專利名稱：：木塑復合材料及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及復合材料領域，具體涉及一種木塑復合材料及其制備方法。
背景技術：
：木塑復合材料(WPC)是由熱塑性塑料與植物纖維復合制備而成，該材料具有與硬木相當?shù)目箟?，抗沖擊等物理機械性能，熱伸縮性、吸水性均比木材小，因此可廣泛應用于室內外地板、門、墻板，花箱，柵欄，桌椅凳條，各種橋、亭、架等戶外建筑。木塑復合材料在戶外使用時，其紫外線耐久性較差，是因為木粉和普通塑料的耐老化性能均欠佳，木粉的加入加速了WPC的光降解，對WPC制品進行加速耐候實驗發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)褪色和性能變差現(xiàn)象，而性能變差現(xiàn)象歸因于表面氧化、基體結晶性能變化，以及吸濕后制品界面層降解等原因(StarkN.M.，MatuanaL.M.,ClemonsC.M..Effectofprocessingmethodonsurfaceandweatheringcharacteristicsofwood-flour/HDPEcomposites[J])。目前，有研究報道采用鐵酸鋅、苯并三唑類紫外吸收劑(StarkN.M.,MatuanaLM..Influenceofphotostabilizersonwoodflour/HDPEcompositesexposedtoxenon-arcradiationwithandwithoutwaterspray[J].PolymDegradStab,2006,91(12):3048-3056)、位阻胺類光穩(wěn)定劑、鉻砷酸銅等，來提高現(xiàn)有聚烯烴基或聚氯乙烯(PVC)基木塑復合材料的抗紫外線性能，阻止木塑材料褪色及物理機械性能惡化。而釆用一些耐輻照性能強的樹脂作為木塑復合材料的基體材料，來提高其耐侯性的鮮有報道。聚偏氟乙烯(PVDF)是一種低熔點、可熔融加工的高性能結晶型氟塑料，它具有優(yōu)良的耐候性能，其薄膜制品經(jīng)紫外輻照3000h對力學性能幾乎無影響。
發(fā)明內容本發(fā)明提供了一種木塑復合材料，其具有優(yōu)良的力學性能、低吸水率及較好的表觀形貌。本發(fā)明還提供了一種木塑復合材料的制備方法，采用氟硅烷偶聯(lián)劑對木粉表面進行處理，將改性木粉與聚合物基體進行熔融復合制備木塑復合材料，該制備方法才喿作筒單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。一種木塑復合材料，由下列重量百分比的原料制成改性木粉1%~70%聚合物基體25%~99%加工助劑0~5%;所述的改性木粉的制備方法為將木粉用堿溶液浸泡后洗滌至中性，烘干后得到預處理后的木粉，將預處理后的木粉在pH為2~6.5的含偶聯(lián)劑的乙醇水溶液中攪拌0.5-5小時，經(jīng)過濾、干燥后在100130。C熱處理1.5~3小時，得到改性木粉，其中偶聯(lián)劑與預處理后的木粉的質量比優(yōu)選為0.001~0.1。由于木粉中包含了纖維素、半纖維素、木質素及其他小分子酯類物質，為了增強木粉(即木質纖維素)與聚合物基體的復合效果，得到力學性能優(yōu)良的復合材料，需事先用堿溶液對木粉進行表面改性處理，去除木粉中的半纖維素、小分子酯類等不穩(wěn)定物質。如圖1所示，a譜圖對應的半纖維素不均聚糖及小分子酯類物質上C-O的伸縮振動吸收峰1740cm-l和C-0的伸縮振動吸收峰1245cm-l在b語圖中不再存在，說明木粉經(jīng)堿液浸泡脫膠后可以去除半纖維素和小分子酯類物質，這有利于促進氟硅烷在木粉表面產(chǎn)生化學4定合反應。