一種聚酰胺改性木塑材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種聚酰胺改性木塑材料，它是由下述重量份的原料組成的：己內酰胺27?30、乙二酸5?7、異氰尿酸三縮水甘油酯3?4、高密度聚乙烯170?200、聚磷酸銨10?16、三聚氰胺2?3、鈦酸四丁酯6?9、甲基三乙氧基硅烷30?40、二甲基二乙氧基硅烷27?30、乙酰丙酮0.3?0.4、秸稈粉110?127、烷基醇酰胺0.6?1、1，2?二甲基咪唑1?2、丙烯酸丁酯4?7、乙二醇苯醚0.6?1、雙癸基二甲基溴化銨0.6?1、六偏磷酸鈉0.7?1、碳酸鈉3?5、膨潤土2?3。本發明制備了含鈦的硅樹脂，與包覆聚磷酸銨的密胺甲醛樹脂混合改性，使得成品不僅具有較好的阻燃性能，還具有很好的防水、耐熱性。
【專利說明】
一種聚酰胺改性木塑材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及木塑材料技術領域，尤其涉及一種聚酰胺改性木塑材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]熱塑性木塑復合材料是采用木纖維或植物纖維填充、增強，經熱壓復合、熔融擠出等不同加工方式制成的改性熱塑性材料。近年隨全球資源日趨枯竭，社會環保意識日見高漲，對木材和石化產品應用提出了更高要求。在這樣的背景下，木塑復合材料這種既能發揮材料中各組分的優點，克服因木材強度低、變異性大及有機材料彈性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用廢棄的木材和塑料，減少環境污染。目前，提高材料附加值的產品愈來愈受到人們廣泛關注;而如何提高其阻燃、耐熱等性能以提高其安全性能更是尤為重要；近年來，聚磷酸銨基膨脹型阻燃劑因其無鹵、阻燃性能優越等特點被用于聚丙烯的阻燃。然而聚磷酸銨易吸濕、與聚合物相容性不好等缺陷限制其應用范圍，但通過改性可以克服這些缺點。用表面改性劑進行表面改性處理，以及微膠囊包覆是聚磷酸銨改性的常用方法，有研究表明，用密胺甲醛樹脂微膠囊包覆改性聚磷酸銨可以有效降低聚磷酸銨在水中的溶解度、提高其與聚合物基材的相容性以及在聚合物中的阻燃性能。密胺甲醛樹脂包覆工藝通常是先制備密胺甲醛樹脂預聚物，然后預聚物在聚磷酸銨表面原位聚合形成密胺甲醛樹月旨，但反應過程中三聚氰胺損失較多且溶劑回收困難，原料消耗大，還存在環境污染問題。
【發明內容】
[0003]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種聚酰胺改性木塑材料及其制備方法。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種聚酰胺改性木塑材料，它是由下述重量份的原料組成的:
己內酰胺27-30、乙二酸5-7、異氰尿酸三縮水甘油酯3-4、高密度聚乙烯170-200、聚磷酸銨10-16、三聚氰胺2-3、鈦酸四丁酯6-9、甲基三乙氧基硅烷30-40、二甲基二乙氧基硅烷27-30、乙酰丙酮0.3-0.4、秸桿粉110-127、烷基醇酰胺0.6-1,1,2-二甲基咪唑1_2、丙烯酸丁酯4-7、乙二醇苯醚0.6-1、雙癸基二甲基溴化銨0.6-1、六偏磷酸鈉0.7-1、碳酸鈉3-5、膨潤土 2-3。
[0005]—種所述的聚酰胺改性木塑材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)取秸桿粉重量的10-15%，與碳酸鈉混合，加入混合料重量6-7倍的水中，加入鈦酸四丁酯，在50-60 V下保溫攪拌20-30分鐘，加入六偏磷酸鈉，攪拌至常溫，得鈦溶膠分散液；
