一种具有高植物纤维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具有高植物纤维的木塑复合材料，包括以下重量份数的原料：PVC树脂粉30‑50份；植物纤维粉30‑50份；偶联剂0.3‑2份；增塑调节剂1‑5份；环保稳定剂2‑6份；加工助剂1‑3份；润滑剂1‑3份；增韧剂1‑5份。采用本发明专利技术配方制备的具有高植物纤维的木塑复合材料，其断裂时伸长率为2‑7％、弯曲强度为25‑35MPa、邵氏硬度为71‑80HD、含水率为0.2‑0.8％远远高于中国标准GB/T24137对木塑复合材料的理化性能指标，尺寸稳定性有较大提高，不仅解决了木塑复合材料使用过程中容易变形的难题，而且充分利用农林废弃物，变废为宝，实现了植物纤维废弃资源的高值化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高植物纤维的木塑复合材料及其制备方法
本专利技术属于木塑复合材料
更具体地，涉及一种具有高植物纤维的木塑复合材料及其制备方法。
技术介绍
木塑复合材料是由植物纤维粉(木粉、秸秆、林业三剩物等)和热塑性塑料为主要原料，通过物理、化学和生物工程学等高技术工艺制造的一种新型环保复合材料。其零甲醛、耐虫蛀、耐腐蚀、耐化学反应、吸水性小等同时兼具木材和塑料的优点使得其在运输业、室内装修、建筑业、家具制品业、园林景观等领域。木塑复合材料的推广和应用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，具有一定的社会效益。但植物纤维中含有大量的极性羟基官能团，使其表现出很强的化学极性，而PVC塑料为非极性，具有憎水性，两者之间存在着较高的界面能差，两者很难达到充分的界面融合。且由于植物纤维表面存在有大量的羟基，易形成氢键而聚集，使植物纤维不能在塑料基体中均匀分散，造成分散性不佳，造成应力在界面不能有效地传递，所制复合材料的冲击强度和拉伸强度会显著降低，从而影响复合材料的综合性能。鉴于现有技术的配方中植物纤维添加量较少，不利于纤维废弃资源的高值化利用。因此本专利技术制备一种高植物纤维添加量的木塑复合材料对于提高木塑复合材料的综合性能以及纤维废弃资源的高值化利用具有重要意义。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种具有高植物纤维的木塑复合材料。本专利技术的第二个目的在于提供了一种具有高植物纤维的木塑复合材料的制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种具有高植物纤维的木塑复合材料，包括以下重量份数的原料：PVC树脂粉30-50份；植物纤维粉30-50份；偶联剂0.3-2份；增塑调节剂1-5份；环保稳定剂2-6份；加工助剂1-3份；润滑剂1-3份；增韧剂1-5份；进一步，一种具有高植物纤维的木塑复合材料，包括以下重量份数的原料：PVC树脂粉41.5份；植物纤维粉50份；偶联剂1.5份；增塑调节剂2份；环保稳定剂2份；加工助剂1份；润滑剂1份；增韧剂1份。进一步，一种具有高植物纤维的木塑复合材料，还包括5-8份负离子粉。进一步，一种具有高植物纤维的木塑复合材料，包括以下重量份数的原料：PVC树脂粉41.5份；植物纤维粉50份；偶联剂1.5份；增塑调节剂2份；环保稳定剂2份；加工助剂1份；润滑剂1份；增韧剂1份；6份负离子粉。进一步，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、马来酸酐偶联剂中的一种或多种。进一步，所述环保稳定剂为钙锌复合环保稳定剂；所述加工助剂为二辛脂和ACR树脂中一种或多种；所述增塑调节剂为双甲酯和苯乙烯中的至少一种。进一步，所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或多种；所述增韧剂为丙烯酸酯类聚酯。进一步，所述负离子粉为为能够持续释放负离子的电气石粉、蛋白石粉、海鸥石粉、六环石粉、稀土粉、砭石粉中一种或几种。一种具有高植物纤维的木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)原料预处理：将植物纤维粉于110℃-130℃条件下进行烘干，使其含水量<1％；2)偶联剂活化改性：将烘干后的植物纤维粉和偶联剂混合搅拌，并在100-120℃下反应5-10min，得改性植物纤维粉；3)高速混合：将改性的植物纤维粉、PVC树脂粉、增塑调节剂、环保稳定剂、加工助剂、润滑剂和增韧剂混合并于110-130℃条件下搅拌反应15-30min，然后冷却至40-60℃，得混合粉料；4)将所述混合粉料加热至120-180℃，然后挤出、成型、牵引和切割，得木塑复合材料。或者，1)原料预处理：将植物纤维粉于110℃-130℃条件下进行烘干，使其含水量<1％；2)偶联剂活化改性：将烘干后的植物纤维粉和偶联剂混合搅拌，并在100-120℃下反应5-10min，得改性植物纤维粉；3)高速混合：将改性的植物纤维粉、PVC树脂粉、增塑调节剂、环保稳定剂、加工助剂、润滑剂、负离子粉和增韧剂混合并于110-130℃条件下搅拌反应15-30min，然后冷却至40-60℃，得混合粉料；4)将所述混合粉料加入挤入机，并加热至120-180℃后挤出，然后成型、牵引和切割，得木塑复合材料。进一步，所述挤出机的机筒温度为130～180℃，模具温度为130-200℃，主机转速为10-30转/min,喂料转速10-25转/min。负离子材料作为一种具有健康、环保等多功能的新型材料，科研人员开展了大量实验研究，肯定了其价值，目前已应用于纺织品、陶瓷材料等领域。