一種熱塑性復(fù)合材料及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種熱塑性復(fù)合材料，包括：100重量份的塑料基材；10～43重量份的玉米秸稈纖維粉；1.0～3.0重量份的助劑；所述塑料基材包括回收聚苯乙烯、回收高密度聚乙烯和苯乙烯?丁二烯?苯乙烯嵌段聚合物。本申請(qǐng)通過在熱塑性復(fù)合材料中添加玉米秸稈纖維粉，使熱塑性復(fù)合材料具有環(huán)保性，且力學(xué)性能較好。

Thermoplastic composite material and preparation method thereof

The invention provides a thermoplastic composite material, including plastic substrate 100 weight portions; corn straw fiber powder 10 to 43 weight portions; 1 to 3 parts by weight of additives; the plastic substrate including recycled polystyrene, Recycled HDPE and styrene butadiene styrene block copolymer. By adding corn stalk fiber powder in the thermoplastic composite material, the thermoplastic composite has environmental protection and good mechanical property.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種熱塑性復(fù)合材料及其制備方法
本專利技術(shù)涉及復(fù)合材料
，尤其涉及一種熱塑性復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
玉米秸桿在禾本科植物中較為粗壯，長(zhǎng)度為0.8～3m，直徑為2～4.5cm，有明顯的節(jié)和節(jié)間。每畝玉米可產(chǎn)玉米秸稈400～500kg。玉米秸桿主要由葉和莖組成，其中莖又由外皮和髓組成。采用光學(xué)顯微鏡可在玉米莖桿的橫截面上看到3種組成：表皮組織、基本薄壁組織和微管組織。表皮是植物莖桿最外層細(xì)胞，是一種長(zhǎng)細(xì)胞與兩個(gè)短細(xì)胞交替排列，幾乎充滿SiO2和另一種具有栓質(zhì)化的細(xì)胞組成短細(xì)胞。由于礦質(zhì)化和栓質(zhì)化，玉米秸表皮含有較多的玉米秸硅化物和蠟質(zhì)。玉米秸桿中的纖維長(zhǎng)度一般在520～1550μm，兩端尖削，胞壁上有顯著的節(jié)紋而少紋孔。玉米秸的主要成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、粗蛋白、脂肪和水。其中，纖維素是不溶于水的均一聚糖；它是由D-葡萄糖基構(gòu)成的直鏈狀高分子化合物，纖維素大分子中的D-葡萄糖基之間與纖維素二糖以聯(lián)結(jié)的方式連接，纖維素二糖的C1位上保持著半縮醛的形式，有還原性，而在C4上留有一個(gè)自由羥基，纖維素具有特性的X射線圖；半纖維素是除纖維素和果膠以外的植物細(xì)胞壁聚糖，與纖維素不同，半纖維素是兩種或兩種以上單糖組成的不均一聚糖，分子量較低，聚合度小，大多帶有支鏈。因此，構(gòu)成纖維素的主要單糖包括木糖、甘露糖和葡萄糖；構(gòu)成半纖維素的主要單糖是：半乳糖、阿拉伯糖、木糖葡萄糖、巖藻糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸。木質(zhì)素是一種天然的高分子聚合物，是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵和碳-碳鍵連接而成、具有三維結(jié)構(gòu)的芳香族高分子化合物。玉米秸的木質(zhì)素屬于愈瘡木基-紫丁香基木質(zhì)素類，基本結(jié)構(gòu)單元為愈瘡木基和紫丁香基，含有少量的對(duì)羥基苯基，紫丁香基與愈創(chuàng)木基之間的比例為0.5～1.0。木質(zhì)素中主要含有7％～12％的酯基化合物，含碳量達(dá)60％～66％。木質(zhì)素的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定性，使玉米秸較易蒸煮。目前，熱塑性復(fù)合材料大多采用純塑料注塑，消耗大量石化資源、污染環(huán)境，關(guān)鍵力學(xué)性能也不是很理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題在于提供一種熱塑性復(fù)合材料，本申請(qǐng)?zhí)峁┑臒崴苄圆牧铣杀镜停h(huán)保性好，且力學(xué)性能優(yōu)異。