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专利号: 2013102012403
申请人: 东北林业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机高分子化合物;其制备或化学加工;以其为基料的组合物
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.玄武岩纤维增强木塑复合材料,其特征在于玄武岩纤维增强木塑复合材料,按照重量份数比由95~105份的热塑性塑料、50~300份的木质纤维材料、1~50份的改性玄武岩纤维、5~20份的增容剂、1~10份的润滑剂制成;其中热塑性塑料为聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种;木质纤维材料为木粉、竹粉、农作物秸秆粉、果壳粉的任何一种或几种;增容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯、马来酸酐-苯乙烯嵌段共聚物、钛酸酯、异氰酸酯、六甲基二硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种;润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡;硬脂酸金属盐为硬脂酸钠、硬脂酸锶、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或几种;

所述改性玄武岩纤维的制备如下:a、乙烯基硅烷偶联剂与乙醇水溶液按照质量体积比

300g︰1000ml混合,获得溶液A;b、将玄武岩纤维置于溶液A中,在温度为25~60℃下反应20~40min,取出后在室温条件下干燥20~30h,再置于105~150℃烘箱中加热1~3h,即得到改性玄武岩纤维;其中所述乙醇水溶液中无水乙醇与蒸馏水的体积比为9:1,pH值为3~4;乙烯基硅烷偶联剂与玄武岩纤维的质量比为1~4︰100;乙烯基硅烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷中的一种或几种;玄武岩纤维为玄武岩矿石经高温熔融后通过铂铑合金拉丝制成,纤维直径为7~25μm,短切长度为6~9mm,含水率为≤0.2%,短切率为≥95%。

2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料,其特征在于玄武岩纤维增强木塑复合材料,按照重量份数比由100份的热塑性塑料、100份的木质纤维材料、25份的改性玄武岩纤维、10份的增容剂、5份的润滑剂制成。

3.根据权利要求1或2所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料,其特征在于所述木质纤维材料为20~100目的细小纤维。

4.根据权利要求3所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料,其特征在于所述农作物秸秆粉中的农作物为玉米、小麦、水稻、大豆或高粱。

5.制备如权利要求1所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料的方法,其特征在于它按以下步骤进行:

一、将木质纤维材料加入到高速混合机中,在温度为105~150℃、转速为400~

1800r/min的条件下搅拌5~15min,获得含水率为1.5%~2.5%的木质纤维材料;

二、按照重量份数比称取100份的热塑性塑料、50~300份的木质纤维材料、1~50份的改性玄武岩纤维、5~20份的增容剂、1~10份的润滑剂,依次放入高速混合机中,在转速为400~1800r/min、温度为105~180℃的条件下搅拌5~20min,卸料至低速冷混机中,以20~100r/min的转速搅拌并通水冷却,当物料温度低于80℃时出料得到预混料;

三、预混料通过单螺杆挤出机、平行双螺杆双阶挤出机组或锥形双螺杆挤出机挤出成型,即得到玄武岩纤维增强木塑复合材料;

其中热塑性塑料为聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种;

木质纤维材料为木粉、竹粉、农作物秸秆粉、果壳粉的任何一种或几种;

增容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯、马来酸酐-苯乙烯嵌段共聚物、钛酸酯、异氰酸酯、六甲基二硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种;

润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡;硬脂酸金属盐为硬脂酸钠、硬脂酸锶、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料的制备方法,其特征在于步骤一中在温度为120℃、转速为1200r/min的条件下搅拌10min,获得含水率为2%的木质纤维材料。

7.根据权利要求5或6所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料的制备方法,其特征在于步骤一中所述木质纤维材料为20~100目的细小纤维。

8.根据权利要求7所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料的制备方法,其特征在于步骤二中所述农作物秸秆粉中的农作物为玉米、小麦、水稻、大豆或高粱。