[发明专利]一种轻质木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种轻质木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展及人类活动的剧增，人们对森林资源的消耗与破坏越来越严重，导致森林资源日益减少，其环境功能与生物多样性也逐渐衰减，因而倡导保护森林资源、可持续利用森林资源，维护良好的自然生态环境已显得尤为重要。这需要人们寻找木质原料的替代品，既具备木质原料的可锯、刨、钉等机械加工性能及优良的物理性能，具有耐久、耐磨、坚硬、强韧的性能，而且具备环保和可再生性能。

    木塑复合材料即在此背景下产生的一种可替代部分实木原料的环保材料，其具备实木原料的优良性能，而且其耐用性明显优于普通木质原料。木塑复合材料的制备原料廉价丰富，可回收利用，可减少环境污染，保护森林资源。目前常见的木塑复合材料为高强度致密复合材料，不但质量重，运输及使用不便，而且单位面积造价高。

发明内容

    针对现有技术不足，本发明提供了一种轻质木塑复合材料及制备方法，该复合材料具备质量轻、环保性能好、韧性及弯曲强度高的特性，该制备方法简单，原料价廉丰富，可使制品显著节约成本，适宜于工业化生产。

针对上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种轻质木塑复合材料，包含如下原料：热塑性塑料、植物纤维、轻质碳酸钙、相容剂、阻燃剂、钛酸酯偶联剂、发泡剂、轻质膨胀蛭石粉、纳米级增强剂。

所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。

所述阻燃剂为多聚磷酸铵或磷酸三（2-氯乙基）酯。

所述发泡剂为偶氮二甲酰胺与硬脂酸钙或硬脂酸锌的复合物，其重量份比为1：0.5~0.8。

所述轻质膨胀蛭石粉的目数大于80目。

所述纳米级增强剂为钛酸酯偶联剂处理的氢氧化铝或氧化铝。

一种轻质木塑复合材料的制备方法：包括以下步骤：

a．按重量份称取以下原料：热塑性塑料60~80、植物纤维50~100、轻质碳酸钙5~8、相容剂15~18、阻燃剂12~18、钛酸酯偶联剂3~6、发泡剂2~6、轻质膨胀蛭石粉5~10、纳米级增强剂5~7。

    b．将植物纤维、钛酸酯偶联剂、相容剂分别预热至在80~100℃并于80~100℃、300~500r/min条件下预混10~20min，冷却至40~70℃后加入其余原料在600~900r/min条件下混合10~15min得到预混料，将预混料于挤出机挤出成型即得，挤出机造粒条件为140~170℃，160~200rpm，挤出条件为140~180℃，20~30rpm。

与现有技术相比，本发明的一种轻质木塑复合材料及制备方法的优点为：制备的木塑复合材料密度低，安装与维护方便，加入纳米级增强剂有效提高材料的抗蠕变、抗压缩性能，制得的材料单位面积造价低，而且制备方法简单易操作，适于工业化生产。

具体实施方式

实施例1：一种轻质木塑复合材料，包含如下原料：热塑性塑料80、植物纤维100、轻质碳酸钙8、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯18、阻燃剂多聚磷酸铵18、钛酸酯偶联剂6、发泡剂偶氮二甲酰胺4份与硬脂酸钙2份的复合物、轻质膨胀蛭石粉10、纳米级增强剂钛酸酯偶联剂处理的氢氧化铝7。

一种轻质木塑复合材料的制备方法：包括以下步骤：将植物纤维、钛酸酯偶联剂、相容剂分别预热至在100℃并于100℃、500r/min条件下预混10min，冷却至70℃后加入其余原料在900r/min条件下混合10min得到预混料，将预混料于挤出机挤出成型即得轻质木塑复合材料，挤出机造粒条件为170℃、200rpm，挤出条件为180℃、30rpm。

实施例2：一种轻质木塑复合材料，包含如下原料：热塑性塑料60份、植物纤维50份、轻质碳酸钙5份、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯15份、阻燃剂磷酸三（2-氯乙基）酯12份、钛酸酯偶联剂3份、发泡剂偶氮二甲酰胺1.2份与硬脂酸锌0.8份的复合物、轻质膨胀蛭石粉5份、纳米级增强剂钛酸酯偶联剂处理的氧化铝5份。

一种轻质木塑复合材料的制备方法：包括以下步骤：将植物纤维、钛酸酯偶联剂、相容剂分别预热至在80℃并于80℃、300r/min条件下预混10min，冷却至40℃后加入其余原料在600r/min条件下混合15min得到预混料，将预混料置于挤出机中，设定挤出机造粒条件为140℃、160rpm，挤出条件为140℃、20rpm挤出成型即为轻质木塑复合材料。