一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料，它是由下述重量份的原料組成的：環(huán)烷酸鋰0.1?0.2、硬脂酸鋇4?5、月桂醇硫酸鈉0.5?1、氧化石墨烯2?3、聚磷酸銨14?20、三聚氰胺3?4、鈦酸四丁酯7?10、二甲基二乙氧基硅烷27?30、乙酰丙酮0.3?0.4、秸稈粉130?140、順丁烯二酸二丁酯3?5、1，2?二甲基咪唑0.4?1、聚四氫呋喃醚二醇3?4、抗沖擊助劑4?7、高密度聚乙烯160?190、甲基三乙氧基硅烷31?40。本發(fā)明制備了含鈦的硅樹(shù)脂，與包覆聚磷酸銨的密胺甲醛樹(shù)脂混合改性，使得成品不僅具有較好的阻燃性能，還具有很好的防水、耐熱性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及木塑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]擠出等不同加工方式制成的改性熱塑性材料。近年隨全球資源日趨枯竭，社會(huì)環(huán)保意識(shí)日見(jiàn)高漲，對(duì)木材和石化產(chǎn)品應(yīng)用提出了更高要求。在這樣的背景下，木塑復(fù)合材料這種既能發(fā)揮材料中各組分的優(yōu)點(diǎn)，克服因木材強(qiáng)度低、變異性大及有機(jī)材料彈性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用廢棄的木材和塑料，減少環(huán)境污染。目前，提高材料附加值的產(chǎn)品愈來(lái)愈受到人們廣泛關(guān)注;而如何提高其阻燃、耐熱等性能以提高其安全性能更是尤為重要;近年來(lái)，聚磷酸銨基膨脹型阻燃劑因其無(wú)鹵、阻燃性能優(yōu)越等特點(diǎn)被用于聚丙烯的阻燃。然而聚磷酸銨易吸濕、與聚合物相容性不好等缺陷限制其應(yīng)用范圍，但通過(guò)改性可以克服這些缺點(diǎn)。用表面改性劑進(jìn)行表面改性處理，以及微膠囊包覆是聚磷酸銨改性的常用方法，有研究表明，用密胺甲醛樹(shù)脂微膠囊包覆改性聚磷酸銨可以有效降低聚磷酸銨在水中的溶解度、提高其與聚合物基材的相容性以及在聚合物中的阻燃性能。密胺甲醛樹(shù)脂包覆工藝通常是先制備密胺甲醛樹(shù)脂預(yù)聚物，然后預(yù)聚物在聚磷酸銨表面原位聚合形成密胺甲醛樹(shù)脂，但反應(yīng)過(guò)程中三聚氰胺損失較多且溶劑回收困難，原料消耗大，還存在環(huán)境污染問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料，它是由下述重量份的原料組成的:
環(huán)烷酸鋰0.1-0.2、硬脂酸鋇4-5、月桂醇硫酸鈉0.5-1、氧化石墨烯2-3、聚磷酸銨14-20、三聚氰胺3-4、鈦酸四丁酯7-10、二甲基二乙氧基硅烷27-30、乙酰丙酮0.3-0.4、秸桿粉130-140、順丁烯二酸二丁酯3-5、I，2-二甲基咪唑0.4-1、聚四氫呋喃醚二醇3_4、抗沖擊助劑4-7、高密度聚乙烯160-190、甲基三乙氧基硅烷31-40。
[0005]所述的一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料，所述的抗沖擊助劑的由下述重量百分比的原料混合，攪拌均勻組成的:
聚異丁烯10-13%、硅酸鎂鋁40-50%、硬酸酸鋅1.7-2%、氮化硅1-2%、剩余的為無(wú)水乙醇。
[0006]—種所述的高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將I，2_二甲基咪唑加入5-7倍重量10-15%的甲醇水溶液中，攪拌條件下加入聚四氫呋喃醚二醇，在70-75°C下預(yù)熱10-20分鐘，保溫備用，記為甲基咪唑的醇溶液；
(2)將聚磷酸銨加入到250-2600C的油浴中，保溫加熱30-40分鐘，加入三聚氰胺，在上述溫度下密封攪拌100-120分鐘，出料冷卻，加入到混合料重量2-2.5倍的、10-13%的甲醇水溶液中，送入76-80°C的恒溫水浴中，加入甲基咪唑的醇溶液，400-500轉(zhuǎn)/分密封攪拌100-120分鐘，出料，得聚磷酸銨改性樹(shù)脂醇液；
(3)將甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷混合，加入到混合料重量6-8倍的、ΙΟ-Ι 5%的鹽酸溶液，攪拌均勻，得硅烷復(fù)合酸液；
