本发明专利技术公开了一种木塑复合材料及其制备方法，本发明专利技术的木塑复合材料包括如下重量份配比的原料：改性木纤维30-80；塑料20-70；相容剂2-10；润滑剂2-10；抗氧化剂0.2-1.0；填料5-15；阻燃剂2-10。利用爆破处理方法将“林业三剩物”木材废料制备成在彼此分离的表面包裹木质素的改性木纤维，然后将改性木纤维与塑料进行复合，挤出形成成品材料。本发明专利技术解决了木质纤维与热塑性塑料的相容性差的技术问题，实现了“林业三剩物”木材和塑料的综合利用，可代替木材使用，增加了林业剩余物的附加值。本发明专利技术制造的木塑复合材料的力学性能高，复合材料的拉伸强度、抗弯强度及抗冲击强度强，实现了高性能产品如建筑工程材料的工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种木质纤维材料与天然高分子的组合物及其制备方法，特别涉及 “林业三剩物”废料的木塑复合材料及其制备方法。
技术介绍
“林业三剩物”是指采伐剩余物(指树枝、枝桠、树梢、树根及灌木等)；造材剩余物 (指造材截头、锯末等)；加工剩余物(指板皮、板条、木竹截头、锯末、碎单板、木芯、刨花、砂光粉、木块、边角余料等)。根据对我国各大林区采伐地的抽样调查，采伐、造材剩余物(包括树干梢头、枝桠和树叶)约占林木生物量的40%。其中，可用于能源用途的采伐、造材剩余物约占总量20%，每年可产生为2200万t。2008年，全国原木加工量总计为11065万m3。 根据对木材加工厂的抽样调查，全国木材加工剩余物约为；3似6万t。除了用于生产纤维板、 制浆造纸、燃料以外，可利用资源量约占30%，为1000万t以上。“林业三剩物”中的木材废料的化学成分中纤维素占40 60%，半纤维素占14 25 %，木质素占16 % 34 %。木塑复合材料是一种新型的以木质纤维和塑料为主要原料制造的复合工程材料。作为木塑复合材料具有优良的耐水和耐腐蚀性能，耐虫蛀、尺寸稳定性好、生产工艺灵活，对设备的损害小，还可以用回收的废旧木材和塑料为原料制得，并且可循环使用等优点而倍受人们的关注。但是因为木质纤维和塑料是两种不同性质的高分子聚合物，未经处理的木纤维与塑料的相容性差，塑料与木质纤维结合不良，导致木塑复合材料品质难以提高。目前的高分子复合木塑材料生产过程中只注重几种物料的混合或再利用，以及基本力学性质的改进， 未充分考虑各种材料的相容性和界面结合情况、界面结合能力及各种材料在界面的扩散、 渗透等，不能保证木质纤维在高分子塑料中能充分分散，木/塑界面相互作用差，两者的亲和力低，结合强度低，因此造成制备的木塑复合材料的力学性能和其它使用性能较低。木塑复合材料中的木粉添加量低，材料的力学性能及韧性差。目前对木塑复合材料的研究和应用逐渐增多，例如公告号为CN1227^7C的专利技术专利公开了一种改性木塑复合材料其用途及其制造方法，其利用木粉及塑料或废旧塑料为主要原料，配以少量助剂，用专用接枝剂对木粉及塑料表面进行接枝改性处理，有效增强木粉和塑料间的界面强度，采用连续挤出工艺，利用各种断面形状的模具，挤出生产各种高性能复合材料。其中木粉成分含量超过50%。授权公告号为CN1482166的中国专利技术专利公开了一种木塑复合材料，该木塑复合材料是指由热塑性树脂、木粉、助剂相容剂、改性剂等原料按重量比混合而成，将该木塑复合材料经挤出机造粒后再经挤出机挤出成型或直接经挤出机熔融塑化挤出并通过一个片状机头口模挤出到压延机上，压成板、片材型材，在材料上下面各热覆合一层介质膜或织物，或双面各再热覆合一层铝箔(带)层，经冷却裁边切断成成品。公告号为CN101302349的专利技术专利申请公开了一种马来酸酐接枝聚烯烃木塑复合材料及其制备方法。该木塑复合材料，包括以下原料植物纤维粉、马来酸酐接枝聚烯烃和辅加塑料的重量为100份，其中植物纤维粉为60 85份，余为马来酸酐接枝聚烯烃和辅加塑料，其中马来酸酐接枝聚烯烃重量占40 100% (优选为70 100% )。公告号为CN101143952的专利技术专利申请公开了阻燃抑烟型木塑复合材料，该材料主要由聚苯乙烯和/或添加了热稳定剂的聚氯乙烯、木质纤维、膨胀型阻燃剂、增容剂、润滑剂制成。