所述的堿溶液優(yōu)選濃度為O.l~10mol/L的NaOH水溶液，因為該堿溶液能夠較好地剝除半纖維素、小分子酯類等不穩(wěn)定物質，促進偶聯(lián)劑與木粉進一步的鍵合。所述的偶聯(lián)劑為含氟的長鏈硅烷，分子式為CF3(CF2)mCH2CH2Si(OCnH2n+1)3,m=0~7，n=l~2;優(yōu)選三氟丙基三甲氧基硅烷(TF3)、十七氟癸基三曱氧基硅烷(TF17)等含氟有機硅烷中的一種或兩種。所述的聚合物基體為含氟的熱塑性高分子材料，可選用聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氟乙烯、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯與全氟正丙基乙烯基醚共聚物、三氟氯乙烯均聚物或三氟氯乙烯共聚物。所述的加工助劑為本領域常用的相容劑，如馬來酸酐*接枝共聚物等，添加適量的劑量可進一步改善木粉與聚合物基體樹脂的粘合性。所述的木粉可選用杉木木粉等本領域常用木粉，由于目數(shù)越高顆粒表面的平整度越高，與聚烯烴基體樹脂的復合效果好，但目數(shù)過高不利于木粉在聚烯烴基體樹脂中的均勻分散，因此優(yōu)選顆粒度為60-120目的木粉，最優(yōu)選顆粒度為80目的木4分。一種木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟將改性木粉、聚合物基體和加工助劑一起在高速混合機中預混10~20min,預混溫度為35~70°C,再在雙螺桿4齊出才幾中熔融共混才齊出造粒，然后注塑成型制得木塑復合材料。根據(jù)木粉的耐熱溫度及聚合物基體的熔融加工溫度，可將熔融擠出或注塑的熔融段溫度控制在155~200°C。本發(fā)明制得的耐水木塑復合材料采用如下方法進行測試及表征1.拉伸性能測試按照GB/T1040-1992標準，樣t機控制電子萬能試驗機(RG2000-10，深圳瑞格爾儀器有P艮公司)。2.沖擊性能測試按照GB/T1043-1993標準，懸臂梁缺口沖擊測試，CeastResil沖擊測試儀(意大利Ceast公司)。3.吸水性能(30°C):按照恒溫浸漬試驗方法測試(SoniaM.B.Nachtigall，GrazielaS.Cerveira，SimoneM丄.Rosa，Newpolymeric-couplingagentforpolypropylene/wood-flourComposites[J].PolymerTesting,2007,26(5):619-628)，吸水率(％)=(W-W。d)/W。dxl00，W為移去表面水，烘干前的重量，W。d為105。C烘干24h后的重量。4.紅外分析傅立葉變換紅外光鐠儀(AVATAR360FT-IR,Nicolet),試樣粉末與KBr以質量比1:50混合研磨均勻后壓片，在4000~400cm"范圍內攝譜。5.材料斷面型貌分析場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SIRION，F(xiàn)EI,Holland),觀測前用IB-5型離子濺射儀在液氮冷凍脆斷材料表面上噴金形成導電層，附帶EDX能譜儀分析木粉表面元素相對含量。用SEM-EDX能譜儀對經(jīng)TF3及TF17兩種氟硅烷處理后的木粉進行能譜面掃描(掃描區(qū)域放大倍率為x100),獲得了木粉表面元素的質量及摩爾百分含量比值(如表1所示)。由表可知，TF3及TF17水解后產(chǎn)生的硅醇基團均與木粉表面的羥基產(chǎn)生了化學鍵合，經(jīng)過120。