一种轻质高强木塑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及木塑材料技术领域，尤其涉及一种轻质高强木塑复合材料及其制备方法。本发明专利技术提供的轻质高强木塑复合材料的轻质木塑芯层采用加工剩余物，可以减轻自重，降低成本；结构层除了力学支撑作用外，还具有粘接作用，提高材料间的结合力，达到增强所述轻质高强木塑复合材料的力学性能的目的，第一表层和第二表层解决了所述轻质高强木塑复合材料的易老化的问题，耐久性得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质高强木塑复合材料及其制备方法
本专利技术涉及木塑材料
，尤其涉及一种轻质高强木塑复合材料及其制备方法。
技术介绍
木塑复合材料主要是采用木质纤维与塑料进行热压加工等方式制成的热塑性材料，兼备了木材及塑料的优点，具有木材的外观和塑料的硬度高、防虫蛀、使用寿命长、可循环利用等优点。但现有的木塑复合产品中，木质基体增强了热塑性塑料的刚性，却使塑料基体原有的优良韧性大幅降低，同时还面临吸湿性较强、耐久性偏低且材料密度大、成本高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轻质高强木塑复合材料及其制备方法，所述轻质高强木塑复合材料中的轻质木塑芯层采用加工剩余物为原料，可以减轻自重，降低成本；结构层可以增强所述轻质高强木塑复合材料的力学性能，第一表层和第二表层解决了所述轻质高强木塑复合材料的易老化的问题，耐久性得到提高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种轻质高强木塑复合材料，包括第一表层、第二表层，以及设置在所述第一表层和第二表层之间的循环单元；所述循环单元包括结构层和轻质木塑芯层；所述循环单元的个数≥1；所述第一表层和第二表层的材料独立的包括高耐候性树脂或树脂基复合材料；所述树脂基复合材料包括植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂；所述结构层包括纤维编织物增强材料或改性热塑性聚合物；所述轻质木塑芯层包括加工剩余物和热塑性塑料；所述加工剩余物包括竹屑、木粉、秸秆和白泥中的一种或几种。优选的，所述高耐候性树脂为高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚酯树脂中的一种或几种；所述植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂的质量比为(20～60)：(34～74)：4：2。优选的，所述第一表层和第二表层的材料还独立的包括功能助剂；所述功能助剂包括光稳定剂、紫外线吸收剂、无机颜料、阻燃剂和防霉剂中的一种或几种；所述功能助剂与所述高耐候性树脂的质量比为(0～30)：100；所述功能助剂与所述树脂基复合材料的质量比为(0～30)：100。优选的，所述第一表层和第二表层的厚度独立的为0.1～1mm。优选的，所述改性热塑性聚合物为无机填料改性的热塑性聚合物；所述无机填料包括碳纳米管、微纳米SiO2粒子、滑石粉、大理石粉、粉煤灰、漂珠和玻璃纤维中的一种或几种。优选的，所述结构层的厚度为0.1～10mm。优选的，所述轻质木塑芯层为微孔结构，所述微孔结构的孔隙率为15％～30％，孔密度为105～107cells/cm3，微孔直径为0.1～100μm。优选的，所述热塑性塑料包括聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚氯乙烯塑料和聚酰胺塑料中的一种或几种。优选的，所述加工剩余物和热塑性塑料的质量比为(20～60)：(30～60)。本专利技术还提供了上述技术方案所述的轻质高强木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：以高耐候性树脂或树脂基复合材料为原料，采用挤出成型的方式，分别制备第一表层、第二表层；所述树脂基复合材料包括植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂；以纤维编织物增强材料或改性热塑性聚合物为原料，采用挤出成型的方式，制备结构层；以加工剩余物和热塑性塑料为原料，采用挤出成型或注射成型的方式，制备轻质木塑芯层；所述加工剩余物包括竹屑、木粉、秸秆和白泥中的一种或几种；采用热压成型的方式，按照第一表层、循环单元和第二表层的层叠顺序进行复合，得到所述轻质高强木塑复合材料；所述循环单元包括结构层和轻质木塑芯层；所述循环单元的个数≥1；或者，所述轻质高强木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：提供共挤系统；所述共挤系统包括双螺杆挤出机A、双螺杆挤出机B、双螺杆挤出机C、分配器、成型模具、水雾冷淋槽、牵引装置和切割锯；分别将第一表层或第二表层的原料通过双螺杆挤出机A挤出后进入成型模具的第一表层区域或第二表层区域、将结构层的原料通过双螺杆挤出机B挤出后进入成型模具的结构层区域、将轻质木塑芯层的原料通过双螺杆挤出机C挤出后进入成型模具的轻质木塑芯层区域，在成型模具中得到轻质高强木塑复合材料前驱体；将所述轻质高强木塑复合材料前驱体依次通过水雾冷淋槽和牵引装置后，切割，得到所述轻质高强木塑复合材料。本专利技术提供了一种轻质高强木塑复合材料，包括第一表层、第二表层，以及设置在所述第一表层和第二表层之间的循环单元；所述循环单元包括结构层和轻质木塑芯层；所述循环单元的个数≥1；所述第一表层和第二表层的材料独立的包括高耐候性树脂或树脂基复合材料；所述树脂基复合材料包括植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂；所述结构层包括纤维编织物增强材料或改性热塑性聚合物；所述轻质木塑芯层包括加工剩余物和热塑性塑料；所述加工剩余物包括竹屑、木粉、秸秆和白泥中的一种或几种。