一种PP基木塑复合材料高效增韧剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种PP基木塑复合材料高效增韧剂及其制备方法，该高效增韧剂是由以下重量份的组分制成：POE 100份，3‑烯丙基‑1‑苄基哌啶‑4‑酮3～8份，4‑乙烯苄基缩水甘油醚1～3份，DCP 0.1～0.5份，N,N一二异丙基乙醇胺0.1～0.3份。本发明做为PP基木塑复合材料的增韧改性剂，显著提升了PP基木塑木塑界面的相容性，从而大大提高了PP基木塑复合材料的力学性能，是一种新型高效的增韧改性剂。

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种PP基木塑复合材料高效增韧剂及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料是一种新型绿色的环保材料。制备PP基木塑复合材料的主要原料是回收PP塑料和木粉、稻壳等植物纤维。PP(聚丙烯)是由丙烯聚合而成的热塑性聚合物，是一种非极性的聚合物，而植物纤维主要成份为纤维素、木质素，它们含有大量的强极性羟基和酚羟基。单纯共混木质纤维与PP塑料材料，他们之间界面相容性差，力学性能也较差。传统的增韧改性剂虽然能提高PP基木塑复合材料的力学性能，但因界面强度低，增韧效果不明显。

发明内容

为了克服上述不足之处，本发明提供一种以POE(聚烯烃弹性体)为原料，能显著提高PP基木塑复合材料性能的高效增韧剂。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种PP基木塑复合材料高效增韧剂，该高效增韧剂是由以下重量份的组分制成：

优选该高效增韧剂是由以下重量份的组分制成：

优选上述催化剂为N,N一二异丙基乙醇胺。

优选上述POE的牌号为8150。

上述PP基木塑复合材料高效增韧剂的制备方法包括以下步骤：

(1)长径比L/D＝48的双螺杆挤出机，有12个区段，2个进料口，第一进料口位于挤出机第1区段，第二个进料口位于挤出机第4区段，第二进料口与第一进料口的距离占双螺杆挤出机所有区段长度的1/3；

(2)将POE加入以100-120r/min运行速率运行的双螺杆挤出机的第一进料口； 3-烯丙基-1-苄基哌啶-4-酮，4-乙烯苄基缩水甘油醚、DCP、催化剂混合后，在 0.8～1.2mpa压力下加入第二进料口，POE接枝反应随之发生，加工温度逐渐从第一区段的120℃～130℃逐渐升高到第七区段的200℃～210℃，挤出机末段温度逐步降至150℃～160℃，其中，各区段工艺温度如下：

优选上述POE的进料速率为60-65kg/h。

优选上述混合物料的加料速率为4-5kg/h。

与现有技术比较本发明的有益效果：本发明制备一种用于PP基木塑复合材料的高效增韧改性剂-POE苄基接枝聚合物。在POE挤出加工过程中，加入含苄基的功能性单体：3-烯丙基-1-苄基哌啶-4-酮和另一种具有协同效应的功能性样体4-乙烯苄基缩水甘油醚，在DCP引发剂的作用下在POE分子链上发生接枝反应。因其分子链上引入了含苄基基团的3-烯丙基-1-苄基哌啶-4-酮和4-乙烯苄基缩水甘油醚，接枝反应后得到POE接枝聚合物。本发明产品做为PP基木塑复合材料的增韧改性剂，使PP塑料与植物纤维二者的界面达到分子间的融合，显著提升了PP基木塑木塑界面的相容性，从而大大提高了PP基木塑复合材料的力学性能，是一种新型高效的增韧改性剂。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明进行进一步解释说明：

实施例1

配方：

制备工艺如下：

(1)长径比L/D＝48的双螺杆挤出机，有十二个区段，2个进料口，第一个进料口位于挤出机第一区段，第二个进料口位于挤出机第四个区段，第二进料口与第一进料口的距离占双螺杆挤出机所有区段长度的1/3；

(2)将POE加入以120r/min运行速率的双螺杆挤出机第一进料口；3-烯丙基-1-苄基哌啶-4-酮，4-乙烯苄基缩水甘油醚、DCP、催化剂N,N一二异丙基乙醇胺混合后，在0.8～1.2mpa压力下加入第二进料口，POE接枝反应随之发生，加工温度逐渐从第一区段的120℃～130℃逐渐升高到第七区段的200℃～210℃，挤出机末段温度逐步降至150℃～160℃，其中，POE的进料速率为65kg/h，混合物料的加料速率为4.2kg/h，各区段工艺温度如下：

实施例2

制备工艺如下：

(1)长径比L/D＝48的双螺杆挤出机，有十二个区段，2个进料口，第一个进料口位于挤出机第一区段，第二个进料口位于挤出机第四个区段，第二进料口与第一进料口的距离占双螺杆挤出机所有区段长度的1/3；

(2)将POE加入以120r/min运行速率的双螺杆挤出机第一进料口；3-烯丙基-1-苄基哌啶-4-酮，4-乙烯苄基缩水甘油醚、DCP、催化剂N,N一二异丙基乙醇胺混合后，在0.8～1.2mpa压力下加入第二进料口，POE接枝反应随之发生，加工温度逐渐从第一区段的120℃～130℃逐渐升高到第七区段的200℃～210℃，挤出机末段温度逐步降至150℃～160℃，其中，POE的进料速率为60kg/h，混合物料的加料速率为4.5kg/h，各区段工艺温度如下：

测试对比

试验配方1#(未添加增韧改性剂)

试验配方2#(按照实施例1方案得到POE苄基接枝聚合物)

试验配方3#(用其他增韧改性剂)选用POE-G-MAH

PP基木塑复合材料的制备工艺：

①白杨木粉预处理工艺

将木粉过筛后，置于鼓风干燥箱中烘干出去头份，烘干温度为110℃，干燥时间为3.5小时。

②将PP回收料、增韧剂、硬脂酸锌、EBS润滑剂、抗氧剂1010置于高速混合机中混合3分钟左右，然后将处理好的白杨木粉将入高速混合机中，在高速混合机60℃～70℃温度下混合2～3分钟后下料备用。(白杨木粉最后加入是为了使混合物更加均匀)

③将制备好的混合物放于双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出机长径比L/D＝32，有 8个区段，进料口位于双螺杆挤出机的第一区段即第一进料口。

④PP基木塑复合材料制备好的混合物，以75kg/h的进料速率加入位于第一进料口，双螺杆挤出机运行速率为65r/min。

⑤挤出工艺温度为：

⑥挤出造粒后，将粒料置于100℃真空烘箱中干燥4小时后，分别进行压片制样品和注塑制样品(样品为测试所用)

测试性能比对表：

上述特殊材料购买来源：

3-烯丙酸-1-苄基哌啶-4-酮(上海书亚医药科技有限公司)

4-乙烯苄基缩水甘油醚(湖北欣欣佳丽生物科技有限公司)

POE-G-MAH(南京塑泰高分子科技有限公司) 。