C高溫熱處理后，不同硅烷鏈上相鄰的硅醇發(fā)生分子間脫水，形成具有Si-O-Si鏈的縮聚物，而氟元素富集在木粉偶鏈層外表面，從而降低了木粉的表面能及親水性。由于TF17疏水端的含氟鏈段較長，空間位阻效應的存在使得形成于木粉表面的Si-O-Si單個大分子鏈呈線型平行排列，結構鏈中的CF3(CF2)7(CH2)2-長鏈基團交替排列在Si-O-Si單分子鏈垂直平面的兩側，且Si-O-Si單個大分子鏈之間的間距較大(如圖2所示)，從而導致長鏈氟硅烷對木粉的整體偶聯(lián)作用減弱，木粉表面的化學鍵Si-O-纖維素數(shù)量減少，即TF17對木粉表面處理所形成的化學鍵Si-0-纖維素致密程度不高，這也為水汽穿過復合材料界面的間隙處，進入木粉內造成了不利的影響條件，相對利用TF3處理后的木粉制備的復合材料來說，長時間的耐水性能較弱。表l木粉表面元素含量元素2.0wt%TF3處理木粉2.0wt%TF17處理木粉重量百分含量(%)原子百分含量(%)重量百分含量(%)原子百分含量(%)c45.753.3145.7653.11050.644.2751.8245.16F2.501.842.241.64Si1.160.580.180.09總量100.00100.00表2是堿液預處理后的木粉經(jīng)TF3表面處理后，與PVDF熔融共混制備出的WPC的彎曲性能及缺口沖擊強度受TF3含量的影響情況，其中改性木粉的重量百分含量為40%。由表可見，WPC的抗彎強度及模量隨著TF3含量的增加而提高，當TF3含量達到一定值(即TF3重量占預處理后7的木粉重量的1.0%)后，復合材料的抗彎強度達到相對最大值；而當TF3重量占預處理后的木粉重量的2.0%時，復合材料的抗彎模量達到相對最大值，說明TF3有利于改善木粉與PVDF的界面性能，提高相容性；當TF3重量超過預處理后的木粉重量的1.0%后，材料的抗彎強度及模量開始下降，這可能緣于部分未與木粉表面的羥基發(fā)生化學鍵合的TF3游離于復合材料中，降低了木粉對PVDF基材的結合強度。另外，TF3對WPC也有較好增韌效果，沖擊強度隨著TF3含量的增加而顯著提高，當強度達到最大值后開始緩慢回落，且當TF3重量占預處理后的木粉重量的5.0%時，沖擊強度仍然超過未經(jīng)氟硅烷表面改性WPC沖擊強度的10%以上，這說明TF3在一定程度上增強了復合材料對沖擊能量的吸收，起到增塑增韌的作用。TF17對木粉改性增強WPC力學性能的效果要弱于TF3。以改性木粉的重量百分含量為40%的WPC為例，如表3所示，WPC的抗彎強度及才莫量隨著TF17含量的增加略有提高，當TF17重量超過預處理后的木粉重量的1.0%后，復合材料的抗彎強度開始下降，而超過2.0%后，抗彎模量開始下降。當TF17重量占預處理后的木粉重量的5.0%時，WPC的抗彎強度相對與最大值時下降了26%，而抗彎模量下降了17%。這可能是未參與反應的TF17大量積聚在木粉與PVDF界面上，產(chǎn)生了潤滑、增塑的效果。這種潤滑、增塑的效應，增加了PVDF大分子鏈的活動能力，有助于WPC對高速沖擊能量的吸收及分散，但另一方面，過量的未參與反應的TF17游離于復合材料的兩相界面之間，減弱了木粉與PVDF的界面結合力，最終導致對沖擊產(chǎn)生的應力傳遞失效，裂紋擴展容易。可見，WPC的Izod缺口沖擊強度隨著TF17含量的增加而下降，當達到反增塑臨界濃度后，沖擊強度隨著TF17含量的增加而上升，在TF17重量占預處理后的木粉重量的1.0%時，復合材料的沖擊強度達到相對最大值3.336KJ/m2,接著直到增塑作用不能夠有效傳遞沖擊時產(chǎn)生的能量和應力時，材料的沖擊強度又開始下降。表2不同三氟丙基三甲氧基硅烷含量對WPC(40wt。/。