專利名稱：一種天然纖維填充聚乙烯復合材料及制備方法
技術領域：
本發明涉及高分子復合材料制備技術，尤其是一種高性能天然纖維填充聚乙烯復合材料和制備方法。
背景技術：
國內外近年蓬勃興起的一類新型復合材料，由聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替普通的樹脂膠粘劑，與超過50%以上的木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維混合成新的木質材料，再經擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝，生產出的木塑復合材料型材(簡稱WPC)。 WPC具有原料多樣化、產品環保化、應用經濟化和再生低碳化等五大特性，是“節材伐木”的理想材料。WPC不僅具備塑料以及木材的許多優點，同時還具備其他的新特性，比如良好的加工性能、良好的強度性能、優良的可調整性能、具有耐水、耐腐性能，使用壽命長等優點；在各個領域有著廣泛的用途。由于聚乙烯的環保性以及耐候性更優，大部分生產商更多采用聚乙烯作為WPC的塑料基料。隨著WPC材料應用領域的擴展，對WPC的力學性能要求越來越高。提高WPC力學性能的關鍵是解決極性天然纖維與非極性聚烯烴之間相容性問題。美國專利US7041716、 US7348371、US7781500、US20110071237都提出加入馬來酸酐接枝聚烯烴(MAH-g-HDPE或 MAH-g-PP)來提高天然纖維和聚烯烴之間的相容性，來提高WPC的力學性能。然而馬來酸酐接枝聚烯烴接種率低(接種率低于2 % )，熔點高，熔融粘度大，難于滲透到天然纖維中，同時容易與硬脂酸皂鹽類潤滑劑反應失效，因此其相容促進效果有限， 難以獲得理想力學性能的WPC材料，從而限制了 WPC材料的應用。

發明內容
針對上述WPC力學性能差的缺陷，本發明提供一種天然纖維填充聚乙烯復合材料，所述天然纖維填充聚乙烯復合材料的成分包括20-50%的高密度聚乙烯；40-70 %的天然纖維粉；1-6 %的脂肪酸聚乙烯亞胺縮合物；1-15%的無機礦物填料；1-6%的潤滑劑。所述高密度聚乙烯為新料、回收料或所述新料和回收料的組合，所述高密度聚乙烯熔融指數小于10，優選其熔融指數小于5 ；所述高密度聚乙烯優選用量為30-40%重量比。所述天然纖維為木粉、竹粉、稻麥殼粉或所述為木粉、所述竹粉以及所述稻麥殼粉的任何組合；所述天然纖維粉的粒徑為40-200目，優選粒徑為80-120目；所述天然纖維粉優選用量為30-40%重量比。所述脂肪酸聚乙烯亞胺縮合物(m-PEI)是脂肪酸與聚乙烯亞胺在一定溫度下脫CN 102532661 A
權利要求
1.一種天然纖維填充聚乙烯復合材料，其特征在于所述天然纖維填充聚乙烯復合材料包括以下重量百分比的組分20-50%的高密度聚乙烯； 40-70%的天然纖維粉； 1-6%的脂肪酸聚乙烯亞胺縮合物； 1-15%的無機礦物填料； 1-6%的潤滑劑。
2.如權利要求1所述一種天然纖維填充聚乙烯復合材料，其特征在于所述高密度聚乙烯為新料、回收料或所述新料和回收料的組合，所述高密度聚乙烯熔融指數小于10 ；所述高密度聚乙烯的用量為30-40%重量比。
3.如權利要求1所述一種天然纖維填充聚乙烯復合材料，其特征在于所述天然纖維為木粉、竹粉、稻麥殼粉或所述木粉、竹粉以及稻麥殼粉的組合；所述天然纖維粉的粒徑為40-200目；所述天然纖維粉的用量為30-40%重量比。
4.如權利要求1所述一種天然纖維填充聚乙烯復合材料，其特征在于所述脂肪酸聚乙烯亞胺縮合物是脂肪酸與聚乙烯亞胺在一定溫度下脫水反應形成的縮合物，其示意結構
5.如權利要求1所述一種天然纖維填充聚乙烯復合材料，其特征在于所述無機礦物填料為碳酸鈣、滑石粉、硅土、高嶺土、云母或其中的一種或其多種的組合；所述無機礦物填料的用量為5-10%重量比。
6.如權利要求1所述一種天然纖維填充聚乙烯復合材料，其特征在于所述潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酰胺或所述硬脂酸鋅、所述硬脂酸鈣、所述乙撐雙硬脂酰胺以及所述硬脂酰胺的任何組合；所述潤滑劑的用量為2-4%重量比。
7.一種天然纖維填充聚乙烯復合材料制備方法，其特征在于所述方法包括以下步驟步驟1 計量所述天然纖維粉粒的重量，并投入高速混合機，于2000r/min速度攪拌 20-30分鐘；步驟2 按比例加入其他成分，相互混合攪拌10-20分鐘，然后投入同向平行雙螺桿擠出機；步驟3 進行造粒，從所述同向平行雙螺桿擠出機中擠出，得到天然纖維填充聚乙烯復合材料的材料。
8.如權利要求7所述的天然纖維填充聚乙烯復合材料制備方法，其特征在于所述步驟3所得材料為粒料。
9.如權利要求7所述的天然纖維填充聚乙烯復合材料制備方法，其特征在于所述步驟1中的攪拌溫度Tl的范圍為100°C彡Tl彡120°C。
10.如權利要求7所述的天然纖維填充聚乙烯復合材料制備方法，其特征在于所述步驟3中的造粒溫度T2的范圍為160°C彡T2彡180°C。
全文摘要
本發明提供一種天然纖維填充聚乙烯復合材料及該天然纖維填充聚乙烯復合材料的制備方法；所述天然纖維填充聚乙烯復合材料的成分包括20-50％得高密度聚乙烯；40-70％的天然纖維粉；1-6％的脂肪酸聚乙烯亞胺縮合物；1-15％的無機礦物填料；1-6％的潤滑劑；其制備方法包括以下步驟將計量所述天然纖維粉粒投入高速混合機，于2000r/min速度攪拌20-30分鐘；按比例加入其他成分，既相互混合攪拌10-20分鐘，然后投入同向平行雙螺桿擠出機；進行造粒，得到天然纖維填充聚乙烯復合材料的粒料。本發明解決了普通WPC材料存在著力學性能差以及防潮性能差的缺陷。
文檔編號B29C47/92GK102532661SQ201110439428
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者李偉浩, 李華亮, 洪仰婉, 游瑞生, 陸云, 陳立星 申請人:廣東省石油化工研究院