(4)將抗沖擊助劑加入20-30倍的水中，加入月桂醇硫酸鈉，超聲分散3-4分鐘，與硅烷復(fù)合酸液混合，50-60 0C下保溫?cái)嚢?-4小時(shí)，記為抗沖擊硅烷復(fù)合酸液；
(5)將順丁烯二酸二丁酯、鈦酸四丁酯混合，加入混合料重量20-30%的水，攪拌30-40分鐘，得預(yù)水解復(fù)合酯；
(6)將預(yù)水解復(fù)合酯、乙酰丙酮混合，加入到混合料重量4-6倍的無(wú)水乙醇中，在50-570C下保溫?cái)嚢?0-70分鐘，加入抗沖擊硅烷復(fù)合酸液，保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，出料，與聚磷酸銨改性樹(shù)脂醇液混合，加入氧化石墨烯，100-200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?7-20分鐘，過(guò)濾，將沉淀水洗3-4次，于60-65°C下鼓風(fēng)干燥20-25小時(shí)，再在140-145°C下干燥1-2小時(shí)，得鈦雜化復(fù)合樹(shù)脂；
(7)將鈦雜化復(fù)合樹(shù)脂與剩余各原料混合，送入雙螺桿擠出機(jī)，擠出成型，冷卻定型，SP得所述木塑復(fù)合材料。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明先將聚磷酸銨在一定溫度熱活化，使聚磷酸銨在受熱條件下部分失氨，顆粒產(chǎn)生酸性的游離-OH基，然后將三聚氰胺枝接到活化聚磷酸銨的表面，使聚磷酸銨與三聚氰胺通過(guò)化學(xué)鍵緊密相連，再用甲醛與聚磷酸銨表面上的三聚氰胺交聯(lián)，在聚磷酸銨表面形成了密胺甲醛樹(shù)脂，在燃燒時(shí)可以分解產(chǎn)生膨脹炭層，阻礙了分解產(chǎn)生的可燃性氣體向火焰的傳遞以及熱從火焰向聚合物基體的傳遞，從而使復(fù)合材料自熄，從而提高了成品木塑材料的阻燃性能，本發(fā)明還制備了含鈦的硅樹(shù)脂，與包覆聚磷酸銨的密胺甲醛樹(shù)脂混合改性，使得成品不僅具有較好的阻燃性能，還具有很好的防水、耐熱性；本發(fā)明加入了抗沖擊助劑，可以有效的提高木塑材料的抗沖擊性能。
【具體實(shí)施方式】
[0008]一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料，它是由下述重量份的原料組成的:
環(huán)烷酸鋰0.1、硬脂酸鋇4、月桂醇硫酸鈉0.5、氧化石墨烯2、聚磷酸銨14、三聚氰胺3、鈦酸四丁酯7、二甲基二乙氧基硅烷27、乙酰丙酮0.3、秸桿粉130、順丁烯二酸二丁酯3、1，2二甲基咪唑0.4、聚四氫呋喃醚二醇3、抗沖擊助劑4、高密度聚乙烯160、甲基三乙氧基硅烷31。
[0009]所述的一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料，所述的抗沖擊助劑的由下述重量百分比的原料混合，攪拌均勻組成的:
聚異丁烯10%、硅酸鎂鋁40%、硬酸酸鋅1.7%、氮化硅1%、剩余的為無(wú)水乙醇。
[0010]—種所述的高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將I，2二甲基咪唑加入5倍重量10%的甲醇水溶液中，攪拌條件下加入聚四氫呋喃醚二醇，在70°C下預(yù)熱10分鐘，保溫備用，記為甲基咪唑的醇溶液；
(2)將聚磷酸銨加入到250°C的油浴中，保溫加熱30分鐘，加入三聚氰胺，在上述溫度下密封攪拌100分鐘，出料冷卻，加入到混合料重量2倍的、10%的甲醇水溶液中，送入760C的恒溫水浴中，加入甲基咪唑的醇溶液，400轉(zhuǎn)/分密封攪拌100分鐘，出料，得聚磷酸銨改性樹(shù)脂醇液；
(3)將甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷混合，加入到混合料重量6倍的、10%的鹽酸溶液，攪拌均勻，得硅烷復(fù)合酸液；
(4)將抗沖擊助劑加入20倍的水中，加入月桂醇硫酸鈉，超聲分散3分鐘，與硅烷復(fù)合酸液混合，50 0C下保溫?cái)嚢?小時(shí)，記為抗沖擊硅烷復(fù)合酸液；
(5)將順丁烯二酸二丁酯、鈦酸四丁酯混合，加入混合料重量20%的水，攪拌30分鐘，得預(yù)水解復(fù)合酯；