木粉)彎曲性能及沖擊強度的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>的5.0%時，WPC的吸水率相對最小(即48h時吸水率為2.675%,360h時吸水率為5.528%)。當改性木粉中氟硅烷的重量百分含量超過5%后，WPC的吸水率保持一恒定值(即TF3:48h時吸水率為2.107%;TF17:48h時吸水率為2.669%)，這可能是由于過量的游離于材料內部的氟硅烷會繼續(xù)水解成硅醇，并從材料表面溶出，無法進一步降4氐WPC對環(huán)境的吸水率。未改性木粉表面及內部含有豐富的低分子酯類和蠟質聚合物，且包覆致密，再加上PVDF自身具有極低的吸水性能，因此復合材料整體吸水率較低。當木粉經(jīng)堿液處理脫膠后，去除半纖維素和小分子酯類物質，則與PVDF制備的復合材料的吸水率大幅度增大。脫膠的木粉再經(jīng)TF3和TF17表面處理后，改性木粉與PVDF的界面相容性得到增強，復合材料吸水率降低，雖然其吸水率仍然略高于未改性木粉制備的WPC，^旦已有了大幅度的降低。氟硅烷偶聯(lián)劑改性木粉對木塑復合材料界面性能的影響分析圖5、圖6、圖7是三種木塑復合材料液氮冷凍后經(jīng)CeastResil沖擊測試儀缺口沖擊所形成斷面的SEM圖。圖5斷面中存在著一些較為明顯的孔穴，這些孔穴是由木粉脫離聚合物基體樹脂界面所產(chǎn)生的，說明在這些界面處，木粉與PVDF的相容性較差，沖擊應力及能量得不到傳遞，雖然孔穴數(shù)量不多，但對復合材料整體的力學性能還是會產(chǎn)生影響。圖6中，聚合物基體樹脂斷面所占比例大且斷面較為清晰，說明木粉表面經(jīng)過了TF3表面處理后，與PVDF的相容性得到改善；該圖中的木粉纖維有部分縱向截斷，該種截斷方式可有效吸收沖擊所產(chǎn)生的能量，起到增韌的作用。圖7中有類似圖6內斷面的形貌，在這些區(qū)域斷面清晰可見，木粉與PVDF之間有較好的相容性；其中一區(qū)域出現(xiàn)一些光滑的弧形端面，是由PVDF基體脫離后形成的，說明多余的氟硅烷偶聯(lián)劑在木粉與PVDF之間起到了潤滑的作用，阻礙了樹脂與改性木粉的相互結合。圖8是木粉/PVDF復合材料內存在多余硅烷偶聯(lián)劑時形成的界面層示意圖，表明木粉和PVDF之間存在著兩個相鄰或是部分融合的界面層，其10中一層是親水端已與木粉表面形成4定合的偶聯(lián)層；另一層是在偶聯(lián)層上面可能存在的由多余未參與反應的氟硅烷偶聯(lián)劑所形成的增塑層，該層起到了兩相界面的潤滑作用，當復合材料在受到瞬時沖擊時，該界面處容易因潤滑作用而分離，使得復合材料阻抗裂紋擴展的能力減弱。木粉經(jīng)TF3表面處理后，木粉與PVDF的界面相容性得到改善。當TF3的含量達到一定值(即TF3重量占預處理后的木粉重量的1.0%)時，復合材料的抗彎強度達到相對最大值，為55.5MPa;而TF3重量占預處理后的木粉重量的2.0%,復合材料的抗彎模量及Izod缺口沖擊強度達到相對最大值，分別為3870N/mn^和3.576KJ/m2。TF17對木塑復合材料的力學性能改善的效果不如TF3明顯，對木粉表面處理含量超過一定值后，會惡化材料的力學性能，這可能是由于未參與反應的TF17大量積聚在木粉與PVDF界面上形成了增塑層，起到了潤滑的作用，減弱了木粉與PVDF的界面結合力。綜合上述因素，本發(fā)明采用重量百分含量為1%~70%的改性木粉，重量百分含量為25%~99%的聚合物基體，重量百分含量為0~5%的加工助劑來制備性能優(yōu)良、吸水率低及表觀形貌好的木塑復合材料。