[发明专利]一种增强型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领域，具体涉及一种增强型木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料(Wood-PlasticsComposites，简称WPC)是利用热熔塑胶，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及它们的共聚物等作为胶粘剂，用木质粉料如木材、农植物秸秆、农植物壳类物粉料为填充料，经挤压法成型或压制法、注塑法成型所形成的复合材料。

近年来，由于木塑复合材料的木质材料正在扩大向各种植物纤维材料发展，因此，从广泛意义上讲，木塑复合材料是以各种植物纤维为基体，与不同塑料形成的一类新型复合材料。该材料具有植物纤维和高分子材料两者的优点，能替代木材，可有效地缓解我国森林资源贫乏、木材供应紧缺的矛盾，主要应用在建材、汽车工业、货物的包装运输、仓储业、装饰材料及日常生活用具等方面。由于植物纤维的可再生性、可被环境消纳性，所以WPC是一种极具发展前途的绿色环保材料，其生产技术也被认为是一项有生命力的创新技术。

木塑复合材料不仅具有原木特有的木质感，而且它具有较好的机械性能、尺寸稳定性好，耐水性、耐磨性、耐化学腐蚀性优良，维护要求低，易于成型，可二次加工等众多优异性能，但仍存在拉伸强度、冲击强度不足，老化速度快等问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种增强型木塑复合材料及其制备方法，可有效解决现有的木塑复合材料拉伸强度、冲击强度不足，老化速度快等问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种增强型木塑复合材料，包括以下重量份的组分：

改性木粉30～60份、聚氯乙烯50～100份、引发剂5～10份、多亚甲基多苯基异氰酸酯5～10份、三氯生5～10份、六氢蛇麻丙酮5～10份，光稳定剂1～5份、润滑剂2～5份以及碳酸钙5～15份；

所述改性木粉通过以下方法制备得到：

(1)在2.2～3.8MPa下，对木粉进行蒸汽爆破处理1～15min，得到预处理木粉；

(2)将偶联剂溶于乙醇和水(V:V＝4～9:1)的混合溶液中，然后加入预处理木粉，最后用盐酸调节溶液pH值为2～4后于40～60℃条件下搅拌2～4h，过滤，将滤渣置于110～130℃条件下干燥1～1.5h，得到改性木粉；其中，偶联剂、乙醇和水的混合溶液以及木粉的质量比为3～6:100:30～60。

进一步地，一种增强型木塑复合材料，包括以下重量份的组分：改性木粉40份、聚氯乙烯50份、引发剂8份、多亚甲基多苯基异氰酸酯6份、虫瘿8份、三氯生8份、六氢蛇麻丙酮6份、光稳定剂1.5份、润滑剂3份以及碳酸钙8份。

进一步地，引发剂为过氧化苯甲酰或叔丁基过氧化氢。

进一步地，偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、过氧化氢异丙苯、铝酸酯或乙烯-丙烯酸甲酯。

进一步地，偶联剂、乙醇和水的混合溶液以及木粉的质量比为1:50:10。

进一步地，润滑剂为硬胆酸锌、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸铅、聚乙烯蜡、石蜡或氧化聚乙烯蜡。

进一步地，光稳定剂为光稳定剂ZX-70、光稳定剂622或受阻胺光稳定剂HS-944。

上述增强型木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方分别称取改性木粉、聚氯乙烯、引发剂、多亚甲基多苯基异氰酸酯以及碳酸钙，置于混合机中混合均匀，得混合物；

(2)将步骤(1)中所得的混合物置于双辊温度为170℃～180℃的开放式混炼机中，混融10～15min，再将虫瘿、三氯生、六氢蛇麻丙酮与光稳定剂加入开放式混炼机中，继续混融8～10min，得混融物；

(3)将步骤(2)中所得的混融物与润滑剂混合，置于平板硫化机中，在175℃～190℃，11～15MPa条件下，热压8～12min，再于室温下冷压5～8min，得增强型木塑复合材料。

进一步地，步骤(3)中在平板硫化机中的处理条件为：180℃，12.5MPa条件下，热压10min，再于室温下冷压8min。

本发明的有益效果为：通过蒸汽爆破的方式对木粉进行预处理，可使木粉中的纤维素含量提高，还会使木粉表面变得凹凸粗糙，可提升木塑复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。

采用偶联剂对经蒸汽爆破处理后的木粉进行处理，制得改性木粉，木粉与偶联剂质量比为10:1时，木粉改性处理的效果最佳；将改性木粉与聚氯乙烯进行熔融复合，制得力学性能优良、吸水率低及具有较好外观的木塑复合物。