一种提高ABS基木塑复合材料抗变色与力学性能的方法

摘要

本发明属于木塑复合材料领域，特别涉及一种提高ABS基木塑复合材料抗变色与力学性能的方法，尤其是采用有机粘土预处理生物质材料。包括有机粘土改性合成树脂液配制，预处理生物质材料和制造ABS基木塑复合材料。有机粘土改性氨基树脂液组成（重量比）：有机粘土为氨基树脂量1~20%（重量比）；预处理液的添加量为生物质材料的5~20%（重量比）；改性方法为喷胶或淋胶，然后60℃以下干燥至含水率低于5%。ABS基木塑复合材料（其中生物质量为20~50%（重量比））采用共混造粒和挤出或注塑成型方法获得，ABS基木塑复合材料亮度提高40%，弯曲性能≥66MPa，拉伸性能≥38MPa。本发明方法原料来源广泛，配置简单，使用方便、效果显著和成本低廉等优点。

说明书

技术领域

本发明属于木塑复合材料领域，特别涉及一种提高ABS基木塑复合材料抗变色与力学性能的方法，尤其是采用有机粘土预处理生物质材料。

背景技术

生物质材料如木粉、秸秆和竹材及其纤维等与热塑性高聚物共混成型等制备生物质/聚合物复合材料，具有生物质材料和聚合物两种材料的双重优点。据专家预测，今后几年我国的产业规模将会以年均20%的速度增长。但该生物质复合类材料的基体聚合物如聚乙烯塑料等奠定了复合材料的物理力学性能基础，需要进行增强、抗蠕变，加上大多数非极性聚合物基体与极性生物质材料的界面相粘附问题，进一步降低了其性能，特别是抗弯和韧性等，制约其在园林景观和木结构等承重场合中的应用如亭和景观建筑等。虽然玻璃纤维、有机纤维和蒙脱土可以提高其力学性能，但还达不到工程材料的苛刻要求。因此，发展高性能生物质\塑料复合材料意义重大。

丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料，苯乙烯组分为ABS树脂提供硬度、刚性、加工流动性及表面光洁度，丁二烯组分为ABS树脂提供抗冲击性，丙烯腈组分为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀性质。但ABS树脂的加工温度（180-250℃）范围内生物质填充材料特别容易降解是ABS基复合材料发展中遇到的主要障碍,严重影响到材料的外观和性能。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出一种提高ABS基木塑复合材料抗变色与力学性能的方法，尤其是采用有机粘土预处理生物质材料。结果表明， ABS基复合材料的变色性能得到显著抑制，力学性能提高。本发明对开辟户外园林景观和木结构等结构用材的新种类，对促进农林生物质资源的高效利用具有重要意义。

本发明提高ABS基木塑复合材料抗变色与力学性能的方法，其特征是包括有机粘土改性氨基树脂液配制，改性生物质材料预处理和ABS基木塑复合材料制备；所述有机粘土改性氨基树脂液采用有机粘土和氨基树脂液混合配制；所述改性生物质材料预处理将上述配制的处理液施加到生物质材料表面，改性液添加量为生物质材料的5~20%（重量比），干燥，备用；所述ABS基木塑复合材料制备是将ABS工程塑料和改性后生物质材料共混制备,其中生物质量为20~50%（重量比）。

所述的有机粘土为氨基树脂量的1~20%（重量比）。

所述的氨基树脂为三聚氰胺浸渍树脂、脲醛树脂或三聚氰胺改性脲醛树脂，粘度≥20 mPa·s,固含量40~55%，pH=7.0~9.5。

本发明所述生物质材料为木纤维或刨花，竹纤维或刨花和秸秆纤维和刨花等。

本发明所述改性方法是喷胶或淋胶，然后60℃以下干燥至含水率低于5%。

本发明所述ABS基木塑复合材料采用共混造粒和挤出或注塑成型方法获得。

本发明的ABS基木塑复合材料亮度提高40%，弯曲性能≥66MPa，拉伸性能≥38Mp，本发明方法具有原料来源广泛，配置简单，使用方便、效果显著和成本低廉等优点。

具体实施方式

下面的实施例阐述提高ABS基木塑复合材料抗变色与力学性能的方法，主要包括有机粘土改性氨基树脂液配制，预处理生物质材料和制造ABS基木塑复合材料。

实施实例1：

按重量比取90%三聚氰胺（粘度≥30mPa·s,固含量45%）和10%的有机粘土，混合，搅拌均匀；在拌胶机中按秸秆粉质量比10%施加改性液，干燥至含水率≤5%，备用；然后按照ABS塑料和秸秆粉重量比为70:30共混造粒和注塑成型获得ABS基木塑复合材料。结果表明，ABS基木塑复合材料亮度提高40%，弯曲性能≥66MPa，拉伸性能≥38MPa。性能比较如下：

性能对比如下：

处理前处理后弯曲性能（MPa）64.771.0拉伸性能（MPa）34.844.1

。实施实例2：

按重量比取85%脲醛树脂（粘度≥35mPa·s,固含量45%）和15%的有机粘土，混合，搅拌均匀；在拌胶机中按秸秆粉质量比20%施加改性液，干燥至含水率≤5%，备用；然后按照ABS塑料和秸秆粉重量比为60:40, 共混造粒和注塑成型获得ABS基木塑复合材料。结果表明，ABS基木塑复合材料亮度提高60%，弯曲性能≥68MPa，拉伸性能≥40MPa。

实施实例3：

按重量比取85%三聚氰胺树脂（粘度≥30mPa·s,固含量45%）和15%的有机粘土，混合，搅拌均匀；在拌胶机中按木粉质量比15%施加改性液，干燥至含水率≤5%，备用；然后按照ABS塑料和秸秆粉重量比为重量比50:50, 共混造粒和注塑成型获得ABS基木塑复合材料。结果表明，ABS基木塑复合材料亮度提高75%，弯曲性能≥67MPa，拉伸性能≥39MPa。

实施实例4：

按重量比取95%三聚氰胺改性脲醛树脂（粘度≥30mPa·s,固含量45%）和5%的有机粘土，混合，搅拌均匀；在拌胶机中按木粉质量比5%改性液，干燥至含水率≤5%，备用；然后按照ABS塑料和秸秆粉重量比为70:30共混造粒和注塑成型获得ABS基木塑复合材料。结果表明，ABS基木塑复合材料亮度提高53%，弯曲性能≥64MPa，拉伸性能≥40MPa。

通过以上数据可以看出，本发明的ABS基木塑复合材料亮度提高40%，弯曲性能≥66MPa，拉伸性能≥38Mpa，本发明方法具有原料来源广泛，配置简单，使用方便、效果显著和成本低廉等优点。