有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N熱塑性復(fù)合材料，包括：塑料基材100重量份；玉米秸稈纖維10～43重量份；助劑1.0～3.0重量份；所述塑料基材包括回收聚苯乙烯、回收高密度聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物。優(yōu)選的，所述塑料基材中，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物為所述回收聚苯乙烯和回收高密度聚乙烯之和的10wt％～30wt％；所述回收聚苯乙烯和回收高密度聚乙烯的質(zhì)量比為10：(3～10)。優(yōu)選的，所述熱塑性復(fù)合材料中還包括馬來酸酐接枝聚丙烯，所述馬來酸酐接枝聚丙烯的含量為1.0～4.3重量份。優(yōu)選的，所述玉米秸稈纖維的含量為15～43重量份。優(yōu)選的，所述助劑包括色素炭黑、抗氧劑和偶聯(lián)劑中的一種或多種。優(yōu)選的，所述助劑包括1.0～2.5重量份的色素炭黑，0.25～0.50重量份的抗氧劑300。本申請(qǐng)還提供了上述方案所述的熱塑性復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：將玉米秸稈纖維粉與助劑混合后再加入回收聚苯乙烯、回收高密度聚乙烯與苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物；將所述混合料擠出造粒，得到熱塑性復(fù)合材料。優(yōu)選的，所述玉米秸稈粉與所述助劑混合之前還包括：將所述玉米秸稈纖維粉進(jìn)行低速攪拌，再進(jìn)行高速攪拌，然后加熱至100～105℃；所述低速攪拌的轉(zhuǎn)速為700～800r/min，時(shí)間為5～10min，所述高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1200～1500r/min，時(shí)間為25～30min。優(yōu)選的，所述混合的溫度為120～127℃。優(yōu)選的，所述擠出的溫度為120～200℃。本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N熱塑性復(fù)合材料，其包括：回收聚苯乙烯、回收高密度聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物、玉米秸稈纖維與助劑，其中，玉米秸稈纖維作為熱塑性復(fù)合材料的填料，使熱塑性復(fù)合材料成本低、環(huán)保性好；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物作為增容劑，使塑料基材的相容性改善，從而增強(qiáng)了復(fù)合材料的力學(xué)性能。具體實(shí)施方式為了進(jìn)一步理解本專利技術(shù)，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本專利技術(shù)的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本專利技術(shù)權(quán)利要求的限制。本專利技術(shù)實(shí)施例公開了一種熱塑性復(fù)合材料，包括：塑料基材100重量份；玉米秸稈纖維10～43重量份；助劑1.0～3.0重量份；所述塑料基材包括回收聚苯乙烯、回收高密度聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物。本申請(qǐng)中的塑料基材為基體原料，對(duì)于其來源本申請(qǐng)對(duì)此沒有特別的限制。作為優(yōu)選方案，本申請(qǐng)中所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物的含量為所述回收聚苯乙烯和回收高密度聚苯乙烯總量的10wt％～30wt％，示例的，可為12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、28wt％。所述回收聚苯乙烯和回收高密度聚乙烯的質(zhì)量比優(yōu)選為10:30～10。所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物縮寫為SBS，本申請(qǐng)所述SBS為熱塑性彈性體，其作為塑料基材的相容劑。若本申請(qǐng)中的熱塑性復(fù)合物中缺少SBS則其力學(xué)性能差，表現(xiàn)為熱塑性復(fù)合材料特別脆弱，容易斷裂；但是SBS加入量太多，則對(duì)熱塑性復(fù)合材料的拉伸模量、彎曲模量會(huì)降低很多，拉伸強(qiáng)度也會(huì)降低。本申請(qǐng)對(duì)所述SBS的來源沒有特別的限制，為市售產(chǎn)品或按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備方法制備得到。本申請(qǐng)以玉米秸稈纖維作為熱塑性復(fù)合材料的填料，其對(duì)熱塑性復(fù)合材料還具有增強(qiáng)作用。