聚烯烃木塑复合材料的涂饰性能分析

《聚烯烃木塑复合材料的涂饰性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据1绪论1．1引言在户外应用中，木塑复合材料(Wood-plasticcomposites，缩写为WPC)制品暴露在阳光和水分等环境下，不仅制品力学性能下降，每年造成百万美元材料的损失【l刁】，而且外观性能也大受影响，如出现发黄或褪色等现象【4棚，因此户外用WPC的耐久性问题受到越来越多的关注。此外，WPC的颜色主要靠添加着色剂来实现，其色彩的明亮度和饱满度有局限性。国内外多采用在WPC中添加抗老化助剂的方法来减缓材料表面降解，提高其抗老化性，而昂贵的抗老化助剂不仅分布于需要防护的WPC表层而且大量存在于芯层，无谓地增加了产品

2、的成本。于是，人们开始在WPC的表层做文章，如在其表面形成屏蔽层以减缓WPC表面老化行为的发生，进而阻碍内层老化行为【_7’91。目前最流行的做法是采用共挤技术在材料表面共挤一层高耐候性的表层，例如在普通的聚氯乙烯(PVC)基WPC表层共挤一层丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物(ASA)改性料，或者在普通的聚烯烃基WPC表面共挤一层具有耐候功能的WPC，使其达到表面包覆，产生耐候效果【l01。另外，表面腹膜也可以达到较好的耐候性效果，但膜材料的成本稍高，且与底材的粘合性差的问题也有待解决【¨】。作为一种常用的材料抗老化和表

3、面装饰方法，涂饰具有成本低廉、操作简便、色彩可调等优点。然而，WPC表面涂饰研究尚处于起步阶段。本文选取抗老化性能较好的成膜物质不同的涂料，包括木蜡油、丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅、氟碳和丙烯酸聚氨酯等六大类共16种涂料，在聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)两种基体的木塑复合材料上进行涂饰，通过接触角与漆膜附着力测试、人工加速紫外老化等方法进行涂饰抗老化性能对比研究。综合分析涂料接触角，漆膜附着力、外观及试件老化后期等因素，对涂料在聚烯烃WPC表面的涂饰性能进行评价，优化出表面涂饰性能较好的成膜物质和涂料。1．2木塑复合材料概述WPC是一类

4、主要以热塑性聚合物为基质，以木质纤维材料为填充增强材料，通过熔融复合制备的新型复合材料，因其具有绿色环保、可再生利用的突出优势而越来越被人们所重视。由于WPC充分体现了资源节约、健康环保、循环经济、可持续发展等一系列的先进理念，已开始广泛应用于建筑装饰、园林景观、汽车工业、运输等众多领域【12·13]o1．2．1木塑复合材料的组成用于制备WPC的聚合物基体有热固性聚合物和热塑性聚合物。热塑性聚合物可回收利用，是制备木塑复合材料的主要聚合物基体。WPC的成分分为基体、木质纤维万方数据东北林业大学硕士学位论文(植物纤维)填充增强材料及添

5、加剂三部分。由于植物纤维在高于200℃容易分解，所以用作木塑基体的聚合物的熔点必须低于200℃。目前应用比较多的是高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及丙烯腈一丁二烯一苯乙烯(ABS)等热塑性塑料，其中聚乙烯(PE)应用最为广泛【14】。WPC按产品不同形态可分为线材、型材、板材、片材和异性材等；按不同制造工艺可为低发泡、中发泡、空心结构及实心材料等；按不同的使用性能分结构型、装饰型、专用型等。1．2．2木塑复合材料的特点～一⋯WPC是将植物纤维和塑料有机结

6、合，WPC不仅在性能上集合了木材的二次加工性(可锯、可刨、可粘、可涂等)和塑料易加工(热塑性塑料易成型性)的双重优点，更重要的是低碳环保特征显著，而且具有抗虫蛀、耐腐朽、耐老化、强度较好、吸水性小、不会吸湿变形、可回收利用等优点，故被广泛应用于各个领域【”。171。但是WPC还存在着一些缺点，例如：耐热性不好，冲击强度小，密度大等，这此缺点限制了WPC的使用寿命和应用范卧18】。经过实际检验，WPC产品逐渐暴露出老化问题。国外己经发现埋入地下和与地面接触的WPC有被真菌或白蚁生物降解的现象，暴露在阳光和空气中的WPC也发生了结构变化

7、。除力学性能下降外，WPC的外观性能也大受影响，如出现发黄或褪色等现象【19】。1．2．3木塑复合材料的生产工艺【20】图l木塑复合材料的加工工艺流万方数据l绪论木塑复合材料常见的加工工艺流程如图1所示，根据木塑复合材料中的木质纤维与塑料的质量比例(简称木塑比)，以及木质纤维和塑料的不同形态，归纳起来主要有以下三种：挤出成型、热压／模压成型、纤维／片状物料混合铺装热压成型。此外，对于一些异形制品往往材料注塑成型工艺生产。1．3涂料的组成及分类涂料就是能涂覆在被涂物件表面并能形成牢固附着的连续薄膜的材料。它可以是无机的，如搪瓷釉、电镀

8、铜、电镀镍、电镀锌等。也可以是有机的，如大多数有机高分子材料【2l】。一⋯1．3．1涂料的组成涂料主要由四部分组成：成膜物质、着色材料、溶剂、助剂【22】。1．3．1．1成膜物质成膜物质是液体涂料中决定漆膜性能的主要成分，它可以单独成