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CN102276889A - 一种高密度聚乙烯木塑复合管材及制备方法 - Google Patents

一种高密度聚乙烯木塑复合管材及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高密度聚乙烯木塑复合管材，该木塑复合管材原料组成配比包括：高密度聚乙烯100份、木粉20份～40份、增溶剂3～5份、填充剂5～10份、润滑剂1～4份。制备方法为：先将木粉进行预处理，再按质量份数比将各组分投入高速混合机中，初混3-5min，混合搅拌均匀；在双螺杆挤出机中将经过初混的物料挤出造粒，温度控制在190-210℃；最后将已烘干的混合料投入到管材挤出机中，挤出得高密度聚乙烯木塑复合管材制品。本发明工艺简单，操作方便，且制得的材料具有高模量、高强度、高尺寸稳定性等优良性能。

Description

一种高密度聚乙烯木塑复合管材及制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合管材，具体涉及是一种高密度聚乙烯木塑复合管材及制备方法。
背景技术
木塑复合材料是以木材和塑料为原料，加入偶联剂等改性助剂，经过热压复合、熔融挤出等不同加工方式制成的一种新型材料。这种材料既能充分发挥各组分的优点，克服因木材强度低、变异性大等造成的使用局限性，又能克服有机材料低弹性模量等使用缺陷。并能改进材料的物理力学性能和加工性能，降低成本，并扩大其应用范围，提高材料的附加值。目前已广泛用于建筑领域的门窗、模板、地板、吊顶和屋面板，包装领域的搬运垫板和托盘，交通领域的铁路轨枕和高速公路的噪音隔板等。
木纤维价廉易得且具有一定的强度，可作为增强剂来改进聚烯烃的力学性能并降低生产成本。另外，木纤维作为天然可再生材料，具有生物降解性，是一种可减轻目前“白色污染”的新材料。现有技术中中国专利CN1603088A，公开日2005年4月6日，公开了“材料的生产方法以及使用该方法制造的木塑产品”，是将木材加工成木粉，投入到混炼机中，加入活化剂，及UPVC或PVC以及各种助剂，再次混炼，造粒，成型，最后进行表面处理。但是现有技术由于容易吸水，极性也很强的特性使得其与塑料的相容性很差，加工技术要求较高，对木塑材料的加工成型设备要求高。
发明内容
为了克服以上缺陷，本发明要解决的技术问题是：一种高密度聚乙烯木塑复合管材及制备方法，工艺简单，操作方便，且该材料具有高模量、高强度、高尺寸稳定性等优良性能。
本发明所采用的技术方案为：一种高密度聚乙烯木塑复合管材，该塑木复合管材原料组成配比包括：
高密度聚乙烯        100份，
木粉                20份～40份，
增溶剂              3～5份，
填充剂              5～10份，
润滑剂              1～4份。
根据本发明的另外一个实施例，一种高密度聚乙烯木塑复合管材进一步包括该木塑复合材料原料组成配比包括：
高密度聚乙烯        100份，
木粉                20份～25份，
增溶剂              3～5份，
填充剂              5～10份，
润滑剂              1～2份。
根据本发明的另外一个实施例，一种高密度聚乙烯木塑复合管材进一步包括该木塑复合材料原料组成配比包括：
高密度聚乙烯        100份，
木粉                24份，
增溶剂              4份，
填充剂            8份，
润滑剂            1.5份。
根据本发明的另外一个实施例，一种高密度聚乙烯木塑复合管材进一步包括所述的增溶剂为马来酸酐改性聚乙烯、乙烯一丙烯酸共聚物或乙烯一醋酸乙烯共聚物中的一种。
根据本发明的另外一个实施例，一种高密度聚乙烯木塑复合管材进一步包括所述的填充剂为针状的硅灰石。
根据本发明的另外一个实施例，一种高密度聚乙烯木塑复合管材进一步包括所述的润滑剂为石蜡、甘油或硬酯酸的一种或几种。
本发明还公开了一种高密度聚乙烯木塑复合管材的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)木粉的预处理：将木粉置于烘箱中，120℃烘干10-15h；
(2)按质量份数比将各组分投入高速混合机中，初混3-5min，混合搅拌均匀；
(3)在双螺杆挤出机中将经过初混的物料挤出造粒，温度控制在190-210℃；
(4)将已烘干的混合料投入到管材挤出机中，挤出得高密度聚乙烯木塑复合管材制品。
根据本发明的另外一个实施例，一种高密度聚乙烯木塑复合管材的制备方法进一步包括步骤(4)所述管材挤出机各段温度为一段温度为95℃，二段温度为170℃，三段温度为185℃，四段温度为195℃，主机转速为50r/min。
本发明的有益效果是：
1、本项目将木粉与偶联剂、增容剂等助剂及高密度聚乙烯和针状的硅灰石进行共混，然后经双螺杆挤出造粒，利用造粒料挤出增强增刚的木塑复合管材，该复合管材强度和刚性较纯HDPE管材大幅提高，管材的的线性收缩率，拉伸强度等综合性能均显著提高。
2、本发明扩大了木塑复合管材的应用领域，可运用于有望用于市政埋地排水、排污等领域。
3、提高废弃木粉资源的综合利用率，降低因废弃木粉资源处理不当对环境造成的危害开辟了新途径。
具体实施方式
现在结优选实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
