[发明专利]一种轻质高强木塑复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种轻质高强木塑复合材料，包括第一表层、第二表层，以及设置在所述第一表层和第二表层之间的循环单元；

所述循环单元包括结构层和轻质木塑芯层；

所述循环单元的个数≥1；

所述第一表层和第二表层的材料独立的包括高耐候性树脂或树脂基复合材料；

所述树脂基复合材料包括植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂；

所述结构层包括纤维编织物增强材料或改性热塑性聚合物；

所述轻质木塑芯层包括加工剩余物和热塑性塑料；

所述加工剩余物包括竹屑、木粉、秸秆和白泥中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述高耐候性树脂为高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚酯树脂中的一种或几种；

所述植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂的质量比为(20～60)：(34～74)：4：2。

3.如权利要求1或2所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述第一表层和第二表层的材料还独立的包括功能助剂；

所述功能助剂包括光稳定剂、紫外线吸收剂、无机颜料、阻燃剂和防霉剂中的一种或几种；

所述功能助剂与所述高耐候性树脂的质量比为(0～30)：100；

所述功能助剂与所述树脂基复合材料的质量比为(0～30)：100。

4.如权利要求1所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述第一表层和第二表层的厚度独立的为0.1～1mm。

5.如权利要求1所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述改性热塑性聚合物为无机填料改性的热塑性聚合物；

所述无机填料包括碳纳米管、微纳米SiO₂粒子、滑石粉、大理石粉、粉煤灰、漂珠和玻璃纤维中的一种或几种。

6.如权利要求5所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述结构层的厚度为0.1～10mm。

7.如权利要求1所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述轻质木塑芯层为微孔结构，所述微孔结构的孔隙率为15％～30％，孔密度为10⁵～10⁷cells/cm³，微孔直径为0.1～100μm。

8.如权利要求1或7所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述热塑性塑料包括聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚氯乙烯塑料和聚酰胺塑料中的一种或几种。

9.如权利要求8所述的轻质高强木塑复合材料，其特征在于，所述加工剩余物和热塑性塑料的质量比为(20～60)：(30～60)。

10.权利要求1～9任一项所述的轻质高强木塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

以高耐候性树脂或树脂基复合材料为原料，采用挤出成型的方式，分别制备第一表层、第二表层；所述树脂基复合材料包括植物纤维、热塑性树脂、偶联剂和润滑剂；

以纤维编织物增强材料或改性热塑性聚合物为原料，采用挤出成型的方式，制备结构层；

以加工剩余物和热塑性塑料为原料，采用挤出成型或注射成型的方式，制备轻质木塑芯层；所述加工剩余物包括竹屑、木粉、秸秆和白泥中的一种或几种；

采用热压成型的方式，按照第一表层、循环单元和第二表层的层叠顺序进行复合，得到所述轻质高强木塑复合材料；所述循环单元包括结构层和轻质木塑芯层；所述循环单元的个数≥1；

或者，所述轻质高强木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

提供共挤系统；所述共挤系统包括双螺杆挤出机A、双螺杆挤出机B、双螺杆挤出机C、分配器、成型模具、水雾冷淋槽、牵引装置和切割锯；

分别将第一表层或第二表层的原料通过双螺杆挤出机A挤出后进入成型模具的第一表层区域或第二表层区域、将结构层的原料通过双螺杆挤出机B挤出后进入成型模具的结构层区域、将轻质木塑芯层的原料通过双螺杆挤出机C挤出后进入成型模具的轻质木塑芯层区域，在成型模具中得到轻质高强木塑复合材料前驱体；

将所述轻质高强木塑复合材料前驱体依次通过水雾冷淋槽和牵引装置后，切割，得到所述轻质高强木塑复合材料。