本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明采用氟硅烷偶聯(lián)劑對木粉表面進行處理，將改性木粉與聚合物基體進行熔融復合制備木塑復合材料，并對木粉用堿液進行預處理，去除木粉中的半纖維素、小分子酯類等不穩(wěn)定物質，增強了木質纖維素對聚合物基材的復合效果和力學性能，制得力學性能優(yōu)良、吸水率低及較好的表觀形貌，且制備方法操作簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。圖1為杉木木粉的紅外光語圖；其中，a為未處理的杉木木粉的紅外光鐠圖，b為經(jīng)堿液預處理過的杉木木粉的紅外光譜圖；圖2為TF17偶聯(lián)于木粉表面的示意圖3為不同TF3含量的改性木粉制備的WPC(其中改性杉木木粉的重量百分含量為40%)的吸水率曲線圖；圖4為不同TF17含量的改性木粉制備的WPC(其中改性杉木木粉的重量百分含量為40%)的吸水曲線率圖5為木塑復合材料(重量百分含量40%的未改性杉木木粉+重量百分含量60%的PVDF)液氮冷凍后經(jīng)CeastResil沖擊測試儀缺口沖擊所形成斷面的SEM圖6為木塑復合材料(重量百分含量40%的改性杉木木粉+重量百分含量60%的PVDF,改性木粉經(jīng)占預處理后的杉木木粉重量的2.0%的TF3表面處理)液氮冷凍后經(jīng)CeastResil沖擊測試4義缺口沖擊所形成斷面的SEM圖7為木塑復合材料(重量百分含量40%的改性杉木木粉+重量百分含量60%的PVDF，改性木粉經(jīng)占預處理后的杉木木粉重量的2.0%的TF17表面處理)液氮冷凍后經(jīng)CeastResil沖擊測試儀缺口沖擊所形成斷面的SEM圖8為木粉/PVDF復合材料內存在多余硅烷偶聯(lián)劑時形成的界面層示意其中，圖3和圖4中的null代表重量百分含量為40%未經(jīng)改性的木粉與重量百分含量為60n/。PVDF制備的WPC;alkaliliquor代表重量百分含量為40%的經(jīng)堿溶液預處理的木粉與重量百分含量為60%PVDF制備的WPC。具體實施方式實施例1將木粉用lmol/L的NaOH水溶液浸泡，浴比(即木粉與NaOH水溶液的質量比)為l:15，再用去離子水洗至中性，然后在105。C干燥24h，得到預處理過的木粉。將三氟丙基三曱氧基硅烷溶于乙醇水溶液(其中，乙醇與水的體積比為80:20)配制三氟丙基三甲氧基硅烷的濃度為9.17xl(r3mol/L的乙醇水溶液，用乙酸調節(jié)pH值為3.5,在60。C將預處理過的木4分按三氟丙基三曱氧基硅烷與預處理過的木粉的質量比為0.02的比例加入乙醇水溶液中，12攪拌3小時過濾，在60。C干燥24h,再于120。C熱處理2h,得到改性木粉。將40Kg改性木粉、58Kg聚偏氟乙烯和2Kg馬來酸酐接枝聚丙烯一起在SHR-10A型高速混合機(張家港市輕工枳4成廠)中預混10min，預混溫度為70°C,再加入TSE-16-TC型雙螺桿擠出機(PRISM公司)中，在190。C熔融共混擠出，造粒烘干，然后用熱壓機(高鐵^f企測儀器公司)在1卯。C、20MPa下熱壓成型，制得木塑復合材^K實施例2將木粉用2mol/L的NaOH溶液浸泡，浴比(即木粉與NaOH水溶液的質量比)為l:15,再用去離子水洗至中性，然后在105。C干燥24h,得到預處理過的木粉。將十七氟癸基三曱氧基硅烷溶于乙醇水溶液(其中，乙醇與水的體積比為80:20)配制十七氟癸基三曱氧基硅烷的濃度為3.52xl(T3mol/L的乙醇水溶液，用乙酸調節(jié)pH值為3.5,在60。C將預處理過的木粉按十七氟癸基三曱氧基硅烷與預處理過的木粉的質量比為0.02的比例加入乙醇水溶液中，攪拌l小時過濾，在60。C干燥24h，再于12(TC熱處理2h，得到改性木粉。