[发明专利]一种高强度木塑复合材料的制备方法及制品

说明书

技术领域

本发明涉及家具制造领域，具体涉及一种用于制造家具的高强度木塑复合材料的制备方法，及通过该方法制备的制品。

背景技术

木塑复合材料(Wood-Plastic Composites，WPC)是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50％以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。

木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维，决定了其自身具有塑料和木材的某些特性，如：

1)良好的加工性能木塑复合材料内含塑料和纤维，因此，具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料。机械性能优于木质材料。握钉力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。

2)良好的强度性能木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于内含纤维并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高，一般是木材的2-5倍。

3)具有耐水、耐腐性能，使用寿命长木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌。使用寿命长，可达50年以上。

4)优良的可调整性能通过助剂，塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变，从而改变木塑材料的密度、强度等特性，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。

5)具有紫外线光稳定性、着色性良好。

6)其最大优点就是变废为宝，并可100％回收再生产。可以分解，不会造成“白色污染”，是真正的绿色环保产品。

7)原料来源广泛生产木塑复合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯，木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维，另外还需要少量添加剂和其他加工助剂。

8)可以根据需要，制成任意形状和尺寸大小。

随着对木塑复合材料的不断研发，生产木塑复合材料的塑料原料，除了有高密度聚乙烯或聚丙烯以外，还有聚氯乙烯和PS。工艺也由最早的单螺杆挤出机发展成第二代锥形双螺杆挤出机，再到由平行双螺杆挤出机初步造粒，再由锥形螺杆挤出成型，可以弥补难以塑化，抗老化性差、抗蠕变性差、色彩的一致性和持久性差和拉伸强度低的特点。

但是，目前用于家具制造领域的多为不可回收的木塑复合材料，造成资源浪费，成本虚高。而有些木塑复合材料，由于机械强度不够，不能满足家具关键结构件的相关强度要求，制造出的家具性能较差，使用寿命短，因此需要针对性的提高木塑材料的机械强度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于家具制造，能够满足家具主要机械强度参数需求的，可回收的高强度木塑复合材料的制备方法，及通过该方法制备的制品。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种高强度木塑复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)按如下重量份数准备各组分：

(2)对木质粉料进行干燥，并用所预备的钛酸酯偶联剂，对干燥后的木质粉料进行表面改性；

(3)用偶氮二异丁腈和十二烷基硫醇，将甲基丙烯酸和丙烯酸丁酯进行共聚反应，得到甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯共聚物；

(4)将改性后的木质粉料，甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯共聚物，邻苯二甲酸二辛脂，聚乙烯PE，乙二胺四乙酸钠，硫酸亚铁，阻燃剂和过硫酸钾，加入到高速混合机中，在80～90℃温度条件下，混合5～10min；

(5)将上述均匀混合物送入平行双螺杆挤出机中熔融共混，进行造粒，并压制成型，得到可回收高强度木塑复合材料，其中，挤出机机筒温度为160-185℃，模头温度为165-205℃。

所述步骤(2)具体包括：将木质粉料在电热鼓风干燥箱中，在120℃温度条件下干燥4个小时，并进行脱脂和烘干，使其含水率小于0.2％，用丙酮将钛酸酯偶联剂稀释至20％(V/V)，然后将稀释后的钛酸酯偶联剂喷洒处理木质粉料，然后加入高速混合机中进行预混合0.5h。