CN103102654B - 木粉填充pet复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木粉填充PET复合材料及其制备方法，所述木粉填充PET复合材料，由以下重量份的原料组成：50-70份PET、30-50份木粉，4-8份复合偶联相容剂，所述复合偶联相容剂，由以下重量份的原料组成：芥酸酰胺10-30份、MA-g-PP相容剂50-70份、3-氨基丙基三甲氧基硅烷10-30份和MA-g-PE相容剂10-30份。本发明的木粉填充PET复合材料的冲击强度、弯曲强度和弹性率得到大幅度提高，能够满足多种场合的生产工艺和使用性能的要求。
Description
技术领域：
本发明涉及一种木塑材料及其制备方法，特别是一种木粉填充PET复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着全球经济发展，近20多年来塑料的用量急速上升，废旧塑料垃圾对环境造成的污染也日益严重。同时森林资源被大量砍伐，已对生态环境造成极大的破坏。因此保护森林资源，保护生态环境已成为新世纪人类共同追求的目标。
木塑复合材料(WoodPlasticsComposites，简称WPC)是用木粉、木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料，兼有木材和塑料的成本和性能的优点，经成型可得到型材、板材或其他制品，具有质量轻，成本低，对设备磨损小，环保等优点。
聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-OCH2-CH2OCOC6H4CO-英文名：polyethylene terephthalate，简称PET，为高聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。PET是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。
发明内容：
针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种木粉填充PET复合材料。
本发明所要解决的技术问题之二是提供上述木粉填充PET复合材料的制备方法。
本发明的技术问题，是通过下述技术方案得以实现的：
一种木粉填充PET复合材料，由以下重量份的原料组成：50-70份PET、30-50份木粉，4-8份复合偶联相容剂。
所述复合偶联相容剂，由以下重量份的原料组成：芥酸酰胺10-30份、MA-g-PP相容剂50-70份、3-氨基丙基三甲氧基硅烷10-30份和MA-g-PE相容剂10-30份。
芥酸酰胺，英文名称:Erucylamide；cis-13-Docosenoamide；(Z)-13-Docosenamide，CAS NO.112-84-5。
MA-g-PP相容剂，称为：马来酸酐接枝聚丙烯，又称：马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物。其商业牌号有：Epolene-43、Epolene G-3003、Youmex1010、科聚亚公司的Polybond 3200。
3-氨基丙基三甲氧基硅烷，CAS No:13822-56-5。
MA-g-PE相容剂，称为马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物。其商业牌号有：科聚亚公司的Polybond 3009、Youmex CA60。
将芥酸酰胺、MA-g-PP相容剂、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和MA-g-PE相容剂搅拌混合均匀，即可制得该复合偶联相容剂。
采用本行业通用的方法，即可制得本发明的木粉填充PET复合材料。
本发明还提供了一种木粉填充PET复合材料的制备方法：
（1）将芥酸酰胺、MA-g-PP相容剂、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和MA-g-PE相容剂搅拌混合均匀，制得复合偶联相容剂；
（2）将木粉160-220℃加热干燥，控制干燥后的木粉含水量为0.2-0.8wt%；
（3）将复合偶联相容剂加入干燥后的木粉中，在60-90℃搅拌均匀，制得改性木粉；
（4）将改性木粉与PET混合，在密炼机中共混，制得本发明的木粉填充PET复合材料。
优选的，
所述木粉为松木粉、杨木粉、柳桉木粉、刺柏木粉或杉木粉。
所述木粉粒径为50-200目。
