一种高强度木塑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度木塑复合材料及其制备方法，包括以下重量份的组份：甘蔗渣60-100份、废弃塑料50-80份、改性酚醛树脂20-30份、海泡石纤维5-10份、碳酸镁晶须3-5份、松香季戊四醇酯6-10份、纳米碳酸钙8-12份和助剂10-15份。所述助剂包括以下重量份的原料：4-6份抗氧化剂1010、3-5份聚磷酸铵阻燃剂和3-5份光稳定剂770。其制备方法包括改性预处理、高速混料、热压成型、冷却定型工艺步骤。本发明专利技术不仅实现了甘蔗渣的资源综合利用，制备得到的木塑复合材料抗压强度高、耐磨性强、成本也降低、热变形温度高等优点，本发明专利技术还具有加工工艺简单、加工时间短、成本低等优点，适用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工材料
，尤其是一种高强度木塑复合材料及其制备方法。
技术介绍
地球上现存的不可再生资源的储量是非常有限的，随着塑料工业的快速发展，由塑料制品造成的“白色污染”对人类的生产和生活环境带来了极大的危害。为了解决原料短缺和环境问题，人们逐渐把眼光转移到地球上的可再生资源上。植物纤维材料是一种天然高分子材料，是一种取之不尽、用之不竭的资源。植物纤维用于复合材料的潜在优势越来越引起人们的注意，它价格低廉，密度小，具有较高的弹性模量，与无机纤维相近，而它的生物降解性和可再生性是最突出的优点。木塑复合材料是是将植物纤维与塑料进行共混挤出得到的一类复合材料，木塑复合材料具有密比性能高、价格低廉、可以解决由于废旧塑料无法回收对环境造成污染的问题，并使纤维废弃资源得到充分利用等优点的木塑复合材料。目前木塑复合材料已经应用于地板、墙板、建筑模板等领域。我国研究的木塑复合材料主要是利用木纤维与热固性塑料进行共混的复合材料，然而随着城市化和工业化的发展，人类的森林资源越来越少，木材资源越来越珍贵，为了适应环保的要求，近些年来出现了一些利用废弃纤维如秸秆、稻草、玉米杆等废弃纤维制备木塑复合材料。由于热塑性塑料与植物纤维相容性差，界面相互作用力弱，从而导致其力学强度相对较低、容易老化、成本高、使用寿命短等缺点。我国主要的糖料主要以甘蔗为主，然而广西的甘蔗种植面积约占全国的70%。甘蔗加工成蔗糖过程中产生了大量的甘蔗渣。目前甘蔗渣主要用作造纸、有机肥料、栽培菇等，甘蔗渣纤维长度约为0.65－2.17mm，宽度是21－28μm，其纤维形态虽然比不上木材和竹子，但是比稻、麦草纤维则略胜一筹，因此将甘蔗渣用于制备木塑复合材料，将扩大了甘蔗的产业链，提高了蔗农的收入。
技术实现思路
本专利技术将针对当前木塑复合材料存在上述问题，提供一种利用甘蔗渣制备高强度木塑复合材料及其制备方法。本专利技术不仅实现了甘蔗渣的资源综合利用，制备得到的木塑复合材料抗压强度高、耐磨性强、成本也降低，同时也能延长了木塑复合材料的使用寿命。为了实现以上目的，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种高强度木塑复合材料，包括以下重量份数的原料：甘蔗渣60-100份、废弃塑料50-80份、改性酚醛树脂20-30份、海泡石纤维5-10份、碳酸镁晶须3-5份、松香季戊四醇酯6-10份、纳米碳酸钙8-12份和助剂10-15份。以上所述助剂包括以下重量份的原料：4-6份抗氧化剂1010、3-5份聚磷酸铵阻燃剂和3-5份光稳定剂770。以上所述甘蔗渣的含水量为8-12%，粒径为60-80目。一种高强度木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）改性预处理：将60-100份甘蔗渣、6-10份松香季戊四醇酯和8-12份纳米碳酸钙加入球磨机，在转速为300-500r/min下搅拌8-12min，得到改性纤维；（2）高速混料：将上述改性纤维和剩余各组分原料加入高速混合机，在转速为500-800r/min下搅拌5-10min，得到混合物料；（3）热压成型：将混合物料加入热压定型机，在温度为200-220℃、压力为6-9Mpa下热压定型70-100S，即可得到成型木塑复合材料；（4）冷却定型：成型木塑复合材料自然冷却至室温，即可得到木塑复合材料。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果为：（1）本专利技术利用甘蔗渣和废弃塑料作为主要原料，甘蔗渣原料来源广泛、价格低廉，综合利用了废弃物，减少了环境污染，实现了资源的可持续发展，扩大了甘蔗渣的产业链，增加了蔗农的收入；使用废弃塑料作为原料既可以降低成本，又解决了废弃塑料带来的“白色污染”问题。