[发明专利]一种高强度木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，进一步属于木塑复合材料技术领域，具体涉及一种高强度木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料具有木质材料和塑料的双重特性，可以被广泛的应用于制备室内和室外的家具，墙体材料，结构材料，汽车挡板等，是一种新型的材料。但木质材料是一种极性材料而树酯（包括聚乙烯、聚丙烯、高密度聚丙烯和聚氯乙烯等）是一种非极性材料，为了制备出性能更优的木塑复合材料，目前国内外众多科研工作者都围绕改善木塑复合材料的界面相容性或利用无机纤维增强而进行；这些研究包括在木塑复合材料中添加偶联剂、螯合剂以改善木质材料与树脂之间的界面相容性或者利用物理化学的方法来处理木质材料的表面，以提高木质材料和树脂之间的界面相容性和木塑复合材料的物理力学性能或者利用玻璃纤维、石棉纤维、玄武岩纤维、碳纤维等作为增强材料来制备高强度木塑复合材料。但目前采用的木纤维多采用粉状的木粉或者麻类的韧皮长纤维被用于制备木塑复合材料，其中韧皮长纤维增强的木塑复合材料通常被用来制备结构材料或者汽车挡板。

当利用木粉制备木塑复合材料时，通常将塑料也制备成粉状，使塑料粉和木粉可以均匀的进行混合；当利用韧皮型长纤维来制备木塑复合材料时，则将长纤维织成布、纺成纱，然后将塑料制备成薄膜或抽丝进行层压或缠绕，以解决塑料和纤维无法混合均匀的问题。如果将木质或非木质材料制备成纤维状以取代现有的粉状木纤维，既可以起到填充作用，还可以发挥木纤维自身的力学性能，为制备出高强度的纤维增强型木塑复合材料奠定基础。

如果将木质原料或非木质原料制备成纤维状，则该材料既不能很好的与粉状塑料进行混合也不能很好的与薄膜状或丝状的塑料进行混合，所以在利用短纤维制备木塑复合材料时，不仅需要解决木质材料与塑料之间的相容性，短纤维在塑料中的分散性也需要很好的解决，才能制备出性能优良的复合材料；目前有研究者借鉴橡胶的制备工艺采用密炼法进行共混，但并没有将这两个关键问题很好的进行解决。因此，开发一种能解决上述两个关键问题的木塑复合材料是非常必要的。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种高强度木塑复合材料；第二目的在于提供所述高强度木塑复合材料的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的，所述的高强度木塑复合材料包括木质、非木质或竹材纤维增强塑料制备高强度木塑复合材料，所述的木质、非木质或竹材纤维质量百分比为5~80%，其余为塑料。

本发明的第二目的是这样实现的，包括原料前处理、蒸煮、纤维制备、混合成型步骤，具体包括：

A、前处理：调节木质原料、非木质原料或竹材含水率至30~50%，经削片机制成长度18~20mm，宽度15~18mm，厚度4~5mm的木片、非木质原料碎料备用；

B、蒸煮：将经前处理后的木质原料木片、非木质原料碎料或竹材竹片在温度100~180℃下蒸煮15~120min；

C、纤维制备：将蒸煮好的木片、非木质原料碎料或竹材竹片进行热磨制备纤维，将分离的纤维进行干燥；

D、混合成型：将干燥后的纤维与塑料按配方进行混合得到纤维与塑料的混合物，经成型后得到目标复合材料。

本发明利用纤维状的木质或非木质材料作为木塑复合材料的填充剂以制备出物理力学性能优异的木塑复合材料。既克服利用生物质材料粉状颗粒无法制备出力学性能较高的木塑复合材料，又可以扩大纤维增强性木塑复合材料的纤维来源；还可以提高木质材料和非木质材料的利用率和利用价值。本发明将木质原料、非木质原料或竹材制备成纤维状原料，替代现有木塑复合材料制备过程中使用的粉状纤维、韧皮长纤维、无机纤维等；与同类木塑复合材料相比，该产品具有密度低、强度高、承重性能好的特性，可用于制备家具、墙体、木门、包装箱、汽车挡板等领域。该技术的实施不仅能显著节约资源、保护生态环境，而且有效减小现有木塑复合材料的密度和厚度，为推动木塑复合材料的快速发展，发展新型高强度、轻质、超薄木塑复合材料和建立资源节约型社会奠定基础。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述的高强度木塑复合材料包括木质、非木质或竹材纤维和塑料，所述的木质、非木质或竹材纤维质量百分比为5~80%，其余为塑料。

所述的高强度木塑复合材料还包括质量百分比0.1~10%的偶联剂和质量百分比1~10%的润滑剂。