一种采用废弃物制备的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采用废弃物制备的木塑复合材料，包括以下重量份的原料：改性板栗壳粉20‑30份、改性竹粉10‑20份、改性木粉20‑30份、丙烯酸酯疏水性单体20‑40份、疏水性树脂15‑25份、润滑剂1‑2份、抗氧剂1‑2份和增塑剂1.5‑3份。制备方法包括：(1)按配方称取改性板栗壳粉、改性竹粉和改性木粉混合，然后加入丙烯酸酯疏水性单体，在40‑50℃反应3‑6h后减压浓缩，干燥；(2)向干燥物中加入剩余各原料，混合，然后送入双螺杆挤出机，挤出成型，再冷却定型，得木塑复合材料。该发明专利技术将废弃材料加以利用，成本低，制得的产品力学性能及耐热性能均较佳，生物降解性能也得以提高，有利于环境的保护。

Wood plastic composite material prepared by waste material and preparation method thereof

The invention discloses a wood plastic composite material prepared by waste, which comprises the following raw materials in weight portion: modified chestnut shell powder 20 30, modified bamboo flour 10 20 modified wood powder 20 30, 20 acrylate hydrophobic monomer 40, hydrophobic resin 15 25, lubricant 1 2 copies, 2 copies of antioxidant 1 and plasticizer 1.5 3. The preparation method comprises: (1) according to the formula the modified chestnut shell powder, modified bamboo powder and modified wood powder, adding acrylate hydrophobic monomer and then, in the 40 50 DEG C 3 6h after vacuum concentration and drying; (2) added to the dry matter remaining in the raw material. Mixed, then into a double screw extruder, extrusion molding, and then cooling, to wood plastic composite materials. The invention has the advantages of low cost, good mechanical property and heat resistance of the prepared product, and improved biodegradability, which is favorable for environmental protection.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种采用废弃物制备的木塑复合材料及其制备方法。
技术介绍
木塑复合材料(wood-plasticscomposites，简称WPS)是利用热溶塑胶，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及它们的共聚物等作为胶黏剂，用木质粉料如木材、农作物秸秆、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。但现有的木塑复合材料具有以下缺点：生物降解性能差；力学性能如弯曲强度、拉伸强度、冲击强度等较差；耐热性能差等。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种采用废弃物制备的木塑复合材料及其制备方法，可有效解决现有技术中存在的生物降解性能差、力学性能差、耐热性能差等问题。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用废弃物制备的木塑复合材料，包括以下重量份的原料：改性板栗壳粉20-30份、改性竹粉10-20份、改性木粉20-30份、丙烯酸酯疏水性单体20-40份、疏水性树脂15-25份、润滑剂1-2份、抗氧剂1-2份和增塑剂1.5-3份。进一步地，一种采用废弃物制备的木塑复合材料，包括以下重量份的原料：改性板栗壳粉28份、改性竹粉15份、改性木粉26份、丙烯酸酯疏水性单体35份、疏水性树脂20份、润滑剂1.5份、抗氧剂1.2份和增塑剂2份。进一步地，改性板栗壳粉通过以下方法制得：(1)将板栗壳置于体积分数为8％-10％的盐酸溶液中浸泡24-36h，取出用清水清洗干净后在真空干燥箱中于60-65℃条件下烘干至恒重，得预处理板栗壳；(2)将预处理板栗壳加入pH为4.2的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，浴比为5-15:50-60，然后再加入漆酶，置于35-40℃中反应24-36h，取出后用60-80℃热水清洗，再在50-60℃条件下烘干，粉碎得改性板栗壳粉；其中，漆酶质量为预处理板栗壳质量的15-20％。进一步地，改性竹粉通过以下方法制得：(1)将干燥竹子切割成3-5cm长，然后将其置于体积分数为8％-10％的盐酸溶液中浸泡24-36h，取出用清水清洗干净后在真空干燥箱中于60-65℃条件下烘干至恒重，得预处理竹子；(2)将预处理竹子加入pH为4.2的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，浴比为5-15:50-60，然后再加入漆酶，置于35-40℃中反应24-36h，取出后用60-80℃热水清洗，再在50-60℃条件下烘干，粉碎至2-5mm，得改性竹粉；其中，漆酶质量为预处理竹子质量的15-20％。进一步地，改性木粉通过以下方法制得：将木粉置于215-230℃条件下炭化8-12min，得改性木粉；其中木粉为木材加工的碎屑。进一步地，丙烯酸酯疏水性单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。进一步地，疏水性树脂为聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氨酯树脂或氟碳树脂。进一步地，润滑剂为石蜡、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺、甘油酯、季戊四醇酯和聚乙烯蜡中的一种或几种。进一步地，抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂264、亚磷酸三酯和亚磷酸三苯酯中的一种或几种。