所述轻质高强木塑复合材料中的轻质木塑芯层采用加工剩余物，可以减轻自重，降低成本；结构层除了力学支撑作用外，还具有粘接作用，提高材料间的结合力，达到增强所述轻质高强木塑复合材料的力学性能的目的，第一表层和第二表层解决了所述轻质高强木塑复合材料的易老化的问题，耐久性得到提高。具体实施方式本专利技术提供了一种轻质高强木塑复合材料，包括第一表层、第二表层，以及设置在所述第一表层和第二表层之间的循环单元；所述循环单元包括结构层和轻质木塑芯层；所述循环单元的个数≥1；所述第一表层和第二表层的材料独立的包括高耐候性树脂或树脂基复合材料；所述树脂基复合材料包括植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂；所述结构层包括纤维编织物增强材料或改性热塑性聚合物；所述轻质木塑芯层包括加工剩余物和热塑性塑料；所述加工剩余物包括竹屑、木粉、秸秆和白泥中的一种或几种。在本专利技术中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。本专利技术提供的轻质高强木塑复合材料包括第一表层和第二表层。在本专利技术中，所述第一表层和第二表层的厚度独立的优选为0.1～1mm，更优选为0.2～0.8mm，最优选为0.4～0.6mm。在本专利技术中，所述第一表层和第二表层的材料独立的包括高耐候性树脂或树脂基复合材料；在本专利技术中，所述高耐候性树脂优选为高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯、聚丙烯和聚酯树脂中的一种或几种；所述聚酯树脂优选为不饱和聚酯树脂；本专利技术对所述不饱和聚酯树脂的种类没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的种类即可；当所述高耐候性树脂为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合均可。在本专利技术中，所述树脂基复合材料包括植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂；在本专利技术中，所述植物纤维优选为竹纤维、麻纤维、木纤维和秸秆纤维中的一种或几种；所述植物纤维的长度优选为3～8mm，长径比优选为(5～8)：1。在本专利技术中，所述热塑性树脂优选为聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯中的一种或几种。在本专利技术中，所述偶联剂优选为异本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻质高强木塑复合材料，包括第一表层、第二表层，以及设置在所述第一表层和第二表层之间的循环单元；/n所述循环单元包括结构层和轻质木塑芯层；/n所述循环单元的个数≥1；/n所述第一表层和第二表层的材料独立的包括高耐候性树脂或树脂基复合材料；/n所述树脂基复合材料包括植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂；/n所述结构层包括纤维编织物增强材料或改性热塑性聚合物；/n所述轻质木塑芯层包括加工剩余物和热塑性塑料；/n所述加工剩余物包括竹屑、木粉、秸秆和白泥中的一种或几种。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻质高强木塑复合材料，包括第一表层、第二表层，以及设置在所述第一表层和第二表层之间的循环单元；
所述循环单元包括结构层和轻质木塑芯层；
所述循环单元的个数≥1；
所述第一表层和第二表层的材料独立的包括高耐候性树脂或树脂基复合材料；
所述树脂基复合材料包括植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂；
所述结构层包括纤维编织物增强材料或改性热塑性聚合物；
所述轻质木塑芯层包括加工剩余物和热塑性塑料；
所述加工剩余物包括竹屑、木粉、秸秆和白泥中的一种或几种。


2.如权利要求1所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述高耐候性树脂为高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚酯树脂中的一种或几种；
所述植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂的质量比为(20～60)：(34～74)：4：2。


3.如权利要求1或2所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述第一表层和第二表层的材料还独立的包括功能助剂；
所述功能助剂包括光稳定剂、紫外线吸收剂、无机颜料、阻燃剂和防霉剂中的一种或几种；
所述功能助剂与所述高耐候性树脂的质量比为(0～30)：100；
所述功能助剂与所述树脂基复合材料的质量比为(0～30)：100。


4.如权利要求1所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述第一表层和第二表层的厚度独立的为0.1～1mm。


5.如权利要求1所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述改性热塑性聚合物为无机填料改性的热塑性聚合物；
所述无机填料包括碳纳米管、微纳米SiO2粒子、滑石粉、大理石粉、粉煤灰、漂珠和玻璃纤维中的一种或几种。


6.如权利要求5所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述结构层的厚度为0.1～10mm。


7.如权利要求1所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述轻质木塑芯层...

【专利技术属性】
技术研发人员：程海涛，李琪微，李明鹏，王翠翠，
申请(专利权)人：国际竹藤中心，
类型：发明
国别省市：北京;11