一步法反应型木塑挤出料及制备和应用的制作方法

本发明涉及生物质改性聚烯烃树脂及改性后树脂挤出成型工艺的技术领域，具体涉及以生物质粉、改性无机粉为无机填料制备生物质颗粒，配合聚烯烃树脂冷混后直接挤出成型的方法，尤其涉及一种一步法反应型木塑挤出料及制备和应用。

背景技术：

近年来，人们的环保意识逐渐加强，生物质材料以及废弃材料的可循环利用越来越受到人们的重视和关注。以木粉或纤维素粉配合聚烯烃树脂材料经过螺杆挤出成型的复合板材是国内外近年蓬勃兴起的一类产品。通过利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等高分子树脂，与超过50％以上的木粉、稻壳、秸秆等植物纤维混合成新的生物质材料，再经挤压、模压、挤出成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。生物质复合板材的应用不仅有利于新材料的推广，也有利于国家环保事业的发展，但目前市场上以木粉为主的高填充复合板材机械性能较差弯曲模量较低，极大的限制了产品的使用范围。在生产工艺方面生物质复合板材的挤出成型可分为一步法和多步法。一步法是复合板材的配混、脱挥及制品挤出在一个设备或一组设备内连续完成。多步法是复合板材的配混、脱挥和制品挤出在不同设备中完成，是先将原料配混成中间粒料，然后再挤出加工成制品。采用一步法时，若脱挥、脱水不佳会使产品有气泡而大幅度降低产品的力学性能。因此，实际加工过程中一步法常常由于生物质粉料含水量高和制品结构复杂而受到限制。目前国内外工业化所采用的主要是多步法，但是多步法也有其缺点，在制备生物质粒料时，往往需要经过螺杆挤出造粒，这样反而会因为二次加工导致助剂成活、树脂降解等，而且还进一步增加了生产能耗，提高厂家的生产成本。

技术实现要素：

本发明旨在解决上述问题，提供一种一步法反应型木塑挤出料，本发明的另一目的是提供了上述一步法反应型木塑挤出料的制备方法，本发明还有一目的是提供一种利用一步法反应型木塑挤出料制备木塑复合板的方法。

本发明的技术方案为：一步法反应型木塑挤出料，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的质量份分别为：生物质粉50～70份，改性无机粉体5～30份，润滑剂5～15份，抗老化助剂1～5份，活化反应助剂1～5份。

优选上述的生物质粉为木材粉、纤维材料粉、谷物秸秆粉或糠壳粉等。

优选上述的改性无机粉体为200～2500目的改性碳酸钙或200～2500目的滑石粉中的一种。改性方法是将碳酸钙或滑石粉放入高速混合机中加入偶联剂(一般为kh550，kh560)80℃下高速搅拌30分钟得到，偶联剂的加入量为碳酸钙或滑石粉质量的0.5％-1％。

优选上述的润滑剂为聚乙烯蜡、ebs或硬脂酸中的一种或几种。

优选上述的抗老化助剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或抗紫剂uv-531中的一种或几种。

优选上述的活化助剂为接枝改性的聚乙烯或聚丙烯，接枝率为1～2.5(直接由杜邦公司购得)。

本发明还提供了一种制备上述的一步法反应型木塑挤出料的方法，其具体步骤为：将生物质粉：50～70份，改性无机粉体：5～30份，润滑剂：5～15份，抗老化助剂：1～5份，活化反应助剂：1～5份，经捏合机组在80～100℃捏合成生物质颗粒，即得到一步法反应型木塑挤出料。

优选上述的捏合成生物质颗粒的捏合时间为15～30分钟。

本发明还提供了一种制备木塑复合板的方法，其具体步骤如下：

(1)将一步法反应型木塑挤出料与聚烯烃树脂原料按质量比1：(0.5-2)的比例直接冷拌混合；

(2)将步骤(1)中混合的生物质颗粒与聚烯烃树脂经双螺杆高温挤出；物料经模具挤出成型，经过定型台冷却定型、切割机定长切割成产品。

优选上述的双螺杆高温挤出的温度(螺杆温度)为150～180℃；模具挤出成型的温度(模具温度)为160～220℃。

有益效果：

本发明所述的一步法反应型木塑挤出料，通过对生物质材料的改性和对原有制备工艺的改进，使所制备材料的拉伸、冲击、弯曲性能得到改善。本发明所述方法操作简单、节约成本、易于大面积推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例1的生物质母粒实物图；

图2为本发明实施例2的生物质母粒实物图；

图3为本发明实施例3的生物质母粒实物图。

具体实施方式

以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例，以下例子中涉及的组份均为重量份。

实施例1

取木材粉70份、1250目改性碳酸钙6份(加入偶联剂kh550，80℃下高速搅拌30分钟得到，偶联剂的加入量为碳酸钙质量的0.5％)、pe蜡10份、ebs5份、抗氧剂10105份、接枝率为2的聚乙烯(杜邦公司购得)：4份，经捏合机组在100℃捏合15分钟制备成反应型生物质母粒。图1为母粒的实物图。所得的母粒直接与pe树脂原料按质量比1:0.5的比例直接冷拌混合均匀。将混合粒子经双螺杆高温挤出，温度为：180℃，物料经模具挤出成型，温度为：160℃，经过定型台冷却定型；最后将定型的板材进行定长切割，

其性能如下表1。

表1实施例1材料挤出成型木塑复合板材性能

实施例2

取糠壳粉60份、800目改性碳酸钙29份(加入偶联剂kh560，80℃下高速搅拌30分钟得到，偶联剂的加入量为碳酸钙质量的1％)、pe蜡2份、ebs1份、硬脂酸2份、抗氧剂1681.5份、抗氧剂10102份、抗紫剂uv-5311.5份、接枝率为2的聚丙烯(杜邦公司购得)：1份，经捏合机组在80℃捏合30分钟制备成反应型生物质母粒。图2为母粒的实物图。所得的颗粒直接与pe树脂原料按质量比1:2的比例直接冷拌混合均匀。将混合粒子经双螺杆高温挤出，温度为：150℃，物料经模具挤出成型，温度为：180℃，经过定型台冷却定型；最后将定型的板材进行定长切割，其性能如下表2。

表2实施例2材料挤出成型木塑复合板材性能

实施例3

取谷物秸秆粉50份、2500目改性滑石粉25份(加入偶联剂kh550，80℃下高速搅拌30分钟得到，偶联剂的加入量为滑石粉质量的0.5％)、pe蜡10份、硬脂酸5份、抗氧剂1682.5份、抗紫剂uv-5312.5份、接枝率为2的聚乙烯(杜邦公司购得)：5份，经捏合机组在80℃捏合25分钟制备成生物质母粒。所得的生物质颗粒直接与pe树脂原料按质量比1:1.5的比例直接冷拌混合均匀。图3为母粒的实物图。将混合粒子经双螺杆高温挤出，温度为：170℃，物料经模具挤出成型，温度为：200℃，经过定型台冷却定型；最后将定型的板材进行定长切割，其性能如下表3。

表3实施例3材料挤出成型木塑复合板材性能