由于聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯之间相容性不好，和极性的木质纤维之间界面粘合也差，因此制备的木塑复合材料力学性能很低，严重限制了废旧塑料的回收利用和高性能木塑复合材料的开发。

在中国专利“一种木塑复合材料及其制造方法”（申请号：CN200510135239）中，披露了将回收聚烯烃混合物与木粉反应挤出制备木塑复合材料，但是因为所有的原料是一次性加入混合机混合，引发剂用量很少且容易被木粉吸附，很难在塑料中混合均匀，致使塑料与马来酸酐的接枝反应不能有效进行，制备的木塑复合材料性能也难于得到有效改善。在中国专利“用废旧塑料混合物制备的木塑复合材料及其制备方法”（申请号：CN200710144992）中，披露了先将废旧塑料混合物与过氧化物、马来酸酐一起反应挤出制备改性废旧塑料共混物，再与木质纤维混合并挤出制备木塑复合材料，虽然制备的木塑复合材料有较高的力学性能，但是因为需要经过两次挤出，生产效率较低，生产成本较高，而且该方法主要考虑了塑料基体与木纤维之间的界面粘合性，而对于聚烯烃与聚苯乙烯之间相容性的改善缺乏有效措施，当聚苯乙烯的含量较高时，所得的木塑复合材料将难于获得理想力学性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种聚烯烃/聚苯乙烯共混物基木塑复合材料及其制备方法，它既能使塑料与马来酸酐的接枝反应有效进行，改善塑料基体与木纤维之间的界面粘合性，又能改善塑料基体中聚烯烃与聚苯乙烯之间的相容性，扩大塑料基体中聚苯乙烯的用量范围，而且只需要一次挤出过程，生产效率较高，生产成本较低。

一种聚烯烃/聚苯乙烯共混物基木塑复合材料及其制备方法，包含以下具体步骤：

称取聚乙烯或聚丙烯与聚苯乙烯的混合物100份，引发剂0.2~1份，马来酸酐1~5份，将引发剂和马来酸酐溶于丙酮分别配制成1%~50%的溶液，然后和塑料混合物混合均匀，敞开存放让溶剂挥发干净；在高速混合机中再加入木质纤维10~150份、硬脂酸0.1~2份和一定量苯乙烯，均匀混合2~10分钟，再加入前面混合好的塑料混合物，均匀混合2~20分钟；将混合好的物料放入双螺杆挤出机中，挤出温度为140~195℃，调整主机和喂料转速使物料在挤出机中的停留时间为2~10分钟，挤出后即得聚烯烃/聚苯乙烯共混物基木塑复合材料。

聚乙烯或聚丙烯与聚苯乙烯的混合物中，聚乙烯或聚丙烯占60~95%，聚苯乙烯占5~40%，聚乙烯、聚丙烯与聚苯乙烯可为原料，也可以部分或全部为回收塑料。

引发剂为：过氧化二异丙苯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基，或由以上引发剂组成的复合引发体系。

苯乙烯与马来酸酐的摩尔比为：（0.1~5）:1。

本发明的积极效果在于：

1、通过在木塑反应挤出过程中添加第二单体苯乙烯，一方面可以促进马来酸酐与塑料基体间的接枝反应，改善塑料基体与木纤维之间的界面粘合性，另一方面接枝链上因为有苯乙烯单元，能够增加聚烯烃与聚苯乙烯之间的相容性，两方面都能有效提高木塑复合材料的力学性能；

2、因为聚烯烃与聚苯乙烯之间相容性的改善，允许塑料混合物中可以有比较高的聚苯乙烯含量，这样就扩大了回收塑料的使用范围；

3、该制备方法只需经过一次挤出过程，因而具有工艺简单、生成效率高、成本低廉的优点。

附图说明

图1为普通挤出木塑复合材料样条冲击断面的扫描电子显微镜照片，该木塑复合材料只含聚乙烯/聚苯乙烯(80/20)的混合物100份与木纤维50份。