[发明专利]芳纶纤维增强木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维增强木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料(WPC)可以利用废弃木质纤维材料和废旧塑料作为主要原料，绿色环保，可循环利用，成为解决天然及合成高分子材料废弃物资源化高效利用问题的重要途径而倍受关注。木塑复合材料中由于塑料的加入，增加了木材的表面硬度、尺寸稳定性、耐水性、耐腐蚀性，且一般不需要表面涂饰，符合未来经济发展的需要，其前途不可估量。正是由于木塑复合材料的众多优点，使得其市场增长的很快，特别是在建筑及汽车方面的应用。而另一方面，急速扩张的市场又为木塑复合材料更广泛的应用提出了更高的性能要求。比如，当其应用在结构和工程材料等领域，必须具有较高的综合力学性能尤其是冲击韧性。

木塑复合材料在具有诸多优点的同时也存在缺点，其中较突出的缺点有韧性差和强度不高，尤其是很难获得同时具有高强度和高韧性的产品，使得现有的木塑复合材料普遍存在综合力学性能差的问题。因此，如何提高木塑复合材料的强度和韧性，成为木塑复合材料产业技术的关键，现有技术为此进行了广泛的研究，例如：许多偶联剂(或相容剂)如马来酸酐接枝聚烯烃、硅烷、异氰酸酯等被用于提高木塑复合材料的拉伸和弯曲强度，但是木塑复合材料的冲击韧性没有得到改善甚至有所降低；丁苯橡胶(SBR)、SEBS、EPDM、EOR、EMA、EBAGMA、EPR-g-MA等热塑性弹性体的加入，木塑复合材料的冲击韧性或多或少得到了提高，但是其强度和模量往往降低；木塑复合材料的发泡技术能够显著提高其韧性和抗冲击性能，但发泡造成材料的刚性、强度和蠕变性能较差，严重限制了其应用；在木塑复合材料中添加玻璃纤维，能同时提高木塑复合材料的强度和韧性，但使用玻璃纤维在生产过程影响人身健康，且玻纤密度高达2.5g/cm³，不利于获得轻质高强产品，对挤出设备的磨损也十分严重。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有木塑复合材料综合力学性能差的问题，而提供了芳纶纤维增强木塑复合材料及其制备方法。

本发明芳纶纤维增强木塑复合材料按照重量份数比由95～105份的热塑性塑料、50～400份的木质纤维材料、0.75～8份的润滑剂、0～32份的增容剂和1～12份的接枝改性芳纶纤维制成。

本发明芳纶纤维增强木塑复合材料的制备方法按照以下步骤进行：一、按照重量份数比称取95～105份的热塑性塑料、50～400份的木质纤维材料、0.75～8份的润滑剂、0～32份的增容剂和1～12份的接枝改性芳纶纤维；二、将步骤一称取的木质纤维材料加入到温度为105～150℃、转速为400～1800r/min的高速混合机中，直至木质纤维材料的含水率达到1～4％，然后再将步骤一称取的热塑性塑料、接枝改性芳纶纤维、增容剂和润滑剂置于高速混合机中混合5～10min，控制高速混合机的温度为100～120℃，高速混合机的转速为400～1800r/min，高速混合机的温度降至40～60℃时出料，即得到预混料；三、预混料通过单螺杆/平行双螺杆双阶挤出机组挤出成型或采用锥形双螺杆挤出机挤出成型，即得到芳纶纤维增强木塑复合材料。