將40Kg改性木粉、58Kg聚偏氟乙烯和2Kg馬來酸酐接枝聚丙烯一起在SHR-10A型高速混合機(張家港市輕工機械廠)中預混10min,預混溫度為60°C，再加入TSE-16-TC型雙螺桿擠出機(PRISM公司)中，在19(TC熔融共混擠出，造粒烘干，然后用熱壓機(高鐵檢測儀器公司)在19(TC、20MPa下熱壓成型，制得木塑復合材料。實施例3將木粉用O.lmol/L的NaOH溶液浸泡，浴比(即木4分與NaOH水溶液的質量比)為l:20,再用去離子水洗至中性，然后在105。C干燥24h，得到預處理過的木粉。將三氟丙基三曱氧基硅烷溶于乙醇水溶液(其中，乙醇與水的體積比為80:20)配制三氟丙基三曱氧基珪烷的濃度為4.6xlO-4mol/L的乙醇水溶液，用乙酸調節(jié)pH值為6.5,在60。C將預處理過的木粉按三氟丙基三曱氧基硅烷與預處理過的木粉的質量比為0.001的比例加入乙醇水溶液中，攪拌5小時過濾，在6(TC干燥24h，再于100。C熱處理3h，得到改性木粉。將40Kg改性木粉、58Kg聚偏氟乙烯和2Kg的馬來酸酐接枝聚丙烯一起在SHR-10A型高速混合才幾(張家港市輕工才幾械廠)中預混10min,預混溫度為55°C,再加入TSE-16-TC型雙螺桿擠出機(PRISM公司)中，在190。C熔融共混擠出，造粒烘干，然后用熱壓機(高鐵檢測儀器公司)在190。C、20MPa下熱壓成型，制得木塑復合材料。實施例4將木粉用5mol/L的NaOH溶液浸泡，浴比(即木粉與NaOH水溶液的質量比)為l:10，再用去離子水洗至中性，然后在105。C干燥24h，得到預處理過的木粉。將十七氟癸基三曱氧基硅烷溶于乙醇水溶液(其中，乙醇與水的體積比為80:20)配制十七氟癸基三曱氧基硅烷的濃度為1.76xlO"mol/L的乙醇水溶液，用乙酸調節(jié)pH值為4，在60。C將預處理過的木粉按十七氟癸基三曱氧基硅烷與預處理過的木粉的質量比為0.001的比例加入乙醇水溶液中，攪拌5小時過濾，在60。C干燥24h,再于130。C熱處理1.5h,得到改性木粉。將40Kg改性木粉、58Kg聚偏氟乙烯和2Kg的馬來酸肝接枝聚丙烯一起在SHR-10A型高速混合機(張家港市輕工機械廠)中預混20min,預混溫度為70°C,再加入TSE-16-TC型雙螺桿擠出機(PRISM公司)中，在190。C熔融共混擠出，造粒烘干，然后用熱壓機(高鐵檢測儀器公司)在190。C、20MPa下熱壓成型，制得木塑復合材料。實施例5將木粉用1Omol/L的NaOH溶液浸泡，浴比(即木粉與NaOH水溶液的質量比)為l:10,再用去離子水洗至中性，然后在105。C干燥24h，得到預處理過的木粉。將三氟丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇水溶液(其中，乙醇與水的體積比為80:20)配制三氟丙基三曱氧基硅烷的濃度為0.046mol/L的乙醇水溶液，用乙酸調節(jié)pH值為2，在60。C將預處理過的木粉按三氟丙基三曱氧基硅烷與預處理過的木粉的質量比為0.1的比例加入乙醇水溶液中，攪拌0.5小時過濾，在6(TC干燥24h,再于110。C熱處理2.5h,得到改性木粉。將40Kg改性木粉、58Kg聚偏氟乙烯和2Kg的馬來酸酐接枝聚丙烯一起在SHR-10A型高速混合機(張家港市輕工機械廠)中預混20min,預混溫度為35°C,再加入TSE-16-TC型雙螺桿擠出機(PRISM公司)中，在190。C熔融共混擠出，造粒烘干，然后用熱壓機(高鐵檢測儀器公司)在190。C、20MPa下熱壓成型，制得木塑復合材料。實施例6將木粉用0.5mol/L的NaOH溶液浸泡，浴比(即木4分與NaOH水溶液的質量比)為l:15,再用去離子水洗至中性，然后在105。