[发明专利]一种改性木屑制备木塑复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种改性木屑制备木塑复合材料的方法，属于复合材料领域。

背景技术

木塑，即木塑复合材料，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35％～70％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。木塑材料由于其绿色环保，节约能源，因此越来越受人们关注和重视。

但目前的木塑材料还存在一定缺陷：

1、耐老化性能不够：目前市场研制的PVC木塑复合材料产品主要都是室内使用的多，户外使用的较少。由于PVC在强光热条件下易分解，所以PVC木塑的耐臭氧性、耐水性、耐候性不高。室外建材一般用PE木塑、PP木塑，PE木塑在抗氧化和抗光分解能力差，就是加有抗氧剂效果也不太理想，所以导致产品的强度和色牢度也很不好，产品室外运用寿命有限；耐热性不好，受热易变型屈曲。

2、韧性不好：木塑的韧性低于塑料母体或树脂，所以在加工的时候，加工设备或模具需要作相应调整和改造以满足加工要求。

3.导热性差：木塑复合材料的导热性差，且其制品多为异型材，冷却定型比较困难，加工中多采用水冷定型。

4、在承受冲击或加载结构的工业场合中应用有局限：亲水性的木粉(如木纤维)和疏水性的塑料之间的粘结力很小，导致制品的力学强度较低，木塑复合材料的拉伸强度和弯曲强度比未填充塑料时要小，脆性比未填充塑料时较大，冲击强度也相应降低，而且其密度一般比纯塑料和木材要高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前常用的木塑材料虽然绿色环保，节约资源，但是仍然存在耐老化性能不够、韧性不好、导热性差以及脆性比较大的现状，提供了一种通过水浮筛选木屑，再将其与硅酸四乙酯在高温下预混反应处理，再将其进行高压挤压处理，随后与三甲基硅醇等物质，在高温下进行反应，制得改性木屑，再将其与原料进行混合，挤压造粒，从而得到改性木屑制备木塑复合材料的方法。该方法制备工艺简单，可操作性强，利用木屑为原料，节约了木材资源，保持了木塑材料绿色环保、节约资源的优点，而且制得的木塑复合材料耐老化性能强、韧性好、导热性强、不易脆断，适合工业化大规模推广。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）取700～900g木屑放入容器中，向其中加入水淹没木屑4～6cm，使用搅拌器搅拌30～40min后，静置直至无木屑下沉，随后去除漂浮在水面的杂质，然后过滤，收集过滤物，按质量比4:1，将过滤物与硅酸四乙酯进行混合，再将混合物放入马弗炉中，使用氮气保护，设定温度为300～400℃，保持温度30～40min；

（2）待上述保温结束后，将混合物放入挤压机中，挤压力设定为40～45MN，挤压30～40min，随后在50s内撤去压力，将所得的挤压物放入粉碎机中进行粉碎，过筛得120目粉末，然后将所得的粉末放入容器中，向其中加入无水乙醇、冰醋酸按体积比3:1混合而成的混合液，浸泡粉末；

（3）再分别向上述容器中加入30～32g山梨醇酐单硬脂酸酯及10～15g三甲基硅醇，然后使用乙烯将容器内的空气排出，随后对容器进行加热，加热至容器内的溶液沸腾，保持温度40～50min，在液体沸腾后，使用搅拌器以转速300～400r/min，进行搅拌；

（4）待上述保温结束后，趁热减压过滤，收集过滤物，使用质量分数为13％的氢氧化钠溶液冲洗过滤物3～4次，然后将过滤物放入90℃的真空干燥箱中，待其含水量为8～10％时，将过滤物取出，放入粉碎机中进行粉碎，过筛得150～180目改性木屑颗粒；

（5）按质量百份比计，取29～50份上述所得的改性木屑颗粒、30～40份热塑性树脂、10～15份聚醋酸乙烯、7～10份硅油及3～6份聚氧乙烯脂肪酸酯，放入180～210℃的混炼机中，混合15～20min，待混合结束后，将混合料放入双螺杆挤出机挤出造粒，即可得到木塑复合材料。

所述的步骤（5）中热塑性树脂为聚酰胺、聚乙烯及聚碳酸酯中的任意一种。

温区1至温区9的温度依次为125℃、118℃、105℃、90℃、85℃、70℃、74℃、85℃和92℃。