（2）利用松香季戊四醇酯和纳米碳酸钙对甘蔗纤维进行了预处理改性，增强了热塑性塑料与植物纤维的相容性，使得界面相互作用力增强，提高了木塑复合材料的力学性能。由于加入表面亲油疏水活性纳米碳酸钙，不仅能增强植物纤维与塑料的相容性，还能有效提高产品的刚、韧性、光洁度以及弯曲强度；改善加工性能，提高了成型率；改善产品的流变性能、稳定性能、耐热稳定性、耐磨性，具有填充及增强、增韧的作用，能取代部分价格昂贵的填充料。（3）加入海泡石纤维和碳酸钙晶须，不仅提高了木塑复合材料的强度，还使木塑复合具有很好的耐热性，在高温下不易变型和氧化分解。（4）本专利技术不仅将废弃塑料和改性酚醛树脂结合使用，不仅可降低成本，还提高了相容性、具有很好的粘性，增强了抗压强度。添加了抗氧化剂、阻燃剂和光稳定剂，使得木塑复合材料不易氧化分解、阻燃性和稳定性，延长了使用寿命。（5）本专利技术还具有加工工艺简单、加工时间短、成本低等优点，适用于工业化生产。具体实施方式下面将结合具体实施方式对本专利技术进一步说明，但不限于本专利技术的保护范围。实施例1一种高强度木塑复合材料，包括以下重量的原料：甘蔗渣60kg、废弃塑料50kg、改性酚醛树脂20kg、海泡石纤维8kg、碳酸镁晶须3kg、松香季戊四醇酯7kg、纳米碳酸钙8kg、4kg抗氧化剂1010、3kg聚磷酸铵阻燃剂和3kg光稳定剂770。制备方法：（1）改性预处理：将60kg甘蔗渣、7kg松香季戊四醇酯和8kg纳米碳酸钙加入球磨机，在转速为300r/min下搅拌10min，得到改性纤维；（2）高速混料：将上述改性纤维和剩余各组分原料加入高速混合机，在转速为500r/min下搅拌5min，得到混合物料；（3）热压成型：将混合物料加入热压定型机，在温度为200℃、压力为8Mpa下热压定型90S，即可得到成型木塑复合材料；（4）冷却定型：成型木塑复合材料自然冷却至室温，即可得到木塑复合材料。实施例2一种高强度木塑复合材料，包括以下重量的原料：甘蔗渣80kg、废弃塑料70kg、改性酚醛树脂25kg、海泡石纤维5kg、碳酸镁晶须5kg、松香季戊四醇酯8kg、纳米碳酸钙10kg、5kg抗氧化剂1010、4kg聚磷酸铵阻燃剂和3kg光稳定剂770。制备方法：（1）改性预处理：将80kg甘蔗渣、8kg松香季戊四醇酯和10kg纳米碳酸钙加入球磨机，在转速为500r/min下搅拌8min，得到改性纤维；（2）高速混料：将上述改性纤维和剩余各组分原料加入高速混合机，在转速为500r/min下搅拌5min，得到混合物料；（3）热压成型：将混合物料加入热压定型机，在温度为210℃、压力为7Mpa下热压定型80S，即可得到成型木塑复合材料；（4）冷却定型：成型木塑复合材料自然冷却至室温，即可得到木塑复合材料。实施例3一种高强度木塑复合材料，包括以下重量的原料：甘蔗渣100kg、废弃塑料80kg、改性酚醛树脂30kg、海泡石纤维10kg、碳酸镁晶须5kg、松香季戊四醇酯12kg、纳米碳酸钙12kg、6kg抗氧化剂1010、5kg聚磷酸铵阻燃剂和4kg光稳定剂770。制备方法：（1）改性预处理：将100kg甘蔗渣、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：甘蔗渣60‑100份、废弃塑料50‑80份、改性酚醛树脂20‑30份、海泡石纤维5‑10份、碳酸镁晶须3‑5份、松香季戊四醇酯6‑10份、纳米碳酸钙8‑12份和助剂10‑15份。

【技术特征摘要】
1.一种高强度木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
甘蔗渣60-100份、废弃塑料50-80份、改性酚醛树脂20-30份、海泡石纤维5-10份、碳酸镁晶须3-5份、松香季戊四醇酯6-10份、纳米碳酸钙8-12份和助剂10-15份。
2.根据权利要求1所述一种高强度木塑复合材料，其特征在于，所述助剂包括以下重量份的原料：4-6份抗氧化剂1010、3-5份聚磷酸铵阻燃剂和3-5份光稳定剂770。
3.根据权利要求2所述一种高强度木塑复合材料，其特征在于：所述甘蔗渣的含水量为8-12%，粒径为60-80目。
4.一种如权利要求1-3任一项所述高强度木塑复合材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许超群，
申请(专利权)人：许超群，
类型：发明
国别省市：广西;45