有機(jī)顏料是木塑復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱WPC)著色研究的主要著色劑之一,但有機(jī)顏料存在分散性差、耐候牢度不佳等問(wèn)題,而對(duì)其進(jìn)行改性處理是解決此問(wèn)題的重要手段之一。

本文首先以聯(lián)苯胺黃G12(P.Y.12)為著色劑,研究茶梗粉、杉木粉以及竹粉3種木質(zhì)原料填充高密度聚乙烯(HDPE)復(fù)合材料的力學(xué)性能和著色性能,并分別以酞菁藍(lán)15:3(P.B.15:3)、P.Y.12、顏料紅48:2(P.R.48:2)對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行著色處理,探討顏料種類及其添加量對(duì)復(fù)合材料彎曲性能和表觀顏色的影響。

在此基礎(chǔ)上,分別采用溶膠-凝膠法制備的納米Si02及其與含氫硅油(PMHS)復(fù)合、硅鋁凝膠對(duì)P.Y.12進(jìn)行改性處理,通過(guò)FTIR、SEM觀察以及熱重分析表征其改性效果,同時(shí)采用改性顏料著色復(fù)合材料并進(jìn)行紫外加速老化試驗(yàn),探討顏料改性對(duì)材料彎曲性能、熱穩(wěn)定性、表觀顏色以及耐老化性能的影響。論文的主要結(jié)論如下:

(1)茶梗粉、杉木粉與竹粉為填料分別與HDPE復(fù)合制備的WPC,其彎曲性能的大小次序?yàn)樯寄痉?HDPE復(fù)合材料竹粉/HDPE復(fù)合材料茶梗粉/HDPE復(fù)合材料,且材料的外觀顏色變化均較明顯;3種有機(jī)顏料(P.B.15:3、P.Y.12、P.R.48:3)分別著色杉木粉/HDPE復(fù)合材料后,總色差△E*隨顏料添加量的增加而增大;無(wú)論WPC是否著色處理,隨紫外老化時(shí)間延長(zhǎng),材料表面裂隙增加,彎曲性能降低,明度指數(shù)L*與△E*均增大;但與未著色材料相比,顏料加入后使WPC的彎曲性能略有提高,且材料的耐紫外老化性能較好。

(2)對(duì)溶膠-凝膠法制備的納米SiO2及其與PMHS復(fù)合改性P.Y.12后的SEM觀察、粒徑測(cè)試及熱分析表明,納米SiO_2改性后顏料粒徑增大,且耐熱性能提高,但納米SiO2與PMHS復(fù)合改性后,粒徑較前者有所減小,改性使顏料的分散穩(wěn)定性能提高。

(3)納米SiO2及其與PMHS復(fù)合改性的P.Y.12對(duì)WPC彎曲性能的影響較小,熱分析表明當(dāng)WPC中添加10%納米SiO2改性顏料時(shí)其熱穩(wěn)定性能有較明顯提高;紫外加速老化試驗(yàn)表明,添加10%納米SiO2及其與PMHS復(fù)合改性顏料使WPC老化后彎曲性能的變化最小;WPC的總色差△ E*的變化也均小于添加未改性的顏料,其中20%納米SiO2改性顏料對(duì)材料老化過(guò)程中顏色的穩(wěn)定效果最好。

(4)采用研磨法用硅鋁凝膠對(duì)P.Y.12進(jìn)行改性后,顏料粒徑增大,但耐熱性能提高不明顯;改性顏料著色WPC后,其彎曲性能有所增大但變化總體較小,而WPC的L*、b*增加,其中經(jīng)6%與9%硅鋁凝膠改性后,b*分別較對(duì)照增加了 4.67%與5.63%;紫外加速老化試驗(yàn)表明,相同的老化時(shí)間內(nèi),硅鋁凝膠改性顏料使WPC彎曲性能的降低幅度及其△ E*的變化幅度基本上小于添加未改性的顏料,其中9%硅鋁凝膠改性顏料使WPC在老化期間△ E*的變化最小,對(duì)顏色的穩(wěn)定效果較好。