[发明专利]一种埃洛石纳米管增强木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及木塑复合材料技术领域，尤其涉及一种埃洛石纳米管增强木塑复合材料及其制备方法

背景技术

木塑复合材料兼具木材和塑料的特点，具有良好的加工性能、良好的强度性能并且耐水、耐腐蚀，因此在许多领域可作为木材的代替品，价廉且环保，具有良好的应用前景。近年来，木塑复合材料越来越受到广大消费者的关注，它是一种以塑料为基体，以木粉或其他植物纤维为填充物的一种新型环保的复合材料。木塑复合材料在建筑产品方面应用的较为广泛，占木塑复合材料总量的75％，目前主要用于花箱板、板凳条、标志牌、结构材、地板、顶板、隔声板、露天平台等方面。

然而木塑复合材料也有自身的局限性，例如蠕变问题成为其发展的重要制约之一，当木塑复合材料的蠕变达到一定程度时材料本身就会发生断裂，存在着安全隐患。国内外学者针对影响木塑复合材料蠕变因素问题做了很多研究，其中最为常见的方法是在复合材料中添加增强组分，碳纳米管具有良好韧性和稳定的结构，并且尺寸小、力学性能好，被人们认为是一种理想的复合材料增强体，但是价格昂贵、供应有限、具有生物毒害性等缺点。

与碳纳米管相比，埃洛石纳米管具有无毒无害、良好的生物适应性、价格便宜、来源丰富等优点，已被广泛应用于陶瓷、医药、催化等多个领域，目前还未见将埃洛石纳米管应用与木塑复合材料的相关报道。

发明内容

本发明提出了一种埃洛石纳米管增强木塑复合材料及其制备方法，采用埃洛石纳米管作为增强体，同时配合使用聚甲基丙烯酸甲酯，大幅提高了木塑复合材料的力学强度，有效解决了木塑复合材料蠕变断裂的问题，降低了生产成本，安全环保节能，有利于产业化。

本发明提出的一种埃洛石纳米管增强木塑复合材料，其组分按重量份包括：热塑性塑料50-90份、天然木质粉30-60份、埃洛石纳米管5-15份、聚甲基丙烯酸甲酯20-30份、阻燃剂5-10份、润滑剂3-7份、助剂5-20份；

其中，埃洛石纳米管中埃洛石的孔隙度为18-30％，孔径为3-40nm；天然木质粉中纤维素的含量在2-5wt％。

在具体实施例中，热塑性塑料的重量份可以为55、60、65、70、75、80、85；天然木质粉的重量份可以为35、40、45、50、55；埃洛石纳米管的重量份可以为5.5、6、7、7.5、8、8.5、9、10、10.5、11、12、12.5、13、14、14.5；聚甲基丙烯酸甲酯的重量份可以为22、24、25、26、28；阻燃剂的重量份可以为6、7、8、8.5、9、9.5；润滑剂的重量份可以为4、5、5.5、6、6.5；助剂的重量份可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19。

优选地，热塑性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯中的一种或两种以上混合物。

优选地，热塑性塑料为聚乙烯和聚氯乙烯。

优选地，天然木质粉为木粉、稻糠、竹粉、秸秆纤维粉、果壳纤维粉中的一种或两种以上混合物，其中，粒径为30-100目，木质素含量在15wt％以上。

优选地，埃洛石纳米管的直径为30-75nm，长度为3-8μm。

优选地，润滑剂为润滑剂硬脂酸盐、硬脂酸、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或两种以上混合物。

优选地，阻燃剂为RDX阻燃剂、TPP阻燃剂、RDP阻燃剂和BDP阻燃剂中的一种或两种以上混合物。

优选地，助剂为抗菌剂、抗氧剂、稳定剂中的一种或两种以上混合物。

优选地，抗菌剂为中药抗菌剂；优选地，中药抗菌剂为透骨草、松罗、白蔹、藜实中的一种或两种以上混合物；

优选地，抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂626、抗氧剂1010中的一种或者两种以上混合物；

优选地，稳定剂为抗紫外光剂、受阻胺酚光稳定剂、受阻胺光稳定剂中的一种或两种以上混合物。

本发明提出的一种埃洛石纳米管增强木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按配比将热塑性塑料、天然木质粉、润滑剂、助剂加入混合机种混合均匀得到预混料；

S2、将预混料和埃洛石纳米管、聚甲基丙烯酸甲酯、阻燃剂混合均匀得到混合物料，将混合物料进行混炼塑化，其中，混炼温度为180-195℃；

S3、将塑化后物料热压定型，冷却得到埃洛石纳米管增强木塑复合材料，热压温度为185-190℃，压力为10-20MPa。

优选地，S2中，混合物料在双棍炼塑机中进行混炼塑化，混炼时间为10-15min。