[发明专利]一种基于木质素与咖啡壳粉的木塑复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种木质素与咖啡壳粉制备木塑复合材料及其制备方法，该材料包括如下质量百分数的原料：木质素5%‑30%、咖啡壳粉5%‑60%、木粉0‑30%、密度为0.90‑0.96g/cm³的聚乙烯20‑30%、相容剂0‑10%、填料含量为8%、润滑剂含量为1%以及分散剂1%。本发明的复合材料的多项性能得到较大提高，同时使木塑复合材料的抗真菌侵蚀作用也得到显著性的提高，在木塑复合材料的老化过程中，可以提高其生物耐久性，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料，尤其是一种基于木质素与咖啡壳粉的木塑复合材料，还涉及其制备方法，属于木塑复合材料领域。

背景技术

木塑复合材料（Wood-Plastic Composites）简写WPC，主要是指聚乙烯、聚丙稀等塑料与木质纤维材料复合而成的一类高性能、高附加值的绿色环保型复合材料。塑料成本高，并且由于木塑复合材料中含有一定数量的木纤维，当其长期用于户外环境时，阳光、雨水以及适宜的温度都为真菌的生长提供了客观条件，因此易受使用环境中真菌、细菌等微生物的影响而导致霉变、腐朽进而劣化降低使用寿命。

木质素是制浆造纸过程中的副产物，来源广泛、价廉易得，具有热塑性，可以用于制备性能优异的高分子材料。

目前常见的木塑复合材料制备中塑料与木粉成本较高，使用过程中产品易被真菌侵蚀进而劣化失效等问题。

咖啡是云南的重要农作物之一，咖啡壳作为咖啡加工业的副产物之一，与木质素同样来源广泛、价廉易得，但是利用咖啡壳粉与热塑性塑料制备的木塑复合材料性能较差。因此利用将咖啡壳粉与木质素共同用来制备木塑复合材料，咖啡壳粉极性小于木粉，并且颗粒细小均匀，与木质素以及塑料的结合性更好，能够提高复合材料的界面结合作用，因而可以制备内部结构更为致密均匀的木塑复合材料，如何使用咖啡壳与木质素结合改善并提高改性木质素基木塑复合材料的综合性能是值得研究的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于木质素与咖啡壳粉的木塑复合材料及其制备方法。本发明的技术方案具体如下：

一种基于木质素与咖啡壳粉的木塑复合材料，包括如下质量百分数的原料：

木质素5%-30%、咖啡壳粉5%-60%、木粉0-30%、密度为0.90-0.96g/cm³的聚乙烯20-30%、相容剂0-10%、填料含量为8%、润滑剂含量为1%以及分散剂1%。

本发明还涉及的上述的木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤（1）、干燥：

将木质素单独干燥，将咖啡壳粉和木粉一起干燥，两个干燥工艺不相同；

步骤（2）、混料：

将木质素5%-30%、咖啡壳粉5%-60%、木粉0-30%、密度为0.90-0.96g/cm³的聚乙烯20-30%、相容剂0-10%、填料8%、润滑剂1%和分散剂1%，在高速混合机中混合；

步骤（3）、混炼、造粒：

将混合后的原料送至挤出机中进行熔融混炼，一区至七区温度分别为80-100℃、170-190℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃、170-190℃、160-170℃；将混炼后的细条形材料放在切粒机中切粒；

步骤（4）、对辊挤出、热压成型：

将造好粒的材料送到在对辊机中热压挤出，最后在热压机中热压成型，热压温度为160-190℃，加热预压时间为6-10min，加压时间为2-5min，加压压力为5-8Mpa，即获得环保型木塑复合材料。

进一步地，步骤（1）中，先将木质素在50-60℃干燥24h，咖啡壳粉、木粉在鼓风干燥箱中105℃下干燥4h；