本發明專利技術公開了一種木塑復合材料及其制備方法，本發明專利技術的木塑復合材料包括如下重量份配比的原料：改性植物纖維30-80；塑料20-70；相容劑2-10；潤滑劑2-10；抗氧化劑0.2-1.0；填料5-15；阻燃劑2-10。利用爆破處理方法將木質纖維原料棉桿制備成彼此分離的、表面包裹木質素的改性植物纖維，然后將改性植物纖維與塑料進行復合，擠出形成成品材料。本發明專利技術解決了木質纖維與熱塑性塑料的相容性差的技術問題，實現了木材纖維和塑料的綜合利用，可代替木材使用，增加了農業剩余物棉桿的附加值。本發明專利技術制造的木塑復合材料的力學性能高，復合材料的拉伸強度、抗彎強度及抗沖擊強度強，實現了高性能產品如建筑工程材料的工業化生產。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種纖維材料的組合物及其制備方法，特別涉及一種含植物纖維的木塑復合材料及其制備方法。
技術介紹
我國是森林資源貧乏國家，尤其是我國經濟進入高速發展階段，對于木材的需求日益增大，森林資源過度使用，森林總面積銳減以及天然林保護工程的實施，木材供需矛盾加劇。棉桿作為一種農業生產過程中的剩余物，每年的產量大約為2000萬噸，絕大多數沒有被利用，而處理方式大多采用燃燒、或自然腐爛的方式，造成了嚴重的環境污染和資源浪費。如何處理棉桿已經成為多年來研究解決的課題。木塑復合材料是一種新型的以木質纖維和塑料為主要原料制造的復合工程材料。 作為木塑復合材料具有優良的耐水和耐腐蝕性能，耐蟲蛀、尺寸穩定性好、生產工藝靈活， 對設備的損害小，還可以用回收的廢舊木材和塑料為原料制得，并且可循環使用等優點而倍受人們的關注。但是因為木質纖維和塑料是兩種不同性質的高分子聚合物，未經處理的木質纖維與塑料的相容性差，塑料與木質纖維結合不良，導致木塑復合材料品質難以提高。目前的高分子復合木塑材料生產過程中只注重幾種物料的混合或再利用，以及基本力學性質的改進，未充分考慮各種材料的相容性和界面結合情況、界面結合能力及各種材料在界面的擴散、滲透等，不能保證木質纖維在高分子塑料中能充分分散，木/塑界面相互作用差，兩者的親和力低，結合強度低，因此造成制備的木塑復合材料的力學性能和其它使用性能較低。 木塑復合材料中的木粉添加量低，材料的力學性能及韌性差。目前對木塑復合材料的研究和應用逐漸增多，例如公告號為CN1227^7C的專利技術專利公開了一種木塑復合材料其用途及其制造方法，其利用木粉及塑料或廢舊塑料為主要原料，配以少量助劑，用專用接枝劑對木粉及塑料表面進行接枝改性處理，有效增強木粉和塑料間的界面強度，采用連續擠出工藝，利用各種斷面形狀的模具，擠出生產各種高性能復合材料。其中木粉成分含量超過50%。授權公告號為CN1482166的中國專利技術專利公開了一種木塑復合材料，該木塑復合材料是指由熱塑性樹脂、木粉、助劑相容劑、改性劑等原料按重量比混合而成，將該木塑復合材料經擠出機造粒后再經擠出機擠出成型或直接經擠出機熔融塑化擠出并通過一個片狀機頭口模擠出到壓延機上，壓成板、片材型材，在材料上下面各熱覆合一層介質膜或織物，或雙面各再熱覆合一層鋁箔(帶)層，經冷卻裁邊切斷成成品。公告號為CN101302349的專利技術專利申請公開了一種馬來酸酐接枝聚烯烴木塑復合材料及其制備方法。該木塑復合材料，包括以下原料植物纖維粉、馬來酸酐接枝聚烯烴和輔加塑料的重量為100份，其中植物纖維粉為60 85份，余為馬來酸酐接枝聚烯烴和輔加塑料，其中馬來酸酐接枝聚烯烴重量占40 100% (優選為70 100% )。公告號為CN101143952的專利技術專利申請公開了阻燃抑煙型木塑復合材料，該材料主要由聚苯乙烯和/或添加了熱穩定劑的聚氯乙烯、木質纖維、膨脹型阻燃劑、增容劑、潤滑劑制成。公告號為CN101186754的專利技術專利申請提供了一種利用農業植物秸稈生產高分子復合木塑材料的方法，屬于一種農業植物秸稈的利用方法，所述的方法是，將農業植物秸稈粉碎并干燥得秸稈粉，對秸稈粉進行浸漬處理，然后干燥得改性秸稈粉，將改性秸稈粉與塑料為主的其它原料進行高速混合和冷卻混合得干粉料，將干粉料進行擠出造粒，再將造粒后的物料擠出定型，制得高分子復合木塑材料。但是，上述改性木塑復合材料制備過程中均只采用相容劑使木粉與塑料直接進行混合制得，因為木粉是表面帶有大量的極性基團的極性高分子化合物，而塑料是一種非極性高分子聚合物，兩者的相容性差，制備得到的木塑復合材料的強度弱。若要獲得高強度木塑復合材料需要較高的塑料用量比例。