[发明专利]用于制备聚丙烯塑木复合材料的组合物及其制得的复合材料和应用

说明书

本发明提供了一种用于制备聚丙烯塑木复合材料的组合物，其包括：极性单体改性的聚丙烯100重量份木粉10‑70重量份；无机填料4‑15重量份；纳米碳酸钙2‑8重量份；相容剂4‑25重量份；增韧剂2‑8重量份。由该组合物制得的塑木复合材料经发泡制得的发泡板材具有表面平整、泡孔致密、泡孔直径均匀、发泡倍率低且可控，具有闭孔硬质结构和良好冲击和弯曲性能等特点。

技术领域

本发明涉及一种用于制备聚丙烯塑木复合材料的组合物及其制得的复合材料和应用，具体涉及一种用于制备聚丙烯塑木复合材料的组合物，由该组合物制得的聚丙烯塑木复合材料，聚丙烯塑木发泡板材及其应用。

背景技术

近年来，为了能源利用效率，飞机高铁中结构部件轻型化日益得到重视。发泡成型体的研究日益增加。在已公开且工业化的发泡工艺中，直接将基材混入偶氮二酰胺、碳酸氢钠或柠檬酸等的热分解型的化学发泡剂得到发泡成形体的方法较为常用。化学发泡剂因为容易得到，并且能够在通常的同轴型注射成型机中使用，因此在注射发泡成型中广泛使用。但是，使用化学发泡剂也带来了一些问题，一方面，使用化学发泡剂得到的发泡成形体的发泡倍率受到限制；另一方面，使用化学发泡剂会导致挥发性有机化合物VOC及气味的产生。天然纤维素填料由于具有较高的比表面积，具有良好的吸附性，通过在聚丙烯内添加木粉等天然纤维素填料可以有效改善VOC释放及气味等问题。

塑木复合材料是以塑料树脂、木粉等植物纤维粉为主要原料通过挤出、注射等工艺加工成型的新型复合材料。由于聚丙烯具有良好的力学性能、化学稳定性及低廉的价格，木粉填充聚丙烯的制品被广泛用于汽车、装修、家具等行业中。但是，这种材料在使用的过程中也存在一些缺陷。一方面，由于木粉的主要成分是木质素和纤维素等，其含丰富的羟基，易产生自聚，而聚丙烯为非极性的高结晶聚合物，其本身与木粉的相容性较差，会导致塑木材料出现韧性差、成型收缩率大等问题；另一方面，塑木复合材料由于填充大量的木粉，材料的力学性能尤其是抗冲击性能比较低，在生产、储存和使用过程中会导致塑木材料的断裂失效等问题，影响使用寿命和使用效果。现有技术中通常采用添加大量的相容剂或是采用硅烷偶联剂等对木粉进行表面改性以提高塑木材料产品的性能，这往往使加工过程较为繁杂。因此，开发一种加工工艺简单，并同时能够保持聚丙烯材料本身高强度且具有优良的耐热性的塑木复合材料用以满足更多方面的应用需求是十分必要的。

发明内容

为了解决现有的塑木复合材料中存在的问题，本发明提供了一种新的用于制备聚丙烯塑木复合材料的组合物，以及由该组合物制得的塑木复合材料及其应用。本发明提供的用于制备聚丙烯塑木复合材料的组合物使用聚丙烯作为基础树脂，加入木粉等天然纤维素原料，使用挤出发泡法制备聚丙烯发泡材料，具有良好的力学性能，质轻并且具有良好的耐热性能，环保易回收。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于制备聚丙烯塑木复合材料的组合物，其包括：

根据本发明的优选实施方式，在所述用于制备聚丙烯塑木复合材料的组合物中，极性单体改性的聚丙烯以100份计；木粉的用量可以为10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份以及它们之间的任意值，优选为35-60份；无机填料的用量可以为4份、6份、8份、10份、12份、14份、15份以及它们之间的任意值，优选为8-12份；纳米碳酸钙的用量为2份、4份、6份、8份以及它们之间的任意值，优选为4-6份，相容剂的用量为4份、8份、10份、12份、16份、20份、22份、25份以及它们之间的任意值，优选为10-20份；增韧剂的用量为2份、4份、6份、8份以及它们之间的任意值，优选为4-6份。上述用量均为质量用量。

根据本发明的优选实施方式，所述极性单体改性的聚丙烯为极性单体接枝改性的聚丙烯，所述极性单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐和丙烯酸甲酯中的一种或多种，优选为甲基丙烯酸缩水甘油酯。