一种热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及木塑复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 木塑复合材料（WPC)是将植物纤维等作为填料或增强材料添加到热塑性塑料中， 并通过加热使植物纤维与熔融状态的热塑性塑料进行复合而得到的一种新型环保材料。具 有以下特点：（1)原料来源广，价格便宜；（2)尺寸稳定性好，吸湿和吸水性能较低；(3)耐 热性能较好；(4)耐腐蚀性好；（5)可重复加工和循环利用。作为一种新型材料，应用领域包 括建筑、物流、装饰、家具、园林等；作为结构类材料，主要用于室内地板、家具及门窗；作为 装饰类材料，主要用于汽车内饰和室内装修配件；此外，也可以用于对环境有特殊要求的场 合。木塑复合材料的发展，不仅有利于保护森林资源，还可以解决城市中日趋严重的塑料废 弃问题，有利于社会和经济的可持续发展。
[0003] 木塑产品由亲水性植物纤维和疏水性塑料复合而成，在使用中存在力学强度低和 韧性低的问题。为满足木塑在材料领域使用中力学性能的要求，可以进行力学性能改性： (1)添加纤维、刚性粒子增强，然而纤维和刚性粒子在复合材料中的分散以及弱界面层是限 制其应用的主要问题，此外成本较高；（2)选用强度较高的树脂基体，树脂强度高会伴随着 熔点和粘度偏高，造成加工困难；(3)对木塑复合材料进行发泡改性，可以改善材料的韧 性，但会导致刚性和强度的下降；(4)添加偶联剂，通过共价键或者分子间作用力提高植物 纤维和塑料间的界面相容性，从而达到改善材料力学性能的目的。然而目前木塑复合材料 力学改性存在应用领域单一的问题，无论是增强改性还是增韧改性都会伴随着另一个性能 的损失。因此，如何做到对木塑进行增强增韧的改性目的，是木塑行业亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决现有木塑复合材料力学无法同时进行增强增韧改性的问题，而提供 一种热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑复合材料及其制备方法。
[0005] 本发明的一种热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑复合材料按质量份数由 20份?100份聚烯烃、30份?200份植物纤维粉料、2份?8份相容剂、1份?5份润滑剂 和0. 1份?5份热致性液晶制备而成。
[0006] 本发明的一种热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑复合材料的制备方法是 按以下步骤进行：
[0007] -、称取：按质量份数称取20份?100份聚烯烃、30份?200份植物纤维粉料、2 份?8份相容剂、1份?5份润滑剂和0. 1份?5份热致性液晶；
[0008] 二、将步骤一称取的20份?100份聚烯烃、2份?8份相容剂及0. 1份?5份热致 性液晶混合均匀，得到混合物A，将混合物A用挤出机进行造粒，造粒温度为170°C?250°C， 得到液晶增强聚烯烃复合材料；
[0009] 三、将步骤一称取的30份?200份植物纤维粉料、1份?5份润滑剂和液晶增强聚 烯烃复合材料在高混机中混合均匀，得到混合物B，然后将混合物B通过挤出机进行造粒， 造粒温度为145 °C?220 °C，得到木塑粒料；
[0010] 四、将木塑粒料进行成型加工，即得到热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑 复合材料。
[0011] 本发明的有益效果是：本发明制备的热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑复 合材料突出特点是，将熔点较高的热致性液晶与热塑性聚烯烃在相容剂的存在下，在匹配 的温度下通过熔融共混，在温度和剪切力的作用下，形成微纤取向结构，以分散相形式存在 于聚烯烃树脂基体中，解决其他增强相如纤维、纳米粒子在木塑基体中分散不均匀的问题； 在应力作用下，作为分散相的热致性液晶可以引发银纹和剪切带，使裂纹端部的应力集中 得到松弛，阻碍裂纹的扩展，体系消耗了大量能量，并且液晶微纤与木塑增强相的植物纤维 可以起到协同增强聚烯烃树脂基体的作用，达到同时显著改善木塑的强度和韧性的效果， 所以本发明制备的木塑其强度和韧性不仅远高于传统木塑材料，而且性能远高于未加入植 物纤维粉料所制备的热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃复合材料；此外热致性液晶在木塑 基体中分散均匀，改善木塑加工过程中的流变行为，且用量较少，成本较低，实现了通过改 性树脂基体达到对木塑改性的目的，对于WPC实际生产研宄具有重要的意义。