高密度聚乙烯100份，木粉40份，马来酸酐改性聚乙烯5份，针状的硅灰石10份，石蜡4份。
制作方法为：将木粉置于烘箱中，120℃烘干10h；按质量份数比将各组分投入高速混合机中，初混3-5min，混合搅拌均匀；在双螺杆挤出机中将经过初混的物料挤出造粒，温度控制在190℃；将已烘干的混合料投入到管材挤出机中，管材挤出机各段温度为一段温度为95℃，二段温度为170℃，三段温度为185℃，四段温度为195℃，主机转速为50r/min，挤出得高密度聚乙烯木塑复合管材制品1。
实施例2
高密度聚乙烯100份，木粉25份，乙烯一丙烯酸共聚物4份，针状的硅灰石8份，甘油2份。
制作方法为：将木粉置于烘箱中，120℃烘干12h；按质量份数比将各组分投入高速混合机中，初混3-5min，混合搅拌均匀；在双螺杆挤出机中将经过初混的物料挤出造粒，温度控制在200℃；将已烘干的混合料投入到管材挤出机中，管材挤出机各段温度为一段温度为95℃，二段温度为170℃，三段温度为185℃，四段温度为195℃，主机转速为50r/min，挤出得高密度聚乙烯木塑复合管材制品2。
实施例3
高密度聚乙烯100份，木粉20份，乙烯一醋酸乙烯共聚物3份，针状的硅灰石5份，硬酯酸2份。
制作方法为：将木粉置于烘箱中，120℃烘干14h；按质量份数比将各组分投入高速混合机中，初混3-5min，混合搅拌均匀；在双螺杆挤出机中将经过初混的物料挤出造粒，温度控制在200℃；将已烘干的混合料投入到管材挤出机中，管材挤出机各段温度为一段温度为95℃，二段温度为170℃，三段温度为185℃，四段温度为195℃，主机转速为50r/min，挤出得高密度聚乙烯木塑复合管材制品3。
实施例4
高密度聚乙烯100份，木粉24份，马来酸酐改性聚乙烯4份，针状的硅灰石8份，石蜡1.5份。
制作方法为：将木粉置于烘箱中，120℃烘干15h；按质量份数比将各组分投入高速混合机中，初混3-5min，混合搅拌均匀；在双螺杆挤出机中将经过初混的物料挤出造粒，温度控制在210℃；将已烘干的混合料投入到管材挤出机中，管材挤出机各段温度为一段温度为95℃，二段温度为170℃，三段温度为185℃，四段温度为195℃，主机转速为50r/min，挤出得高密度聚乙烯木塑复合管材制品4。
表1为实施例1-4中高密度聚乙烯木塑复合管材制品的综合物理性能：
  成品分类   拉伸强度/MPa   线性收缩率/％   冲击强度/KJ/m2   弯曲模量/MPa   线膨胀系数/10-4/℃
 实施例制品1   27.5   1.72   18.5   1376   1.29
 实施例制品2   28.6   1.79   19.4   1389   1.30
 实施例制品3   29.4   1.81   19.6   1394   1.32
 实施例制品4   30.7   1.88   20.7   1411   1.35
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种高密度聚乙烯木塑复合管材，其特征在于该木塑复合管材原料组成配比包括：
高密度聚乙烯            100份，
木粉                    20份～40份，
增溶剂                  3～5份，
填充剂                  5～10份，
润滑剂                  1～4份。
2.根据权利要求1所述的一种高密度聚乙烯木塑复合管材，其特征在于该木塑复合材料原料组成配比包括：
高密度聚乙烯            100份，
木粉                    20份～25份，
增溶剂                  3～5份，
填充剂                  5～10份，
润滑剂                  1～2份。
3.根据权利要求2所述的一种高密度聚乙烯木塑复合管材，其特征在于该木塑复合材料原料组成配比包括：
高密度聚乙烯            100份，
木粉                    24份，
增溶剂                  4份，
填充剂                  8份，
润滑剂                  1.5份。
4.根据权利要求1所述的一种高密度聚乙烯木塑复合管材，其特征在于所述的增溶剂为马来酸酐改性聚乙烯、乙烯一丙烯酸共聚物或乙烯一醋酸乙烯共聚物中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种高密度聚乙烯木塑复合管材，其特征在于所述的填充剂为针状的硅灰石。
6.根据权利要求1所述的一种高密度聚乙烯木塑复合管材，其特征在于所述的润滑剂为石蜡、甘油或硬酯酸的一种或几种。
7.一种高密度聚乙烯木塑复合管材的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)木粉的预处理：将木粉置于烘箱中，120℃烘干10-15h；
(2)按质量份数比将各组分投入高速混合机中，初混3-5min，混合搅拌均匀；
(3)在双螺杆挤出机中将经过初混的物料挤出造粒，温度控制在190-210℃；
(4)将已烘干的混合料投入到管材挤出机中，挤出得高密度聚乙烯木塑复合管材制品。
8.根据权利要求7所述的一种高密度聚乙烯木塑复合管材的制备方法，其特征在于步骤(4)所述管材挤出机各段温度为一段温度为95℃，二段温度为170℃，三段温度为185℃，四段温度为195℃，主机转速为50r/min。
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