所述步骤（4）中，将改性木粉与PET混合，170-190℃下在密炼机中共混10-20min，密炼机转速50-100rpm。
本发明的木粉填充PET复合材料的冲击强度、拉伸强度和模量得到大幅度提高，能够满足多种场合的生产工艺和使用性能的要求。
具体实施方式：
下面实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
以下实施例和对比例所用PET为美国舒尔曼公司注塑级牌号：cg007-94031PET；木粉为松木粉，粒径70-80目；MA-g-PP相容剂，科聚亚公司的Polybond 3200；MA-g-PE相容剂，科聚亚公司的Polybond 3009。
实施例1
（1）称取芥酸酰胺20克、MA-g-PP相容剂60克、3-氨基丙基三甲氧基硅烷20克和MA-g-PE相容剂20克。将各原料搅拌混合均匀，即可制得该复合偶联相容剂。
（2）将木粉在200℃加热干燥，控制干燥后的木粉含水量为0.6wt%左右；
（3）称取上述复合偶联相容剂60克加入到干燥后的400克木粉中，在80℃搅拌均匀，制得改性木粉；
（4）将改性木粉与600克PET混合，180℃下在Haake密炼机中共混15min，密炼机转速80rpm，制得木粉填充PET复合材料。
随后在平板硫化仪上压片制备标准样条，进行性能测试。测试结果如表1所示。
对比例1
将600gPET与400g干燥后的松木粉（含水量0.6wt%左右）混合均匀，180℃下在Haake密炼机中共混15min，密炼机转速80rpm，得到纯木粉填充PET复合材料。随后在平板硫化仪上压片制备标准样条，进行性能测试。测试结果如表1所示。
对比例2
（1）将木粉在200℃加热干燥，控制干燥后的木粉含水量为0.6wt%左右；
（2）称取MA-g-PP相容剂60克加入到干燥后的400克木粉中，在80℃搅拌均匀，制得改性木粉；
（3）将改性木粉与600克PET混合，180℃下在Haake密炼机中共混15min，密炼机转速80rpm，制得木粉填充PET复合材料。
随后在平板硫化仪上压片制备标准样条，进行性能测试。测试结果如表1所示。
表1
| 冲击强度，KJ/m2 | 弯曲强度，MPa | 弹性率，×104kg·cm/cm2 | |
| 实施例1 | 5.9 | 40.5 | 3.2 |
| 对比例1 | 4.2 | 34.6 | 2.5 |
| 对比例2 | 5.2 | 37.9 | 2.8 |
从表1可以看出，采用本发明的复合偶联相容剂的木粉填充PET复合材料与未添加复合偶联相容剂处理的木粉填充PET复合材料相比，具有良好的冲击强度、弯曲强度和弹性率。采用本发明的复合偶联相容剂的木粉填充PET复合材料与单独添加一种偶联剂处理的木粉填充PET复合材料相比，具有更好的冲击强度、弯曲强度和弹性率。因此，本发明制备的木粉填充PET复合材料具有优良的综合性能，能够满足多种场合成型工艺和使用性能的要求。
Claims (5)
1.一种木粉填充PET复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：50-70份PET、30-50份木粉，4-8份复合偶联相容剂；
所述复合偶联相容剂，由以下重量份的原料组成：芥酸酰胺10-30份、MA-g-PP相容剂50-70份、3-氨基丙基三甲氧基硅烷10-30份和MA-g-PE相容剂10-30份。
2.如权利要求1所述的木粉填充PET复合材料，其特征在于：所述木粉为松木粉、杨木粉、柳桉木粉、刺柏木粉或杉木粉。
3.如权利要求1所述的木粉填充PET复合材料，其特征在于：所述木粉粒径为50-200目。
4.如权利要求1-3中任一项所述的木粉填充PET复合材料的制备方法，其特征在于，由下述步骤组成：
(1)将芥酸酰胺、MA-g-PP相容剂、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和MA-g-PE相容剂搅拌混合均匀，制得复合偶联相容剂；
(2)将木粉160-220℃加热干燥，控制干燥后的木粉含水量为0.2-0.8wt％；
(3)将复合偶联相容剂加入干燥后的木粉中，在60-90℃搅拌均匀，制得改性木粉；
(4)将改性木粉与PET混合，在密炼机中共混。
5.如权利要求4所述的木粉填充PET复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，将改性木粉与PET混合，170-190℃下在密炼机中共混10-20min，密炼机转速50-100rpm。
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