所述玉米秸稈纖維的含量為10～43重量份，該含量是以回收聚苯乙烯和回收高密度聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物為基準(zhǔn)的，所述玉米秸稈的含量?jī)?yōu)選為10～40重量份，更優(yōu)選為15～32重量份，示例的，優(yōu)選為18、20、23、25、28、30或35(重量份)。所述玉米秸稈纖維的細(xì)度優(yōu)選為60～80目。按照本專利技術(shù)，所述助劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的助劑，對(duì)此本申請(qǐng)沒有特別的限制。作為優(yōu)選方案，本申請(qǐng)所述助劑包括色素炭黑、抗氧劑、硅烷偶聯(lián)劑、熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑中的一種或多種；所述優(yōu)選為色素炭黑，所述偶聯(lián)劑優(yōu)選為KH-550硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述KH-550硅烷偶聯(lián)劑具體為氨丙基三乙氧基硅烷。所述抗氧劑優(yōu)選為抗氧劑300(4,4'-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或4,4'-硫代雙(6-叔丁基間甲酚))。所述助劑中具體添加何種物質(zhì)，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行添加。示例的，所述色素炭黑的含量為1.0～2.5重量份，抗氧劑300的含量為0.25～0.50重量份。本申請(qǐng)通過在熱塑性復(fù)合材料中添加回收聚苯乙烯、回收高密度聚乙烯、SBS、玉米秸稈纖維與助劑，降低成本的同時(shí)，使熱塑性復(fù)合材料的力學(xué)性能較好。本申請(qǐng)所述熱塑性復(fù)合材料中還優(yōu)選包括馬來酸酐接枝聚丙烯，其作為塑料基材與玉米秸稈纖維粉的高分子偶聯(lián)劑使用，可進(jìn)一步提高熱塑性復(fù)合材料的力學(xué)性能。本申請(qǐng)還提供了一種熱塑性復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：將玉米秸稈纖維粉與助劑混合后再加入回收聚苯乙烯、回收高密度聚苯乙烯中與苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物，得到混合料；將所述混合料擠出造粒，得到熱塑性復(fù)合材料。在制備熱塑性復(fù)合材料的過程中，作為優(yōu)選方案，在玉米秸稈纖維粉與本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種熱塑性復(fù)合材料，包括：塑料基材?????????100重量份；玉米秸稈纖維?????10～43重量份；助劑?????????????1.0～3.0重量份；所述塑料基材包括回收聚苯乙烯、回收高密度聚乙烯和苯乙烯?丁二烯?苯乙烯嵌段聚合物。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種熱塑性復(fù)合材料，包括：塑料基材100重量份；玉米秸稈纖維10～43重量份；助劑1.0～3.0重量份；所述塑料基材包括回收聚苯乙烯、回收高密度聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性復(fù)合材料，其特征在于，所述塑料基材中，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物為所述回收聚苯乙烯和回收高密度聚乙烯之和的10wt％～30wt％；所述回收聚苯乙烯和回收高密度聚乙烯的質(zhì)量比為10：(3～10)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性復(fù)合材料，其特征在于，所述熱塑性復(fù)合材料中還包括馬來酸酐接枝聚丙烯，所述馬來酸酐接枝聚丙烯的含量為1.0～4.3重量份。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性復(fù)合材料，其特征在于，所述玉米秸稈纖維的含量為15～43重量份。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性復(fù)合材料，其特征在于，所述助劑包括色素炭黑、抗氧劑和偶聯(lián)劑中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求5...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姜建華，王哲，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：長(zhǎng)春遠(yuǎn)洋特種工業(yè)材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：吉林,22