[发明专利]一种环保型防霉木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料及其制备方法，具体涉及一种环保型防霉木塑复合材料及其制备方法。

背景技术：

木塑复合材料是一类由天然纤维、热塑性塑料树脂及特定加工助剂制成的一种新型材料，兼具木材和塑料二者优点，在环境保护、缓解森林资源匮乏等方面有重要意义。

在木塑材料开发早期，人们大多认为木塑复合材料具有足够的真菌抗性，一方面是由于塑料基体对木质纤维的有效包埋，另一方面是由于早期木塑中木质纤维的含量大多较低（大多在50%以下）。随着木塑技术的改进及木塑中纤维含量的增加，真菌对木塑复合材料的危害已经被发现并逐渐引起重视。危害木塑材料的真菌主要分为两大类：霉菌和腐朽菌，其中腐朽菌主要是导致材料的腐朽，而霉菌则会导致木塑制品发霉或褪色，严重影响其外观，在高温潮湿地区，由于霉菌在材料上的快速生长和繁殖，霉菌对木塑材料的危害更大。目前，木塑发霉已成为消费者使用过程中投诉最多的三大问题之一。

目前在实际生产中，大多通过添加杀菌剂、防霉剂等来解决木塑制品的发霉问题，这一方法虽然快捷简便，但一方面，杀菌剂防霉剂等化学产品大多存在高毒性高残留等问题，与木塑材料长期宣称的环保性能不相符合；另一方面，木塑加工成型的高温极高，常会导致一些有机防霉剂受热分解失效，而无机防霉剂虽然效果较好，但其价格十分昂贵，会额外增加木塑制品的成本，不利于其市场竞争。此外，随着木塑产业的快速发展，越来越多的木塑制品被用于室内家居、工艺制品等，对材料自身的环保性能也提出了更高的要求。因此，必须寻求新的更为环保的手段来解决木塑材料的发霉问题。

相关研究表明，木塑材料的发霉及腐朽与木塑中填充纤维的种类、纤维含量、粒径大小、木粉表面改性等因素都具有明显关系。相对而言，木本纤维填充木塑材料的防霉性能优于草本纤维填充的木塑材料；而纤维含量越高、粒径越大，木塑的真菌抗性也就越差；木粉的表面改性可以降低木粉的含水量并改变其疏水状态，增加其与塑料基体的相容性，从而显著提高材料的真菌抗性。因而，通过对木塑配方中木粉种类、含量、粒径等进行调整，并在成型前对木粉进行表面改性，再辅以木塑成型工艺的调整，有望在不添加任何防霉抗菌剂的情况下，改善木塑材料的霉菌抗性，制备出环保型防霉木塑复合材料。

发明内容：

本发明的目的是针对现有木塑材料及制品在应用过程中出现的发霉问题，提供一种不添加任何防霉剂的环保型防霉木塑复合材料及其制备方法。

本发明通过对木质纤维种类、含量、粒径的筛选及表面改性，制备出一种环保型防霉木塑复合材料，从而实现了本发明的目的。

本发明的环保型防霉木塑复合材料，其原料为：按质量份数计，包括塑料基体100份，改性木质纤维粉60～120份，碳酸钙8～15份，润滑剂2～6份，光稳定剂2～5份，色粉1～3份，其它2～6.5份；

所述的改性木质纤维粉是将粒径为40-120目的木质纤维粉用质量分数12～20%的NaOH溶液搅拌浸泡20～48小时后，再用水洗涤木质纤维粉至中性，然后将木质纤维粉烘干，再将烘干的木质纤维粉加入偶联剂对木质纤维粉表面改性，得到NaOH及偶联剂双重处理后的改性木质纤维粉。

所述塑料基体可为PP、PE、HDPE、PVC，可采用新料或回收的塑料，可为上述塑料基体种类中的一种或一种以上混合物。如果是回收的塑料则需将回收的塑料进行分类、破碎并干燥后进入塑料造粒机进行再造粒；若为新料，则无需经此步骤，直接使用既可。

所述的木质纤维粉为各种农林业下脚料或边角料，如松木粉、杉木粉、杨木粉、椿木粉、柏木粉、柚木粉、樟木粉、竹粉、稻糠等中的一种或一种以上混合物，粒径为40-120目。

所述偶联剂种类为钛酸酯、铝酸酯、甲苯二异氰酸酯、马来酸酐、双氨基硅烷、乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等中的一种或一种以上混合物，用量为木质纤维粉质量的1.0-6.0%。偶联剂对木粉的具体改性方法和用量，因所用偶联剂种类不同而不同。

所述润滑剂为硬脂酸、PE蜡、石蜡等，可为上述润滑剂种类中的一种或一种以上混合物。

所述其它还包括滑石粉、硅藻土，进一步包括发泡剂等。滑石粉不仅具有一定的润滑、增塑作用，也能降低材料的吸水性等。硅藻土可增加木粉与塑料基体间的结合性能。发泡剂则是某些塑料基体在成型时所必须的物质。

本发明的环保型防霉木塑复合材料的制备方法为：