一种高强度耐磨木塑材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高强度耐磨木塑材料及其制备方法，涉及木塑材料技术领域。该木塑材料按照重量份由以下原料制成：木屑粉30～60份、树脂20～50份、改性玄武岩纤维5～15份、镁盐晶须0.5～2份、纳米碳酸钙1～5份、纳米二氧化硅1～3份、热稳定剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份、增溶剂0.1～1份、纳米氧化锌1～5份、石墨烯1～3份。利用木屑粉和树脂为主料，添加改性玄武岩纤维、镁盐晶须、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和石墨烯，提高了木塑材料的强度和耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度耐磨木塑材料及其制备方法
本专利技术涉及木塑材料
，具体涉及一种高强度耐磨木塑材料及其制备方法。
技术介绍
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。它具有使用寿命长、美观、可再生、造价低、抗滑、可喷涂、比纯塑料产品的硬度高、可与木材一样进行加工、粘接和固定等优点，特别是在采用废旧塑料与木材加工剩余物或秸秆作为主要原料时，还具有资源利用和环境保护方面的突出优势。正是由于木塑复合材料有诸多的优点，木塑复合材料在许多领域都有着广泛的应用，例如门窗、地板、墙壁的建筑材料、舰船材料、栅栏材料、家具材料、汽车材料等。随着木塑复合材料的应用越来越广，许多领域对木塑复合材料又有了更高的要求，例如室内装饰、家具等室内应用领域均对木塑复合材料有阻燃的要求，以降低火灾的危险性。木屑是木材加工时留下的锯末、刨花粉料等，其来源广泛，木屑粉是一种重要的生物质资源，可作为木塑复合材料的木粉。从生产原料的角度而言，木塑复合材料减缓和免除了塑料废弃物的公害污染，也免除了木屑粉堆砌和焚烧给环境带来的污染。但由于树脂与木屑纤维相容性差，界面相互作用力弱，从而导致其力学强度相对较低、耐磨性低、容易老化、成本高、使用寿命短等缺点。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是，针对上述问题，提供一种高强度耐磨木塑材料，利用木屑粉和树脂为主料，添加改性玄武岩纤维、镁盐晶须、纳米碳酸钙和石墨烯，提高了木塑材料的强度和耐磨性。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种高强度耐磨木塑材料，按照重量份由以下原料制成：木屑粉30～60份、树脂20～50份、改性玄武岩纤维5～15份、镁盐晶须0.5～2份、纳米碳酸钙1～5份、纳米二氧化硅1～3份、热稳定剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份、增溶剂0.1～1份、纳米氧化锌1～5份、石墨烯1～3份。优选的，所述改性玄武岩纤维经过玄武岩纤维经过改性剂浸泡或涂覆处理而成，所述改性剂包括：20～40％的丙烯酸树脂、5～15％的硅烷偶联剂、1～5％的羧酸、5～10％的纳米SiO2粒子，其余为水。优选的，所述树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、聚丙烯腈、尼龙中的一种或几种。优选的，所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡的一种或几种。优选的，所述增溶剂为聚丙烯接枝丙烯酸、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐或聚丙烯接枝马来酸酐的一种或两种。优选的，所述热稳定剂为复合铅盐稳定剂、有机锡稳定剂中的一种。一种高强度耐磨木塑材料的制备方法，包括以下步骤：S1.按照所述重量份称取各原料，并将木屑粉、树脂、镁盐晶须和改性玄武岩纤维混合均匀，并烘干得混合料。S2.向所述混合料中加入热稳定剂、润滑剂、增溶剂、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和石墨烯继续搅拌20～40min，然后造粒得到颗粒料。S3.将所述颗粒料加入热压定型机,在温度为180～200℃、压力为13～15Mpa下热压定型10～20min,即可得到高强度耐磨木塑材料。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术的高强度耐磨木塑材料，利用木屑粉和树脂为主料，添加改性玄武岩纤维、镁盐晶须、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和石墨烯，提高了木塑材料的强度和耐磨性。添加改性玄武岩纤维改善木塑材料的力学性能，尤其增强木塑材料的强度。为了改善玄武岩纤维与树脂的界面相容性,提高木塑材料的力学性能,把改性纳米SiO2粒子均匀分散于浸润剂中对玄武岩纤维进行表面涂覆改性。这种方法有效地增加了玄武岩纤维表面粗糙度与亲油性,使玄武岩纤维与树脂界面相容性明显提高。改性纳米SiO2粒子在玄武岩纤维及树脂起架桥作用，从而提高木塑材料的强度。