公告号为CN101186754的专利技术专利申请提供了一种利用农业植物秸秆生产高分子复合木塑材料的方法，属于一种农业植物秸秆的利用方法，所述的方法是，将农业植物秸秆粉碎并干燥得秸秆粉，对秸秆粉进行浸渍处理，然后干燥得改性秸秆粉，将改性秸秆粉与塑料为主的其它原料进行高速混合和冷却混合得干粉料，将干粉料进行挤出造粒，再将造粒后的物料挤出定型，制得高分子复合木塑材料。但是，上述木塑复合材料制备过程中均只采用相容剂使木粉与塑料直接进行反应制得，因为木粉是表面带有大量的极性基团的极性高分子化合物，而塑料是一种非极性高分子聚合物，两者的相容性差，制备得到的木塑复合材料的强度弱。若要获得高强度木塑复合材料需要较高的塑料用量比例。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题提供， 本专利技术制备的木塑复合材料是将“林业三剩物”的木材废料通过爆破处理制得改性木纤维后与塑料复合而成，制备的木塑复合材料的机械力学性能好、强度高、抗冲击强度高、尺寸稳定性好、具有良好的加工性能。为实现本专利技术的目的，本专利技术一方面提供一种木塑复合材料，包括如下重量份配比的原料改性木纤维30-80塑料20-70相容剂2-10润滑剂2-10抗氧化剂0.2-1.0填料5-15阻燃剂2-10其中，所述原料的重量份配比选择改性木纤维55-80塑料20-60相容剂4-9润滑剂3-6抗氧化剂0.2-0.3填料8-12阻燃剂2-3特别是，通过对“林业三剩物”废料进行爆破处理获得所述改性木纤维。其中，所述“林业三剩物”选自采伐剩余物、造材剩余物或加工剩余物中一种或多种。特别是，所述采伐剩余物包括树枝、枝桠、树梢、树根及灌木等；所述造材剩余物包括造材截头、锯末等；所述加工剩余物包括板皮、板条、木竹截头、锯末、碎单板、木芯、刨花、 砂光粉、木块、边角余料等。尤其是，所述“林业三剩物”是采伐剩余物、造材剩余物或加工剩余物中的木材废料。其中，所述的爆破木材废料按照如下顺序进行的步骤制备而成1)将“林业三剩物”废料置于爆破器内后向爆破器内通入饱和水蒸汽，进行汽蒸处理；2)打开爆破器的放料阀，使“林业三剩物”废料爆破，制成爆破木纤维；3)将爆破木纤维进行干燥处理，得到干燥的改性木纤维。特别是，步骤1)中所述“林业三剩物”选自采伐剩余物、造材剩余物或加工剩余物中一种或多种。特别是，所述采伐剩余物包括树枝、枝桠、树梢、树根及灌木等；所述造材剩余物包括造材截头、锯末等；所述加工剩余物包括板皮、板条、木竹截头、锯末、碎单板、木芯、刨花、 砂光粉、木块、边角余料等。尤其是，所述“林业三剩物”是采伐剩余物、造材剩余物或加工剩余物中的木材废料。特别是，还包括将所述“林业三剩物”废料削成长为20-40mm的废料段后，再置于爆破器内。特别是，步骤1)中所述饱和水蒸汽的相对压力为1. 0-4. 2MPa ；所述汽蒸处理的相对压力为l_4MPa，汽蒸时间为5-50min ；步骤3)中所述的干燥处理的温度为100-200°C，干燥后爆破木纤维的含水率< 10%。尤其是，所述饱和水蒸汽的压力优选为相对压力2. 0-4. 2MPa,进一步优选为 3. 0-4. OMPa ；所述汽蒸处理的相对压力优选为2. 0-3. 5MPa，汽蒸时间优选为10-30min ；所述爆破木纤维的含水率优选为4-8%。其中，步骤1)中所述汽蒸处理是，向爆破器内通入相对压力为1. 0-4. 饱和水蒸汽，爆破器内的相对压力达到l_4MPa，在此压力下，保持5-50min。其中，所述塑料为聚乙烯(PE)塑料或/和聚丙烯(PP)塑料。特别是，所述的聚乙烯塑料选择高密度聚乙烯(HDPE)塑料、低密度聚乙烯(LDPE)塑料。其中，所述相容剂选自马来酸酐、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯中的一种或多种。所述马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种木塑复合材料，包括如下重量份配比的原料：
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：樊永明，李建章，吴玉英，张学铭，张谦，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：11
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