[发明专利]新型生态木及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，涉及一种生态木，尤其涉及使用废旧材料提供木质纤维和热塑材料的新型生态木，同时本发明还涉及一种制备新型生态木的方法。

背景技术

复合材料是现代科学技术发展涌现出的具有极大生命力的材料，它由两种或两种以上性质不同的材料，通过各种工艺手段复合而成。复合材料的各个组合材料在性质上起协同作用，得到单一材料无法比拟的优越的综合性能。生态木又称塑木，塑木复合材料是采用含有木纤维或其他植物纤维类材料来填充及增强改性热塑性塑料的一种复合材料，主要成分是塑料和木质粉。其中含有木纤维类的材料包括废木粉、竹粉、锯末、刨花及废弃木材等，其他植物纤维包括农作物秸秆、稻壳、花生壳以及各种麻秆等。热塑性塑料通常采用聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),聚氯乙烯(PVC)以及聚苯乙烯(PS)等。

公开号为CN 101531791A名称为一种复合生态木、公开号为CN 101864130 B 名称为PVC 塑木材料、公开号为CN 103265776 A名称为一种生态木及其制备方法的中国发明专利均主要采用了木粉和PVC作为原料。PVC的熔融温度与分解温度较为接近，在生态木制备过程中添加添加剂后在混炼时又加剧了内摩擦，产生大量内热，因此，加工温度较难控制。而且PVC还要添加增塑剂才能克服本身的脆性，而液态的增塑剂又极易被木质纤维吸收，同时PVC使用时受光的作用极易降解老化。另外PP和PVC的加工温度高，若加工时间长，木粉极易烧焦。而PE的耐老化降解和加工方面的性能都比较优越。但是采用添加采购的成品PE成本较高，且PE的生产过程消耗能源易造成环境污。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种新型生态木及其制备方法。本发明采用加入含“PE”的纸制品碎屑，尤其是牛皮纸袋碎屑来同时提供热塑性材料和部分植物纤维。

为实现上述发明目的，本发明的新型生态木及其制备方法，提供了一种新型生态木，此生态木由如下重量组分制成：

木粉28-37份，糠粉20-30份，含聚乙烯（PE）的纸制品碎屑20-30份，钙粉5-15份，颜料1-4份，复合添加剂4-6份。

作为对上述技术方案的限定，新型生态木由如下重量组分制成：木粉32份，糠粉25份，含聚乙烯（PE）的纸制品碎屑26份，钙粉10份，颜料2份，复合添加剂5份。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述的含聚乙烯（PE）的纸制品碎屑为废旧牛皮纸袋碎屑。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述的复合添加剂为偶联剂和润滑剂。

具体地说，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酸偶联剂中的一种。

具体地说，所述的润滑剂为硬脂酸、石蜡中的一种。

本发明中木粉的重量份数控制在28-37份。随着木粉含量的增加,材料的拉伸强度、弯曲强度都出现升高趋势,但是在提高材料刚性的同时,也使材料的韧性出现下降,表现为冲击强度的下降,并随木粉含量的增多,冲击强度进一步下降,但趋势较平缓，故要控制木粉含量在合适范围。木粉的粒径控制在70-100目，随着木粉粒度减小,弯曲强度降低显著,而冲击强度先有所升高而后降低。这是因为大尺寸的木粉可以起到一定的纤维增强作用,而小尺寸的木粉增加了复合材料的两相界面面积,有利于冲击的能量的吸收。粒子尺寸进一步降低,界面相容性成为主要问题,使得冲击性能降低。

本发明中加入糠粉，可以提高木粉填充PE基木塑复合材料的拉伸强度、冲击强度和使用温度,改善复合材料的耐水性和加工流动性。糠粉与木粉并用比为糠粉20-30份：木粉28-37份时，复合材料的总体性能最佳,拉伸强度、冲击强度和维卡软化点温度分别达到最大值。

木粉、糠粉作为填料，密度比一般无机填料小，耐磨可以降解及回收，原料资源丰富,生产工艺简单,价格便宜，所得复合材料制品具有良好的木质感和隔热效果。

PE的耐老化降解和加工方面的性能较其他热塑性材料更优越。本发明采用加入含PE的纸制品碎屑，利用了纸制品内衬含PE的编织网来作为热塑性材料，消耗了其中所含不易降解的塑料成分，不仅代替采购成品PVC、PE，并且含PE的纸制品碎屑本身可提供植物纤维从而代替部分木粉，降低木粉的使用量。因此本发明通过使用含PE的纸制品碎屑，充分回收利用了木质纤维和热塑材料，实现了生态资源的回收和再利用，不仅对环境保护具有重要意义，而且极大的降低了成本。

在本发明中，木粉、糠粉、含PE的纸制品碎屑都提供了植物纤维做为生态木即塑木的填料，三种组分的重量份数之比影响最终生态木的各方面性能。