一種高強度抗沖擊木塑材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度抗沖擊木塑材料，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脂，與包覆聚磷酸銨的密胺甲醛樹脂混合改性，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。
【專利說明】
一種高強度抗沖擊木塑材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及木塑材料技術領域，尤其涉及一種高強度抗沖擊木塑材料及其制備方法。
【背景技術】
[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，社會環(huán)保意識日見高漲，對木材和石化產品應用提出了更高要求。在這樣的背景下，木塑復合材料這種既能發(fā)揮材料中各組分的優(yōu)點，克服因木材強度低、變異性大及有機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品愈來愈受到人們廣泛關注;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，聚磷酸銨基膨脹型阻燃劑因其無鹵、阻燃性能優(yōu)越等特點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用范圍，但通過改性可以克服這些缺點。用表面改性劑進行表面改性處理，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。密胺甲醛樹脂包覆工藝通常是先制備密胺甲醛樹脂預聚物，然后預聚物在聚磷酸銨表面原位聚合形成密胺甲醛樹脂，但反應過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)境污染問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種高強度抗沖擊木塑材料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術方案實現的:
一種高強度抗沖擊木塑材料，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%、剩余的為無水乙醇。
[0006]—種所述的高強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/分密封攪拌100-120分鐘，出料，得聚磷酸銨改性樹脂醇液；
(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，與硅烷復合酸液混合，50-60 0C下保溫攪拌3-4小時，記為抗沖擊硅烷復合酸液；
(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，得預水解復合酯；
(6)將預水解復合酯、乙酰丙酮混合，加入到混合料重量4-6倍的無水乙醇中，在50-570C下保溫攪拌60-70分鐘，加入抗沖擊硅烷復合酸液，保溫反應2-3小時，出料，與聚磷酸銨改性樹脂醇液混合，加入氧化石墨烯，100-200轉/分攪拌17-20分鐘，過濾，將沉淀水洗3-4次，于60-65°C下鼓風干燥20-25小時，再在140-145°C下干燥1-2小時，得鈦雜化復合樹脂；
(7)將鈦雜化復合樹脂與剩余各原料混合，送入雙螺桿擠出機，擠出成型，冷卻定型，SP得所述木塑復合材料。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是: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化學鍵緊密相連，再用甲醛與聚磷酸銨表面上的三聚氰胺交聯，在聚磷酸銨表面形成了密胺甲醛樹脂，在燃燒時可以分解產生膨脹炭層，阻礙了分解產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脂，與包覆聚磷酸銨的密胺甲醛樹脂混合改性，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。
【具體實施方式】
[0008]一種高強度抗沖擊木塑材料，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%、剩余的為無水乙醇。
[0010]—種所述的高強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/分密封攪拌100分鐘，出料，得聚磷酸銨改性樹脂醇液；
(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，與硅烷復合酸液混合，50 0C下保溫攪拌3小時，記為抗沖擊硅烷復合酸液；
(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，得預水解復合酯；
(6)將預水解復合酯、乙酰丙酮混合，加入到混合料重量4倍的無水乙醇中，在50°C下保溫攪拌60分鐘，加入抗沖擊硅烷復合酸液，保溫反應2小時，出料，與聚磷酸銨改性樹脂醇液混合，加入氧化石墨烯，100轉/分攪拌17分鐘，過濾，將沉淀水洗3次，于60 0C下鼓風干燥20小時，再在140°C下干燥I小時，得鈦雜化復合樹脂；
(7)將鈦雜化復合樹脂與剩余各原料混合，送入雙螺桿擠出機，擠出成型，冷卻定型，SP得所述木塑復合材料。
[0011]性能測試:
吸水厚度膨脹率(％):<1;
靜曲強度(MPa):彡20。
【主權項】
1.一種高強度抗沖擊木塑材料，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.根據權利要求1所述的一種高強度抗沖擊木塑材料，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%、剩余的為無水乙醇。3.—種如權利要求1所述的高強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/分密封攪拌100-120分鐘，出料，得聚磷酸銨改性樹脂醇液； (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，與硅烷復合酸液混合，50-60 0C下保溫攪拌3-4小時，記為抗沖擊硅烷復合酸液； (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，得預水解復合酯； (6)將預水解復合酯、乙酰丙酮混合，加入到混合料重量4-6倍的無水乙醇中，在50-570C下保溫攪拌60-70分鐘，加入抗沖擊硅烷復合酸液，保溫反應2-3小時，出料，與聚磷酸銨改性樹脂醇液混合，加入氧化石墨烯，100-200轉/分攪拌17-20分鐘，過濾，將沉淀水洗3-4次，于60-65°C下鼓風干燥20-25小時，再在140-145°C下干燥1-2小時，得鈦雜化復合樹脂； (7)將鈦雜化復合樹脂與剩余各原料混合，送入雙螺桿擠出機，擠出成型，冷卻定型，SP得所述木塑復合材料。
【文檔編號】C08K3/32GK105860232SQ201610462487
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】劉瑩瑩
【申請人】劉瑩瑩