技术领域:
本发明涉及一种木塑材料及其制备方法,特别是一种抗静电木粉尼龙6 复合材料及其制备方法。
背景技术:
随着全球经济发展,近20多年来塑料的用量急速上升,废旧塑料垃圾对 环境造成的污染也日益严重。同时森林资源被大量砍伐,已对生态环境造成 极大的破坏。因此保护森林资源,保护生态环境已成为新世纪人类共同追求 的目标。
木塑复合材料(WoodPlasticsComposites,简称WPC)是用木粉、木纤维 或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料,兼有木材和塑料的成本和性能的 优点,经成型可得到型材、板材或其他制品,具有质量轻,成本低,对设备 磨损小,环保等优点。
发明内容:
针对现有技术存在的上述不足,本发明所要解决的技术问题之一是提供 一种抗静电木粉尼龙6复合材料。
本发明所要解决的技术问题之二是提供上述抗静电木粉尼龙6复合材料 的制备方法。
本发明的技术问题,是通过下述技术方案得以实现的:
一种抗静电木粉尼龙6复合材料,由以下重量份的原料组成:50-70份 尼龙6、30-50份木粉,4-8份复合偶联相容剂,1-3份复合抗静电剂。
所述复合偶联相容剂,由以下重量份的原料组成:硬脂酸酰胺10-30份、 MA-g-PP相容剂50-70份、3-氨基丙基三甲氧基硅烷10-30份和MA-g-PE相 容剂10-30份。
所述复合抗静电剂,由下述组分按重量份组成:硬脂酰胺丙基二甲基- β-羟乙基季铵硝酸盐10-30份、十二烷基二甲基甜菜碱30-60份、N,N-双(2- 羟基乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲基硫酸甲酯铵20-40份、 (3-月桂酰胺丙基)三甲基硫酸甲酯铵5-10份。
硬脂酸酰胺,英文名称:Octadecanamide,CAS NO.:124-26-5。
MA-g-PP相容剂,称为:马来酸酐接枝聚丙烯,又称:马来酸酐-聚丙烯 接枝共聚物。其商业牌号有:Epolene-43、Epolene G-3003、Youmex1010、 科聚亚公司的Polybond 3200。
3-氨基丙基三甲氧基硅烷,CAS No:13822-56-5。
MA-g-PE相容剂,称为马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物。其商业牌号有:科 聚亚公司的Polybond 3009、Youmex CA60。
将硬脂酸酰胺、MA-g-PP相容剂、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和MA-g-PE 相容剂搅拌混合均匀,即可制得该复合偶联相容剂。
硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐,英文名:Stearamido propyldimethyl-β-hydroxyethyl ammonium nitrate,商品名:Cyastat SN, 别名:抗静电剂SN。CAS登录号:86443-82-5
十二烷基二甲基甜菜碱,英文名:Lauryl betaine,别名:Laury dimethylaminoacetic acid betaine。CAS登录号:683-10-3。
N,N-双(2-羟基乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲基硫酸 甲酯铵,英文名:N,N-bis(2-hydroxyethyl)-N-(3’-dodecyloxy-2’ -hydroxypropyl)methyl ammonium methosulfate,别名:抗静电剂609。
(3-月桂酰胺丙基)三甲基硫酸甲酯铵,英文名:(3-lauramidopropyl) trimethyl ammonium methyl sulfate,别名:抗静电剂LS。
将硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐、十二烷基二甲基甜菜碱、 N,N-双(2-羟基乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲基硫酸甲酯 铵和(3-月桂酰胺丙基)三甲基硫酸甲酯铵搅拌混合均匀,即可制得该复合 抗静电剂。
采用本行业通用的方法,即可制得本发明的抗静电木粉尼龙6复合材料。
本发明还提供了一种抗静电木粉尼龙6复合材料的制备方法:
(1)将硬脂酸酰胺、MA-g-PP相容剂、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和 MA-g-PE相容剂搅拌混合均匀,制得复合偶联相容剂;
(2)将硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐、十二烷基二甲基甜 菜碱、N,N-双(2-羟基乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲基硫 酸甲酯铵和(3-月桂酰胺丙基)三甲基硫酸甲酯铵搅拌混合均匀,制得复合 抗静电剂;
(3)将木粉160-220℃加热干燥,控制干燥后的木粉含水量为 0.2-0.8wt%;
(4)将复合偶联相容剂加入干燥后的木粉中,在60-90℃搅拌均匀,制 得改性木粉;
(5)将改性木粉、尼龙6和复合抗静电剂混合,在密炼机中共混,制得 本发明的抗静电木粉尼龙6复合材料。
优选的,
所述木粉为松木粉、杨木粉、柳桉木粉、刺柏木粉或杉木粉。
所述木粉粒径为50-200目。
所述步骤(5)中,将改性木粉、尼龙6和复合抗静电剂混合,170-190 ℃下在密炼机中共混10-20min,密炼机转速50-100rpm。
本发明制备的抗静电木粉尼龙6复合材料具有冲击强度、弯曲强度和弹 性率,特别表面电阻低,表面具有抗静电性能,不吸尘,可使制品长期保持 美观。
具体实施方式:
下面实施例是对本发明的进一步说明,而不是限制本发明的范围。
以下实施例和对比例所用尼龙6为德国巴斯夫PA6B3S注塑级;木粉为 松木粉,粒径70-80目;MA-g-PP相容剂,科聚亚公司的Polybond3200; MA-g-PE相容剂,科聚亚公司的Polybond3009。
实施例1
(1)称取硬脂酸酰胺20克、MA-g-PP相容剂60克、3-氨基丙基三甲氧 基硅烷20克和MA-g-PE相容剂20克。将各原料搅拌混合均匀,即可制得该 复合偶联相容剂。
(2)将硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐20克、十二烷基二 甲基甜菜碱45克、N,N-双(2-羟基乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙 基)甲基硫酸甲酯铵30克和(3-月桂酰胺丙基)三甲基硫酸甲酯铵7.5克搅 拌混合均匀,制得复合抗静电剂。
(3)将木粉在200℃加热干燥,控制干燥后的木粉含水量为0.6wt%左右;
(4)称取上述复合偶联相容剂60克加入到干燥后的400克木粉中,在 80℃搅拌均匀,制得改性木粉;
(5)将改性木粉、600克尼龙6和20克复合抗静电剂混合,180℃下在 Haake密炼机中共混15min,密炼机转速80rpm,制得抗静电木粉尼龙6复合 材料。
随后在平板硫化仪上压片制备标准样条,进行性能测试。测试结果如表 1所示。
对比例1
将600g尼龙6与400g干燥后的松木粉(含水量0.6wt%左右)混合均匀, 180℃下在Haake密炼机中共混15min,密炼机转速80rpm,得到纯抗静电木 粉尼龙6复合材料。随后在平板硫化仪上压片制备标准样条,进行性能测试。 测试结果如表1所示。
对比例2
(1)将木粉在200℃加热干燥,控制干燥后的木粉含水量为0.6wt%左右;
(2)称取MA-g-PP相容剂60克加入到干燥后的400克木粉中,在80℃ 搅拌均匀,制得改性木粉;
(3)将改性木粉与600克尼龙6混合,180℃下在Haake密炼机中共混 15min,密炼机转速80rpm,制得抗静电木粉尼龙6复合材料。
随后在平板硫化仪上压片制备标准样条,进行性能测试。测试结果如表 1所示。
表1
冲击强度,KJ/m2 弯曲强度,MPa 弹性率,×104kg·cm/cm2 表面电阻,Ω 实施例1 5.5 38.5 2.2 3.2×107 对比例1 4.0 23.2 1.6 4.5×1013 对比例2 4.7 35.6 1.8 4.1×1013
从表1可以看出,采用本发明的复合偶联相容剂的抗静电木粉尼龙6 复合材料与未添加复合偶联相容剂处理的抗静电木粉尼龙6复合材料相比, 具有良好的冲击强度、弯曲强度和弹性率。采用本发明的复合偶联相容剂的 抗静电木粉尼龙6复合材料与单独添加一种偶联剂处理的抗静电木粉尼龙6 复合材料相比,具有更好的冲击强度、弯曲强度和弹性率。因此,本发明制 备的抗静电木粉尼龙6复合材料具有冲击强度、弯曲强度和弹性率,特别表 面电阻低,表面具有抗静电性能,不吸尘,可使制品长期保持美观。