负离子广泛存在于大自然中，在森林、瀑布区，负离子含量高，使人感到神清气爽、舒适惬意，被称为“空气维生素”。负离子具有较高的活性，有很强的氧化作用，可消除空气异味，而且还能破坏细菌的活性酶的活性，从而达到抗菌杀菌的目的，亦能持续产生远红外波，波长2～18微米，人体吸收这一波段的远红外线后，能在皮下扩张毛细血管，改善微循环，促进新陈代谢，具有保健功效。本专利技术将植物纤维粉先烘干至含水量<1％，再进行活化处理，增强了偶联剂与植物纤维粉的反应能力，进而降低了植物纤维表面的羟基含量，改善了植物纤维与PVC树脂粉的界面相容性，提高了木塑复合材料中植物纤维的添加量，从而实现了木塑复合材料综合性能的提高。本专利技术的有益效果如下：1、采用本专利技术的方法制备具有高植物纤维的木塑复合材料，充分利用农林废弃物，变废为宝，实现了植物纤维废弃资源的高值化利用。2、采用本专利技术配方制备的具有高植物纤维的木塑复合材料，其断裂时伸长率为2-7％、弯曲强度为25-35MPa、邵氏硬度为71-80HD、含水率为0.2-0.8％远远高于中国标准GB/T24137对木塑复合材料的理化性能指标，尺寸稳定性有较大提高，解决了木塑复合材料使用过程中容易变形的难题。3、在本专利技术木塑复合材料的配方中添加负离子粉，不仅具有杀灭病菌和净化空气作用，而且还可以消除在室内装修过程中使用的装潢材料挥发出来的苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体以及日常生活中剩菜剩饭酸臭味，香烟等对人本有害的异味；本专利技术制备的含负离子粉的木塑复合材料满足了现代人对材料使用过程中安全环保的需求。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。实施例1一种具有高植物纤维的木塑复合材料，包括以下重量份数的原料：PVC树脂粉53份；植物纤维粉35份；钛酸酯偶联剂0.5份；双甲酯2份；钙锌复合环保稳定剂4份；二辛脂1.5份；聚乙烯蜡2份；丙烯酸酯类聚酯2份。一种具有高植物纤维的木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)将植物纤维粉在110℃温度下烘干，使其含水量<1％；2)将烘干后的植物纤维粉加入到高速混合机中，在120℃条件下高速搅拌混合，高速混合机转速为1500转/min，按照植物纤维粉和钛酸酯偶联剂比例为70:1加入钛酸酯偶联剂继续搅拌10min，得到改性植物纤维粉；3)将步骤2)得到的改性植物纤维粉与PVC树脂粉、双甲酯、钙锌复合环保稳定剂、二辛脂、聚乙烯蜡和丙烯酸酯类聚酯混合并于130℃条件下搅拌反应30min，然后冷却至60℃放入料筒得混合粉料；4)将步骤3)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高植物纤维的木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：PVC树脂粉30‑50份；植物纤维粉30‑50份；偶联剂0.3‑2份；增塑调节剂1‑5份；环保稳定剂2‑6份；加工助剂1‑3份；润滑剂1‑3份；增韧剂1‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种具有高植物纤维的木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：PVC树脂粉30-50份；植物纤维粉30-50份；偶联剂0.3-2份；增塑调节剂1-5份；环保稳定剂2-6份；加工助剂1-3份；润滑剂1-3份；增韧剂1-5份。2.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：PVC树脂粉41.5份；植物纤维粉50份；偶联剂1.5份；增塑调节剂2份；环保稳定剂2份；加工助剂1份；润滑剂1份；增韧剂1份。3.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于，还包括5-8份负离子粉。4.根据权利要求3所述的木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：PVC树脂粉41.5份；植物纤维粉50份；偶联剂1.5份；增塑调节剂2份；环保稳定剂2份；加工助剂1份；润滑剂1份；增韧剂1份；6份负离子粉。5.根据权利要求1、2或3所述的木塑复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、马来酸酐偶联剂中的一种或多种。6.根据权利要求1、2或3所述的木塑复合材料，其特征在于，所述环保稳定剂为钙锌复合环保稳定剂；所述加工助剂为二辛脂和ACR树脂中一种或多种；所述增塑调节剂为双甲酯和苯乙烯中的至少一种。7.根据权利要求1、2或3所述的木塑复合材料，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或多种；所述增韧剂为丙烯酸酯类聚酯。8.根据权利要求3或4所述的木塑复合材料，其特征在于，所述负离子粉为为能够持续释放负离子的电气石粉、蛋白石粉、海鸥石粉、六环石...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵悦英，杨明，李冲，顾元喆，朱莽，王振，
申请(专利权)人：山东宜居新材料科技有限公司，山东霞光实业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37