(6)將預(yù)水解復(fù)合酯、乙酰丙酮混合，加入到混合料重量4倍的無(wú)水乙醇中，在50°C下保溫?cái)嚢?0分鐘，加入抗沖擊硅烷復(fù)合酸液，保溫反應(yīng)2小時(shí)，出料，與聚磷酸銨改性樹(shù)脂醇液混合，加入氧化石墨烯，100轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?7分鐘，過(guò)濾，將沉淀水洗3次，于60 0C下鼓風(fēng)干燥20小時(shí)，再在140°C下干燥I小時(shí)，得鈦雜化復(fù)合樹(shù)脂；
(7)將鈦雜化復(fù)合樹(shù)脂與剩余各原料混合，送入雙螺桿擠出機(jī)，擠出成型，冷卻定型，SP得所述木塑復(fù)合材料。
[0011]性能測(cè)試:
吸水厚度膨脹率(％):<1;
靜曲強(qiáng)度(MPa):彡20。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料組成的: 環(huán)烷酸鋰0.1-0.2、硬脂酸鋇4-5、月桂醇硫酸鈉0.5-1、氧化石墨烯2-3、聚磷酸銨14-20、三聚氰胺3-4、鈦酸四丁酯7-10、二甲基二乙氧基硅烷27-30、乙酰丙酮0.3-0.4、秸桿粉130-140、順丁烯二酸二丁酯3-5、I，2-二甲基咪唑0.4-1、聚四氫呋喃醚二醇3_4、抗沖擊助劑4-7、高密度聚乙烯160-190、甲基三乙氧基硅烷31-40。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料，其特征在于，所述的抗沖擊助劑的由下述重量百分比的原料混合，攪拌均勻組成的:聚異丁烯10-13%、硅酸鎂鋁40-50%、硬酸酸鋅I.7-2%、氮化娃1-2%、剩余的為無(wú)水乙醇。3.—種如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度抗沖擊木塑材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將I，2_二甲基咪唑加入5-7倍重量10-15%的甲醇水溶液中，攪拌條件下加入聚四氫呋喃醚二醇，在70-75°C下預(yù)熱10-20分鐘，保溫備用，記為甲基咪唑的醇溶液； (2)將聚磷酸銨加入到250-2600C的油浴中，保溫加熱30-40分鐘，加入三聚氰胺，在上述溫度下密封攪拌100-120分鐘，出料冷卻，加入到混合料重量2-2.5倍的、10-13%的甲醇水溶液中，送入76-80°C的恒溫水浴中，加入甲基咪唑的醇溶液，400-500轉(zhuǎn)/分密封攪拌100-120分鐘，出料，得聚磷酸銨改性樹(shù)脂醇液； (3)將甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷混合，加入到混合料重量6-8倍的、ΙΟ-Ι 5%的鹽酸溶液，攪拌均勻，得硅烷復(fù)合酸液； (4)將抗沖擊助劑加入20-30倍的水中，加入月桂醇硫酸鈉，超聲分散3-4分鐘，與硅烷復(fù)合酸液混合，50-60 0C下保溫?cái)嚢?-4小時(shí)，記為抗沖擊硅烷復(fù)合酸液； (5)將順丁烯二酸二丁酯、鈦酸四丁酯混合，加入混合料重量20-30%的水，攪拌30-40分鐘，得預(yù)水解復(fù)合酯； (6)將預(yù)水解復(fù)合酯、乙酰丙酮混合，加入到混合料重量4-6倍的無(wú)水乙醇中，在50-570C下保溫?cái)嚢?0-70分鐘，加入抗沖擊硅烷復(fù)合酸液，保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，出料，與聚磷酸銨改性樹(shù)脂醇液混合，加入氧化石墨烯，100-200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?7-20分鐘，過(guò)濾，將沉淀水洗3-4次，于60-65°C下鼓風(fēng)干燥20-25小時(shí)，再在140-145°C下干燥1-2小時(shí)，得鈦雜化復(fù)合樹(shù)脂； (7)將鈦雜化復(fù)合樹(shù)脂與剩余各原料混合，送入雙螺桿擠出機(jī)，擠出成型，冷卻定型，SP得所述木塑復(fù)合材料。
【文檔編號(hào)】C08K3/32GK105860232SQ201610462487
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】劉瑩瑩
【申請(qǐng)人】劉瑩瑩