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術存在的問題提供， 本專利技術制備的木塑復合材料是以經過爆破處理后的棉桿纖維為原料與塑料復合而成，制備的木塑復合材料的機械力學性能好、強度高、抗沖擊強度高、尺寸穩定性好、具有良好的加工性能。為實現本專利技術的目的，本專利技術提供一方面提供一種木塑復合材料，包括如下重量份配比的原料改性植物纖維30-80塑料20-70相容劑2-10潤滑劑2-10抗氧化劑0.2-1.0填料5-15阻燃劑2-10其中，所述原料的重量份配比選擇改性植物纖維50-70塑料30-50相容劑4-9潤滑劑3-6抗氧化劑0.2-0.3填料10-15阻燃劑2-3特別是，通過對棉桿纖維原料進行爆破處理獲得所述改性植物纖維。其中，所述爆破處理包括如下順序進行的步驟1)將棉桿纖維材料置于爆破器后，向爆破器內通入飽和水蒸汽，進行汽蒸處理；2)將爆破器的放料閥打開，對棉桿原料進行爆破處理，獲得爆破棉桿纖維；3)將爆破棉桿纖維進行干燥處理，即得改性植物纖維。特別是，步驟1)中所述飽和水蒸汽的相對壓力為2-4. 2MPa ；所述汽蒸處理的相對壓力為l_4MPa，汽蒸時間為5-45min ；步驟3)中所述的干燥處理的溫度為100-200°C，干燥后的改性植物纖維的含水率< 10%。尤其是，所述飽和水蒸汽的相對壓力優選為2. 5-4MPa ；汽蒸處理的相對壓力為 1. 5-4. OMPa，優選為1. 5-3. 5MPa ；汽蒸時間為10_45min，進一步優選為15_30min ；所述改性植物纖維的含水率為2-10%，進一步優選為5-10%。其中，步驟1)中所述汽蒸處理是向爆破器內通入相對壓力為2-4. 飽和水蒸汽，爆破器內的相對壓力達到l_4MPa，在此壓力下，保持5-45min。特別是，步驟1)中還包括將所述棉桿纖維材料切成長度為20_40mm的纖維材料段后再置于爆破器內。其中，所述塑料為聚乙烯(PE)塑料或/和聚丙烯(PP)塑料。特別是，所述的聚乙烯塑料選擇高密度聚乙烯(HDPE)塑料、低密度聚乙烯(LDPE)塑料。其中，所述相容劑選自馬來酸酐、馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯中的一種或多種。特別是，所述相容劑優選為馬來酸酐、馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯中的一種或多種。尤其是，所述馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯的接枝率分別為1_3%。特別是，所述馬來酸酐接枝聚乙烯的分子量10000-300000，熔融指數0. 4-0. 9g/10min ；馬來酸酐接枝聚丙烯的分子量10000-300000，熔融指數 0. 3-1. 2g/10min。其中，所述潤滑劑選擇聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅中的一種或多種。特別是，所述聚乙烯蠟的分子量為1400-8000。其中，所述抗氧化劑為抗氧化劑沈4、抗氧化劑1010或抗氧劑1076中的一種或多種。特別是，所述抗氧化劑沈4即為2，6_ 二叔丁基-4-甲基苯酚；所述的抗氧化劑 1010即為四季戊四醇酯；所述的抗氧化劑1076 即為β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯。其中，所述填料為碳酸鈣或滑石粉；其中，所述阻燃劑為氯化石蠟、八溴醚、三氧化二銻、磷酸三(2-氯乙基)酯或多聚磷酸銨中的一種或多種。特別是，所述阻燃劑氯化石蠟的分子量為800-1300，氯含量為40_80% ；所述阻燃劑多聚磷酸銨中氮含量為22-25%，磷含量> 20%，分子量為> 105。本專利技術另一方面提供一種上述木本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種木塑復合材料，包括如下重量份配比的原料：
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：樊永明，李建章，吳玉英，張學銘，
申請(專利權)人：北京林業大學，
類型：發明
國別省市：11
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