C干燥24h，得到預處理過的木粉。將十七氟癸基三曱氧基硅烷溶于乙醇水溶液(其中，乙醇與水的體積比為80:20)配制十七氟癸基三曱氧基硅烷的濃度為0.0176mol/L的乙醇水溶液，用乙酸調節(jié)pH值為3.5，在60。C將預處理過的木粉按十七氟癸基三曱氧基硅烷與預處理過的木粉的質量比為0.1的比例加入乙醇水溶液中，攪拌0.5小時過濾，在60。C干燥24h,再于12(TC熱處理2h，得到改性木粉。將40Kg改性木粉、58Kg聚偏氟乙烯和2Kg的馬來酸肝接枝聚丙烯一起在SHR-10A型高速混合機(張家港市輕工機械廠)中預混10min，預混溫度為70°C，再加入TSE-16-TC型雙螺桿擠出機(PRISM公司)中，在190。C熔融共混擠出，造粒烘干，然后用熱壓機(高鐵檢測儀器公司)在19(TC、20MPa下熱壓成型，制得木塑復合材料。實施例7將木粉用7mol/L的NaOH溶液浸泡，浴比(即木粉與NaOH水溶液的質量比)為l:15，再用去離子水洗至中性，然后在105。C干燥24h，得到預處理過的木粉。將三氟丙基三曱氧基硅烷溶于乙醇水溶液(其中，乙醇與水的體積比為80:20)配制三氟丙基三甲氧基硅烷的濃度為9.17xlO-3mol/L的乙醇水溶液，用乙酸調節(jié)pH值為3.5,在60。C將預處理過的木粉按三氟丙基三曱氧基硅烷與預處理過的木粉的質量比為0.02的比例加入乙醇水溶液中，攪拌2小時過濾，在60。C干燥24h,再于130。C熱處理1.5h,得到改性木粉。將20Kg改性木粉、79Kg聚偏氟乙烯和1Kg的馬來酸酐接枝聚丙烯一起在SHR-10A型高速混合機(張家港市輕工沖幾械廠)中預混15min，預混溫度為65°C,再加入TSE-16-TC型雙螺桿擠出機(PRISM公司)中，在19(TC熔融共混擠出，造粒烘干，然后用熱壓機(高鐵檢測儀器公司)在190。C、20MPa下熱壓成型，制得木塑復合材料。實施例8將木粉用3mol/L的NaOH溶液浸泡，浴比(即木粉與NaOH水溶液的質量比)為l:15，再用去離子水洗至中性，然后在105。C干燥24h,得到預處理過的木粉。將三氟丙基三曱氧基硅烷溶于乙醇水溶液(其中，乙醇與水的體積比為80:20)配制三氟丙基三曱氧基珪烷的濃度為9.17xl(T3mol/L的乙醇水溶液，用乙酸調節(jié)pH值為3.5，在60。C將預處理過的木粉按三氟丙基三曱氧基硅烷與預處理過的木粉的質量比為0.02的比例加入乙醇水溶液中，攪拌3小時過濾，在60。C干燥24h，再于13(TC熱處理1.5h,得到改性木粉。將70Kg改性木粉、25Kg聚偏氟乙烯和5Kg的馬來酸酐接枝聚丙烯一起在SHR-10A型高速混合機(張家港市輕工機械廠)中預混10min，預混溫度為70°C,再加入TSE-16-TC型雙螺桿擠出機(PRISM公司)中，在190。C熔融共混擠出，造粒烘干，然后用熱壓機(高鐵^f企測儀器公司)在190。C、20MPa下熱壓成型，制得木塑復合材料。實施例9將木粉用lmol/L的NaOH溶液浸泡，浴比(即木粉與NaOH水溶液的質量比)為l:15,再用去離子水洗至中性，然后在105。C干燥24h，得到預處理過的木粉。將十七氟癸基三曱氧基硅烷溶于乙醇水溶液(其中，乙醇與水的體積比為80:20)配制十七氟癸基三曱氧基硅烷的濃度為3.52xl(^mol/L的乙醇水溶液，用乙酸調節(jié)pH值為3.5,在60。C將預處理過的木粉按十七氟癸基三曱氧基硅烷與預處理過的木粉的質量比為0.02的比例加入乙醇水溶液中，攪拌1.5小時過濾，在60。C干燥24h，再于12(TC熱處理2h，得到改性木粉。將1Kg改性木粉、99Kg聚偏氟乙烯一起在SHR-10A型高速混合機(張家港市輕工機械廠)中預混10min，預混溫度為35。