(2)將聚磷酸銨加入到250-2600C的油浴中，保溫加熱30-40分鐘，加入三聚氰胺，在上述溫度下密封攪拌100-120分鐘，出料冷卻，加入到混合料重量2-2.5倍的、10-13%的甲醇水溶液中，送入76-80°C的恒溫水浴中，400-500轉/分密封攪拌100-120分鐘，出料，得聚磷酸銨改性樹脂醇液； (3)將雙癸基二甲基溴化銨加入到16-20倍水中，與己內酰胺、乙二酸混合，送入到反應釜中，升高溫度為220-300°C，保溫反應4-5小時，出料，與聚磷酸銨改性樹脂醇液混合，攪拌至常溫，為聚酰胺改性樹脂醇液；
(4)將甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷混合，加入到混合料重量6-8倍的、ΙΟ-Ι 5%的鹽酸溶液，攪拌均勻，得硅烷復合酸液；
(5)將I，2-二甲基咪唑加入到5-7倍的無水乙醇中，攪拌均勻；
(6 )將鈦溶膠分散液、乙酰丙酮混合，加入到混合料重量4-6倍的無水乙醇中，在50-570C下保溫攪拌60-70分鐘，滴加硅烷復合酸液，滴加完畢后繼續保溫反應2-3小時，出料，與聚酰胺改性樹脂醇液混合，加入I，2-二甲基咪唑的乙醇溶液，100-200轉/分攪拌17-20分鐘，加入膨潤土，攪拌均勻，過濾，將沉淀水洗3-4次，于60-65°C下鼓風干燥20-25小時，再在140-145 0C下干燥1-2小時，得鈦雜化復合樹脂；
(7)將鈦雜化復合樹脂與剩余各原料混合，送入雙螺桿擠出機，擠出成型，冷卻定型，SP得所述木塑復合材料。
[0006]本發明的優點是:本發明先將聚磷酸銨在一定溫度熱活化，使聚磷酸銨在受熱條件下部分失氨，顆粒產生酸性的游離-OH基，然后將三聚氰胺枝接到活化聚磷酸銨的表面，使聚磷酸銨與三聚氰胺通過化學鍵緊密相連，再用甲醛與聚磷酸銨表面上的三聚氰胺交聯，在聚磷酸銨表面形成了密胺甲醛樹脂，在燃燒時可以分解產生膨脹炭層，阻礙了分解產生的可燃性氣體向火焰的傳遞以及熱從火焰向聚合物基體的傳遞，從而使復合材料自熄，從而提高了成品木塑材料的阻燃性能，本發明還制備了含鈦的硅樹脂，與包覆聚磷酸銨的密胺甲醛樹脂混合改性，使得成品不僅具有較好的阻燃性能，還具有很好的防水、耐熱性；本發明還加入了己內酰胺、乙二酸為原料，制備了聚酰胺材料，提高了木塑的抗性和耐候性。
【具體實施方式】
[0007]一種聚酰胺改性木塑材料，它是由下述重量份的原料組成的:
己內酰胺27、乙二酸5、異氰尿酸三縮水甘油酯3、高密度聚乙烯170、聚磷酸銨10、三聚氰胺2、鈦酸四丁酯6、甲基三乙氧基硅烷30、二甲基二乙氧基硅烷27、乙酰丙酮0.3、秸桿粉110、烷基醇酰胺0.6、I，2二甲基咪唑1、丙烯酸丁酯4、乙二醇苯醚0.6、雙癸基二甲基溴化銨
0.6、六偏磷酸鈉0.7、碳酸鈉3、膨潤土 2。
[0008]—種所述的聚酰胺改性木塑材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)取秸桿粉重量的10%，與碳酸鈉混合，加入混合料重量6倍的水中，加入鈦酸四丁酯，在50 V下保溫攪拌20分鐘，加入六偏磷酸鈉，攪拌至常溫，得鈦溶膠分散液；
(2)將聚磷酸銨加入到250°C的油浴中，保溫加熱30分鐘，加入三聚氰胺，在上述溫度下密封攪拌100分鐘，出料冷卻，加入到混合料重量2倍的、10%的甲醇水溶液中，送入760C的恒溫水浴中，400轉/分密封攪拌100分鐘，出料，得聚磷酸銨改性樹脂醇液；
(3)將雙癸基二甲基溴化銨加入到16倍水中，與己內酰胺、乙二酸混合，送入到反應釜中，升高溫度為220 V，保溫反應4小時，出料，與聚磷酸銨改性樹脂醇液混合，攪拌至常溫，為聚酰胺改性樹脂醇液；