进一步地，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯。上述采用废弃物制备的木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配方称取改性板栗壳粉、改性竹粉和改性木粉混合，然后加入丙烯酸酯疏水性单体，在40-50℃条件下反应3-6h后减压浓缩，干燥；(2)向步骤(1)所得干燥物中加入剩余各原料，混合，然后送入双螺杆挤出机，挤出成型，再冷却定型，得木塑复合材料。进一步地，步骤(1)中反应温度为45℃，反应时间为5.5h。本专利技术提供的采用废弃物制备的木塑复合材料及其制备方法，具有以下有益效果：(1)板栗壳是板栗的外壳，具有很好的机械性能和降解性能，但其表面存在较多杂质，可通过盐酸除去板栗壳表面的杂质，再通过漆酶处理，可降解板栗壳中的部分木质素结构，使其分子间的空间结构变大，这使得板栗壳与树脂之间的相容性得到了很大改善，形成的界面结合强度也得到很大提高，从而大大提高了木塑复合材料的力学性能；此外，板栗壳本身具有抗菌作用，因此，还可有效提高木塑复合材料的抗菌性能。(2)木纤维表面具有大量的极性基团，在木塑复合材料制备过程中其表面极性基团与疏水性聚合物之间存在比较大的界面能差，两者界面很难充分融合，从而时木纤维在聚合物中不能分散均匀，而这些木纤维的团聚体在外力的作用下易导致应力集中，使得木塑复合材料中的木质成分吸收了空气的水分后，产生回弹，影响了木塑复合材料的使用质量。本专利技术中将竹子用盐酸处理后去除其表面杂质，再过漆酶处理，可降解竹子中的部分木质素结构，使其分子间的空间结构变大，也大大减弱了其与疏水性聚合物之间存在的界面能差，使得两者界面融合变得容易，应力也被分散，进而提高了木塑复合材料的弯曲强度、拉伸强度、冲击强度等，同时还起到了防腐防潮作用。木粉经过炭化处理后，破坏了木纤维表面的极性基团，处理后的木粉其吸水率大大降低，然后再与其他材料混合，可以降低木塑复合材料的吸水回弹性。(3)将改性的板栗壳粉、改性竹粉和改性木粉混合后，再与丙烯酸酯疏水性单体进行反应，可进一步加强木纤维与疏水性树脂的相容性，再加上润滑剂、抗氧剂和增塑剂，制得的木塑复合材料弯曲强度、拉伸强度、冲击强度大大提高。(4)本专利技术通过特定的配方和制备方法，制得的木塑复合材料综合性能较佳，除力学性能得以明显提高外，还具有良好的生物降解性，通过实验测试，其耐热性能也较佳。(5)本专利技术将废弃的板栗壳、碎木屑得以回收利用，降低了生产成本，同时还保护了环境。(6)树脂价格高且难降解，本专利技术降低了树脂的使用量，节约了成本，同时还起到环保功效。具体实施方式实施例1一种采用废弃物制备的木塑复合材料，包括以下重量份的原料：改性板栗壳粉20份、改性竹粉10份、改性木粉20份、丙烯酸酯疏水性单体20份、疏水性树脂15份、润滑剂1份、抗氧剂1份和增塑剂1.5份。其中，改性板栗壳粉通过以下方法制得：(1)将板栗壳置于体积分数为8％的盐酸溶液中浸泡36h，取出用清水清洗干净后在真空干燥箱中于60℃条件下烘干至恒重，得预处理板栗壳；(2)将预处理板栗壳加入pH为4.2的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，浴比1:10，然后再加入漆酶，置于35℃中反应36h，取出后用60℃热水清洗，再在60℃条件下烘干，粉碎得改性板栗壳粉；其中，漆酶质量为预处理板栗壳质量的15％。改性竹粉通过以下方法制得：(1)将干燥竹子切割成3-5cm长，然后将其置于体积分数为8％的盐酸溶液中浸泡36h，取出用清水清洗干净后在真空干燥箱中于60℃条件下烘干至恒重，得预处理竹子；(2)将预处理竹子加入pH为4.2的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，浴比1:10，然后再加入漆酶，置于35℃中反应36h，取出后用60℃热水清洗，再在60℃条件下烘干，粉碎至3mm，得改性竹粉；其中，漆酶质量为预处理竹子质量的15％。改性木粉通过以下方法制得：将木粉置于215℃条件下炭化12min，得改性木粉；其中木粉为木材加工的碎屑。上述丙烯酸酯疏水性单体为丙烯酸甲酯，疏水性树脂为聚乙烯树脂，润滑剂为石蜡，抗氧剂为抗氧剂168，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。上述采用废弃物制备的木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用废弃物制备的木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性板栗壳粉20‑30份、改性竹粉10‑20份、改性木粉20‑30份、丙烯酸酯疏水性单体20‑40份、疏水性树脂15‑25份、润滑剂1‑2份、抗氧剂1‑2份和增塑剂1.5‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种采用废弃物制备的木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性板栗壳粉20-30份、改性竹粉10-20份、改性木粉20-30份、丙烯酸酯疏水性单体20-40份、疏水性树脂15-25份、润滑剂1-2份、抗氧剂1-2份和增塑剂1.5-3份。2.根据权利要求1所述的采用废弃物制备的木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性板栗壳粉28份、改性竹粉15份、改性木粉26份、丙烯酸酯疏水性单体35份、疏水性树脂20份、润滑剂1.5份、抗氧剂1.2份和增塑剂2份。3.根据权利要求1或2所述的采用废弃物制备的木塑复合材料，其特征在于，改性板栗壳粉通过以下方法制得：(1)将板栗壳置于体积分数为8％-10％的盐酸溶液中浸泡24-36h，取出用清水清洗干净后在真空干燥箱中于60-65℃条件下烘干至恒重，得预处理板栗壳；(2)将预处理板栗壳加入pH为4.2的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，浴比为5-15:50-60，然后再加入漆酶，置于35-40℃中反应24-36h，取出后用60-80℃热水清洗，再在50-60℃条件下烘干，粉碎得改性板栗壳粉；其中，漆酶质量为预处理板栗壳质量的15-20％。4.根据权利要求1或2所述的采用废弃物制备的木塑复合材料，其特征在于，改性竹粉通过以下方法制得：(1)将干燥竹子切割成3-5cm长，然后将其置于体积分数为8％-10％的盐酸溶液中浸泡24-36h，取出用清水清洗干净后在真空干燥箱中于60-65℃条件下烘干至恒重，得预处理竹子；(2)将预处理竹子加入pH为4.2的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，浴比为5-15:50-60，然后再加入漆酶，置于35-40℃中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝书，赵天宝，陈冠宇，左龙，陈智超，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51