C,再加入TSE-16-TC型雙螺桿擠出機(PRISM公司)中，在190。C熔融共混擠出，造粒烘干，然后用熱壓機(高鐵檢測儀器公司)在190°C、20MPa下熱壓成型，制得木塑復合材料。對實施例1~9制備的耐水木塑復合材料進行性能測試，測試結果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>權利要求1、一種木塑復合材料，由下列重量百分比的原料制成改性木粉1％～70％聚合物基體25％～99％加工助劑0～5％；所述的改性木粉的制備方法為將木粉用堿溶液浸泡后洗滌至中性，烘干后得到預處理后的木粉，將預處理后的木粉在pH為2～6.5的含偶聯(lián)劑的乙醇水溶液中攪拌0.5～5小時，經(jīng)過濾、干燥后在100～130℃熱處理1.5～3小時，得到改性木粉；所述的偶聯(lián)劑為含氟的長鏈硅烷，分子式為CF3(CF2)mCH2CH2Si(OCnH2n+1)3，m＝0～7，n＝1～2。2、如權利要求1所述的木塑復合材料，其特征在于所述的聚合物基體為聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氟乙烯、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯與全氟正丙基乙烯基醚共聚物、三氟氯乙烯均聚物或三氟氯乙烯共聚物。3、如權利要求l所述的木塑復合材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為三氟丙基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷中的一種。4、如權利要求1所述的耐水木塑復合材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑與預處理后的木粉的質量比為0.001-0.1。5、如權利要求1所述的耐水木塑復合材料，其特征在于所述的加工助劑為馬來酸酐接枝共聚物。6、如權利要求1所述的耐水木塑復合材料，其特征在于所述的堿溶液選用濃度為0.1~10mol/L的NaOH水溶液。7、如權利要求l所述的耐水木塑復合材料，其特征在于所述的木粉的顆粒度為60~120目。8、如權利要求7所述的耐水木塑復合材料，其特征在于所述的木粉的顆粒度為80目。9、如權利要求18任一所述的耐水木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟將改性木粉、聚合物基體和加工助劑一起在高速混合機中預混10~20min，預混溫度為35~70°C,再在雙螺桿擠出機中熔融共混擠出造粒，然后注塑成型制得木塑復合材料。全文摘要本發(fā)明公開了一種木塑復合材料，由如下重量百分比的原料制成1％～70％改性木粉、25％～99％聚合物基體和0～5％加工助劑。本發(fā)明還公開了該木塑復合材料的制備方法，采用氟硅烷偶聯(lián)劑對木粉表面進行處理，將改性木粉與聚合物基體進行熔融復合制備木塑復合材料，并將木粉用堿液進行預處理，去除木粉中的半纖維素、小分子酯類等不穩(wěn)定物質，增強了木質纖維素對聚合物基材的復合效果和力學性能，制得力學性能優(yōu)良、吸水率低及較好的表觀形貌，且制備方法操作簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。文檔編號C08L27/00GK101613510SQ200910100660公開日2009年12月30日申請日期2009年7月16日優(yōu)先權日2009年7月16日發(fā)明者箭周,輝楊申請人:浙江大學