纳米碳酸钙和纳米二氧化硅的加入，可改善树脂的流变性，提高其成型性，使树脂可以更好的木屑粉，提高界面粘结强度，增韧补强，提高木塑复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量，热变形温度和尺寸稳定性，从而提高强度和耐磨性。添加石墨烯不仅能够提高木塑材料的强度，还可改善耐磨性。2.本专利技术的高强度耐磨，通过添加增容剂、润滑剂及稳定剂，将更有利于木粉与废旧塑料聚合物的亲和性，解决了极性亲水性的木粉表面为多羟基结构和非极性亲油性废弃塑料的相容问题；通过添加增强剂增加了木塑材料基体的强度和力学性能的提高。通过添加纳米氧化锌提高木塑材料的韧性和耐老化性能。2.本专利技术的高强度耐磨木塑材料，由于纳米SiO2的粒径小、比表面积大、具有亲水基团(一OH)，表面活性高，稳定性差，使得颗粒之间极易相互团聚在聚合物中不易分散，并且由纳米效应引起的一系列优异特性会被减弱或消失。同时由于SiO2表面亲水疏油在有机介质中难以浸润和分散，直接填充到材料中，很难发挥其作用，为了避免此现象发生就需要在其颗粒表面进行接枝改性。然后将改性纳米SiO2粒子结合丙烯酸树脂、硅烷偶联剂和羧酸对玄武岩纤维进行改性处理，可以更显著的改善木塑材料的强度。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种高强度耐磨木塑材料，按照重量份由以下原料制成：木屑粉50份、树脂40份、改性玄武岩纤维10份、镁盐晶须1份、纳米碳酸钙3份、纳米二氧化硅2份、热稳定剂0.5份、润滑剂0.5份、增溶剂0.5份、纳米氧化锌3份、石墨烯2份。所述改性玄武岩纤维经过玄武岩纤维经过改性剂浸泡或涂覆处理而成，所述改性剂包括：30％的丙烯酸树脂、10％的硅烷偶联剂、3％的羧酸、6％的纳米SiO2粒子，其余为水。所述树脂为聚乙烯。所述润滑剂包括硬脂酸和石蜡。所述增溶剂为聚丙烯接枝丙烯酸。所述热稳定剂为复合铅盐稳定剂。制备方法，包括以下步骤：S1.按照所述重量份称取各原料，并将木屑粉、树脂、镁盐晶须和改性玄武岩纤维混合均匀，并烘干得混合料。S2.向所述混合料中加入热稳定剂、润滑剂、增溶剂、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和石墨烯继续搅拌30min，然后造粒得到颗粒料。S3.将所述颗粒料加入热压定型机,在温度为180℃、压力为15Mpa下热压定型10min,即可得到高强度耐磨木塑材料。实施例2一种高强度耐磨木塑材料，按照重量份由以下原料制成：木屑粉60份、树脂40份、改性玄武岩纤维15份、镁盐晶须0.5份、纳米碳酸钙5份、纳米二氧化硅1份、热稳定剂0.1份、润滑剂1份、增溶剂1份、纳米氧化锌5份、石墨烯1份。所述改性玄武岩纤维经过玄武岩纤维经过改性剂浸泡或涂覆处理而成，所述改性剂包括：40％的丙烯酸树脂、5％的硅烷偶联剂、1％的羧酸、10％的纳米SiO2粒子，其余为水。所述树脂为聚碳酸酯和聚丙烯腈。所述润滑剂包括硬脂酸钙和硬脂酸锌。所述增溶剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐。所述热稳定剂为有机锡稳定剂中。制备方法同实施例1。实施例3一种高强度耐磨木塑材料，按照重量份由以下原料制成：木屑粉30份、树脂50份、改性玄武岩纤维5份、镁盐晶须2份、纳米碳酸钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度耐磨木塑材料，其特征在于，按照重量份由以下原料制成：木屑粉30～60份、树脂20～50份、改性玄武岩纤维5～15份、镁盐晶须0.5～2份、纳米碳酸钙1～5份、纳米二氧化硅1～3份、热稳定剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份、增溶剂0.1～1份、纳米氧化锌1～5份、石墨烯1～3份。

【技术特征摘要】
1.一种高强度耐磨木塑材料，其特征在于，按照重量份由以下原料制成：木屑粉30～60份、树脂20～50份、改性玄武岩纤维5～15份、镁盐晶须0.5～2份、纳米碳酸钙1～5份、纳米二氧化硅1～3份、热稳定剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份、增溶剂0.1～1份、纳米氧化锌1～5份、石墨烯1～3份。2.根据权利要求1所述的高强度耐磨木塑材料，其特征在于，所述改性玄武岩纤维经过玄武岩纤维经过改性剂浸泡或涂覆处理而成，所述改性剂包括：20～40％的丙烯酸树脂、5～15％的硅烷偶联剂、1～5％的羧酸、5～10％的纳米SiO2粒子，其余为水。3.根据权利要求1所述的高强度耐磨木塑材料，其特征在于，所述树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、聚丙烯腈、尼龙中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的高强度耐磨木塑材料，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗丽策，
申请(专利权)人：德保县广鑫贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45