[0012] 通过本发明制备的热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑复合材料，拉伸强度 提高10 %?40 %，弯曲强度提高20 %?40 %，冲击强度提高30-60 %，使得木塑复合材料力 学同时进行增强增韧改性。
[0013] 本发明用于一种热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑复合材料及其制备方 法。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0014] 一：本实施方式的一种热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑复 合材料，一种热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑复合材料按质量份数由20份?100 份聚烯烃、30份?200份植物纤维粉料、2份?8份相容剂、1份?5份润滑剂和0. 1份?5 份热致性液晶制备而成。
[0015] 本实施方式的有益效果是：本实施方式制备的热致性高分子液晶增强增韧聚烯 烃基木塑复合材料突出特点是，将熔点较高的热致性液晶与热塑性聚烯烃在相容剂的存在 下，在匹配的温度下通过熔融共混，在温度和剪切力的作用下，形成微纤取向结构，以分散 相形式存在于聚烯烃树脂基体中，解决其他增强相如纤维、纳米粒子在木塑基体中分散不 均匀的问题；在应力作用下，作为分散相的热致性液晶可以引发银纹和剪切带，使裂纹端部 的应力集中得到松弛，阻碍裂纹的扩展，体系消耗了大量能量，并且液晶微纤与木塑增强相 的植物纤维可以起到协同增强聚烯烃树脂基体的作用，达到同时显著改善木塑的强度和韧 性的效果，所以本发明制备的木塑其强度和韧性不仅远高于传统木塑材料，而且性能远高 于未加入植物纤维粉料所制备的热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃复合材料；此外热致性 液晶在木塑基体中分散均匀，改善木塑加工过程中的流变行为，且用量较少，成本较低，实 现了通过改性树脂基体达到对木塑改性的目的，对于WPC实际生产研宄具有重要的意义。
[0016] 通过本实施方式制备的热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木塑复合材料，拉伸 强度提高10 %?40 %，弯曲强度提高20 %?40 %，冲击强度提高30-60 %，使得木塑复合材 料力学同时进行增强增韧改性。
【具体实施方式】 [0017] 二：本实施方式与一不同的是：所述的聚烯烃为聚乙 烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的一种或其中几种的混合物；所述的相容剂为马来酸酐 接枝的聚乙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯、钛酸酯、异腈酸酯、氨基硅烷、乙烯基硅烷和甲基丙 烯酰氧基硅烷中的一种或其中几种的混合物。其它与一相同。
【具体实施方式】 [0018] 三：本实施方式与一或二之一不同的是：所述的热致 性液晶为对羟基苯甲酸联苯二酚对苯二甲酸共聚物的Xydar系列液晶、对羟基苯甲酸对羟 基萘甲酸共聚物的Vectra系列液晶和对苯二甲酸乙二醇酯对羟基苯甲酸共聚物的Rodrun 系列液晶中的一种或其中几种的混合物；所述的润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂 酸、硬脂酸金属盐和乙烯丙烯酸共聚金属盐中的一种或者其中几种的混合物。其它与具体 实施方式一或二相同。
【具体实施方式】 [0019] 四：本实施方式与一至三不同的是：所述的植物纤维 粉料为木粉、竹粉、农作物秸杆粉、果壳粉、甘蔗渣和稻壳粉中的一种或者其中几种的混合 物。其它与一至三相同。
【具体实施方式】 [0020] 五：本实施方式与一至四不同的是：所述的农作物秸 杆粉为玉米秸杆、小麦秸杆、大豆秸杆或稻草秸杆。其它与一至四相同。
【具体实施方式】 [0021] 六：本实施方式所述的一种热致性高分子液晶增强增韧聚烯烃基木 塑复合材料的制备方法，是按照以下步骤进行的：
[0022] -、称取：按质量份数称取20份?100份聚烯烃、30份?200份植物纤维粉料、2 份?8份相容剂、1份?5份润滑剂和0. 1份?5份热致性液晶；
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