一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑及其制備方法，包括表面改性長纖維、造粒、擠出三個步驟，將經(jīng)過表面改性處理的長纖維用于增強(qiáng)木塑材料，相容性好，長纖維加入的位置越過了螺桿的剪切位置，所以長纖維在擠出成型工藝中無剪切力作用，不會被破壞，因而得到的木塑內(nèi)形成了連續(xù)纖維分布，結(jié)合合理選擇各組分的重量份數(shù)，最終得到的產(chǎn)品的彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量、抗沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能都得到了顯著的提升。
【專利說明】一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種木塑材料，具體涉及一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑及其制備方法，屬于材料領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]普通木塑材料的強(qiáng)度較低，只能用于低端場所，為了提高木塑的強(qiáng)度，采用纖維增強(qiáng)不失為一個好的方法。現(xiàn)有技術(shù)中的纖維增強(qiáng)，一般是將玻璃纖維或芳綸纖維用硅烷偶聯(lián)劑處理，再切斷成短纖維，和木粉、塑料等混合造粒擠出，造粒過程中，原本的長纖維被螺桿剪切，一般來說，產(chǎn)品中的纖維長度小于2mm，無法發(fā)揮長纖維本身較好的增強(qiáng)效果，所得產(chǎn)品彎曲強(qiáng)度僅能達(dá)到25-28MPa，彎曲彈性模量2500_3000MPa，抗沖擊強(qiáng)度5_8kJ/m2，增強(qiáng)效果不明顯。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的木塑及其制備方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0005]一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑，包含如下組分且各組分的重量份數(shù)分別為:改性長纖維:
0.1-0.5份；木纖維:40-65份 ；廢塑料PE或PP:30-40份；相容劑:3_5份；潤滑劑3-6份。
[0006]前述改性長纖維是由長卷玻璃纖維或芳綸纖維浸泡或以一定速度通過裝有改性劑的溶劑槽中而制成的，所述改性劑包括如下組分且各組分的重量份數(shù)分別為:馬來酸酐:10-20份；環(huán)氧樹脂預(yù)聚物:40-70份；N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺:5_30份。
[0007]前述潤滑劑包括硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、石蠟的一種或幾種。
[0008]前述相容劑為馬來酸酐接枝PE。
[0009]前述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑的制備方法，包括如下步驟:
[0010]S1、表面改性長纖維:將10-20份馬來酸酐、40-70份環(huán)氧樹脂預(yù)聚物、5_30份N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺混合均勻制成改性劑置于一溶劑槽內(nèi)，然后將長卷玻璃纖維或芳綸纖維以l-2m/min的速度通過溶劑槽內(nèi)，纖維浸入改性劑中，然后再以l_3m/min的速度將纖維通過微波干燥箱干燥成卷；
[0011]S2、造粒:將木纖維:40-65份、廢塑料PE或PP:30_40份、馬來酸酐接枝PE相容劑:3-5份、潤滑劑3-6份混合造粒；
[0012]S3、擠出:將步驟S2造粒后的物料加入錐形雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出成型，錐形雙螺桿擠出機(jī)共有按進(jìn)料方向順序設(shè)置的四個區(qū)，第四區(qū)與合流芯交接處開兩個孔，孔直徑5-10mm，成卷的經(jīng)表面處理的玻璃纖維或芳綸纖維插入兩個孔中，玻璃纖維或芳綸纖維的重量份為0.1-0.5份，混合擠出得到連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑。
[0013]步驟SI中，干燥溫度為60_80°C。
[0014]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明將經(jīng)過表面改性處理的長纖維用于增強(qiáng)木塑材料，相容性好，長纖維加入的位置越過了螺桿的剪切位置，所以長纖維在擠出成型工藝中無剪切力作用，不會被破壞，因而得到的木塑內(nèi)形成了連續(xù)纖維分布，結(jié)合合理選擇各組分的重量份數(shù)，最終得到的產(chǎn)品的彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量、抗沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能都得到了顯著的提升。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0016]實(shí)施例1
[0017]S1、表面改性長纖維:將10份馬來酸酐、70份環(huán)氧樹脂預(yù)聚物、20份N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺混合均勻制成改性劑置于一溶劑槽內(nèi)，然后將長卷玻璃纖維以lm/min的速度通過溶劑槽內(nèi)，纖維浸入改性劑中，然后再以lm/min的速度將纖維通過微波干燥箱干燥成卷，干燥溫度為70°C ;改性劑的三種原料均與長纖維表面發(fā)生反應(yīng)，因而改性后的長纖維與木塑的相容性好，從而使其能夠成功地應(yīng)用于木塑材料中；
[0018]S2、造粒:將木纖維:55份、廢塑料PE:35份、馬來酸酐接枝PE相容劑:5份、潤滑劑5份混合造粒；
[0019]S3、擠出:將步驟S2造粒后的物料加入錐形雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出成型，錐形雙螺桿擠出機(jī)共有按進(jìn)料方向順序設(shè)置的四個區(qū)，第四區(qū)與合流芯交接處開兩個孔，孔直徑6_，成卷的經(jīng)表面處理的玻璃纖維插入兩個孔中，玻璃纖維的重量份為0.5份，混合擠出得到連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑。這樣一來，長纖維的加入位置越過了螺桿的剪切位置，擠出工藝過程中長纖維不會受到剪切力的作用，所以長纖維不會被破壞，在木塑型材內(nèi)形成連續(xù)纖維分布，力學(xué)性能得到顯著提升。