(4)將甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷混合，加入到混合料重量6倍的、10%的鹽酸溶液，攪拌均勻，得硅烷復合酸液；
(5)將I，2二甲基咪唑加入到5倍的無水乙醇中，攪拌均勻；
(6)將鈦溶膠分散液、乙酰丙酮混合，加入到混合料重量4倍的無水乙醇中，在50°C下保溫攪拌60分鐘，滴加硅烷復合酸液，滴加完畢后繼續保溫反應2小時，出料，與聚酰胺改性樹脂醇液混合，加入I，2二甲基咪唑的乙醇溶液，100轉/分攪拌17分鐘，加入膨潤土，攪拌均勻，過濾，將沉淀水洗3次，于60 °C下鼓風干燥20小時，再在140°C下干燥I小時，得鈦雜化復合樹脂；
(7)將鈦雜化復合樹脂與剩余各原料混合，送入雙螺桿擠出機，擠出成型，冷卻定型，SP得所述木塑復合材料。
[0009]性能測試:
吸水厚度膨脹率(％):<1;
靜曲強度(MPa):彡20。
【主權項】
1.一種聚酰胺改性木塑材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料組成的: 己內酰胺27-30、乙二酸5-7、異氰尿酸三縮水甘油酯3-4、高密度聚乙烯170-200、聚磷酸銨10-16、三聚氰胺2-3、鈦酸四丁酯6-9、甲基三乙氧基硅烷30-40、二甲基二乙氧基硅烷27-30、乙酰丙酮0.3-0.4、秸桿粉110-127、烷基醇酰胺0.6-1,1,2-二甲基咪唑1_2、丙烯酸丁酯4-7、乙二醇苯醚0.6-1、雙癸基二甲基溴化銨0.6-1、六偏磷酸鈉0.7-1、碳酸鈉3-5、膨潤土 2-3。2.—種如權利要求1所述的聚酰胺改性木塑材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)取秸桿粉重量的10-15%，與碳酸鈉混合，加入混合料重量6-7倍的水中，加入鈦酸四丁酯，在50-60 V下保溫攪拌20-30分鐘，加入六偏磷酸鈉，攪拌至常溫，得鈦溶膠分散液； (2)將聚磷酸銨加入到250-2600C的油浴中，保溫加熱30-40分鐘，加入三聚氰胺，在上述溫度下密封攪拌100-120分鐘，出料冷卻，加入到混合料重量2-2.5倍的、10-13%的甲醇水溶液中，送入76-80°C的恒溫水浴中，400-500轉/分密封攪拌100-120分鐘，出料，得聚磷酸銨改性樹脂醇液； (3)將雙癸基二甲基溴化銨加入到16-20倍水中，與己內酰胺、乙二酸混合，送入到反應釜中，升高溫度為220-300°C，保溫反應4-5小時，出料，與聚磷酸銨改性樹脂醇液混合，攪拌至常溫，為聚酰胺改性樹脂醇液； (4)將甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷混合，加入到混合料重量6-8倍的、IΟ-? 5%的鹽酸溶液，攪拌均勻，得硅烷復合酸液； (5 )將I，2-二甲基咪唑加入到5-7倍的無水乙醇中，攪拌均勻； (6)將鈦溶膠分散液、乙酰丙酮混合，加入到混合料重量4-6倍的無水乙醇中，在50-570C下保溫攪拌60-70分鐘，滴加硅烷復合酸液，滴加完畢后繼續保溫反應2-3小時，出料，與聚酰胺改性樹脂醇液混合，加入I，2-二甲基咪唑的乙醇溶液，100-200轉/分攪拌17-20分鐘，加入膨潤土，攪拌均勻，過濾，將沉淀水洗3-4次，于60-65°C下鼓風干燥20-25小時，再在140-145 0C下干燥1-2小時，得鈦雜化復合樹脂； (7)將鈦雜化復合樹脂與剩余各原料混合，送入雙螺桿擠出機，擠出成型，冷卻定型，SP得所述木塑復合材料。
【文檔編號】C08L83/14GK105885180SQ201610462496
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】劉瑩瑩
【申請人】劉瑩瑩