[0020]實(shí)施例2
[0021]實(shí)施例2與實(shí)施例1大致相同，區(qū)別之處在于組分含量和工藝參數(shù)有所差別，具體如下。
[0022]S1、表面改性長纖維:將20份馬來酸酐、50份環(huán)氧樹脂預(yù)聚物、30份N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺混合均勻制成改性劑置于一溶劑槽內(nèi)，然后將長卷玻璃纖維以2m/min的速度通過溶劑槽內(nèi)，纖維浸入改性劑中，然后再以3m/min的速度將纖維通過微波干燥箱干燥成卷，干燥溫度為80°C ；
[0023]S2、造粒:將木纖維:64份、廢塑料PE:30份、馬來酸酐接枝PE相容劑:3份、潤滑劑3份混合造粒；
[0024]S3、擠出:將步驟S2造粒后的物料加入錐形雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出成型，錐形雙螺桿擠出機(jī)共有按進(jìn)料方向順序設(shè)置的四個區(qū)，第四區(qū)與合流芯交接處開兩個孔，孔直徑5_，成卷的經(jīng)表面處理的玻璃纖維插入兩個孔中，玻璃纖維的重量份為0.2，混合擠出得到連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑。
[0025]實(shí)施例3
[0026]實(shí)施例3與實(shí)施例1大致相同，區(qū)別之處在于組分含量和工藝參數(shù)有所差別，具體如下。
[0027]S1、表面改性長纖維:將20份馬來酸酐、60份環(huán)氧樹脂預(yù)聚物、20份N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺混合均勻制成改性劑置于一溶劑槽內(nèi)，然后將長卷芳綸纖維以1.5m/min的速度通過溶劑槽內(nèi)，纖維浸入改性劑中，然后再以2m/min的速度將纖維通過微波干燥箱干燥成卷，干燥溫度為60°C ；
[0028]S2、造粒:將木纖維:40份、廢塑料PP:35份、馬來酸酐接枝PE相容劑:4份、潤滑劑3份混合造粒；
[0029]S3、擠出:將步驟S2造粒后的物料加入錐形雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出成型，錐形雙螺桿擠出機(jī)共有按進(jìn)料方向順序設(shè)置的四個區(qū)，第四區(qū)與合流芯交接處開兩個孔，孔直徑10mm，成卷的經(jīng)表面處理的玻璃纖維插入兩個孔中，芳綸纖維的重量份為0.3，混合擠出得到連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑。
[0030]性能檢測
[0031]為了更好地說明本發(fā)明，下面對各實(shí)施例得到的木塑材料的性能進(jìn)行測試，采用行業(yè)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)測試方法對產(chǎn)品進(jìn)行彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量及抗沖擊強(qiáng)度測試，同時(shí)，結(jié)合對比例進(jìn)行比較，對比例為市購的纖維增強(qiáng)木塑(如【背景技術(shù)】部分所述)，測試結(jié)果見表1。
[0032]

【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑，其特征在于，包含如下組分且各組分的重量份數(shù)分別為: 改性長纖維:0.1-0.5份; 木纖維:40-65份； 廢塑料PE或PP:30-40份； 相容劑:3-5份； 潤滑劑3-6份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑，其特征在于，所述改性長纖維是由長卷玻璃纖維或芳綸纖維浸泡或以一定速度通過裝有改性劑的溶劑槽中而制成的，所述改性劑包括如下組分且各組分的重量份數(shù)分別為: 馬來酸酐:10-20份； 環(huán)氧樹脂預(yù)聚物=40-70份； N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺:5-30份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑，其特征在于，所述潤滑劑包括硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、石蠟的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝PE。
5.如權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、表面改性長纖維:將10-20份馬來酸酐、40-70份環(huán)氧樹脂預(yù)聚物、5-30份N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺混合均勻制成改性劑置于一溶劑槽內(nèi)，然后將長卷玻璃纖維或芳綸纖維以l-2m/min的速度通過溶劑槽內(nèi)，纖維浸入改性劑中，然后再以l_3m/min的速度將纖維通過微波干燥箱干燥成卷； 52、造粒:將木纖維:40-65份、廢塑料PE或PP:30-40份、馬來酸酐接枝PE相容劑:3_5份、潤滑劑3-6份混合造粒； S 3、擠出:將步驟S 2造粒后的物料加入錐形雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出成型，錐形雙螺桿擠出機(jī)共有按進(jìn)料方向順序設(shè)置的四個區(qū)，第四區(qū)與合流芯交接處開兩個孔，孔直徑5-10mm，成卷的經(jīng)表面處理的玻璃纖維或芳綸纖維插入兩個孔中，玻璃纖維或芳綸纖維的重量份為0.1-0.5份，混合擠出得到連續(xù)纖維增強(qiáng)木塑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟SI中，干燥溫度為60-80。。。
【文檔編號】C08L23/12GK104073013SQ201410310887
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】何軍, 許世華, 李靖, 戴東花, 嚴(yán)永剛, 陳龍 申請人:江蘇旭華圣洛迪建材有限公司