[发明专利]一种天然植物长纤维增强木塑及其制备方法

说明书

本发明公开了一种天然植物长纤维增强木塑及其制备方法，其原料包括：植物纤维粉、改性植物长纤维、热塑性塑料、相容剂、润滑剂、防霉剂以及其他加工助剂；本发明的制备方法为将农作物秸秆段经水洗、浸润、搓揉、保温反应、二次水洗、干燥制得改性植物长纤维，再将改性植物长纤维与热塑性塑料及其他组份经混合、造粒、挤出成型制得天然植物长纤维增强木塑。本发明从农作物秸秆中提取制备改性天然植物长纤维做木塑增强体，解离掉了部分多糖及半纤维素等物质，不仅大幅提升了木塑的抗弯强度、拉伸强度等力学性能，还改善了耐候性和降低了密度，更为重要的是相比于玻璃纤维、碳纤维等人造纤维，天然植物长纤维具有更为明显的环保优势和成本优势。

技术领域

本发明涉及一种天然植物长纤维增强木塑及其制备方法，属于新材料领域。

背景技术

木塑复合材料是以植物纤维和热塑性塑料为主要原料，再配以功能性改性剂和加工助剂经挤出成型的一种复合材料，目前主要应用于户外装饰装修领域。随着木塑应用领域的不断拓展，对木塑的性能要求也越来越高，木塑力学性能偏低的不足以限制了其在结构性建材中的应用。为此，不少木塑制造企业采用填充玻璃纤维、碳纤维等人造纤维来增强其力学性能，人造增强纤维虽然能提升木塑力学性能，但其仍有一些不足，如玻璃纤维不够环保，碳纤维价格高等，同时大量人造增强纤维的应用也偏离了木塑的绿色环保属性。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种天然植物长纤维增强木塑及其制备方法，本发明采用技术方案如下：

一种天然植物长纤维增强木塑，按重量份数计，其原料至少包括：植物纤维70-90份、热塑性塑料10-30份、相容剂5-10份、润滑剂3-5份、防霉剂0.5-1份以及其他加工助剂1-3份。

其中，所述植物纤维包括植物纤维粉及改性植物长纤维，其中改性植物长纤维的重量不少于植物纤维的重量的40％。

其中，所述其他加工助剂包括热稳定剂和光稳定剂。

本发明的天然植物长纤维增强木塑的制备方法，其包括以下步骤：

(1)改性植物长纤维的制备：将农作物秸秆段水洗后与偶联剂水溶液混合浸润，将浸润后的物料置于双螺旋挤压搓丝机中搓揉，将搓揉后的物料进行保温反应，将保温反应后的物料进行二次水洗，将二次水洗后的物料干燥，即制得改性植物长纤维。

(2)天然植物长纤维增强木塑的制备：将植物纤维粉、改性植物长纤维、热塑性塑料、相容剂、润滑剂、防霉剂以及其他加工助剂经混料机混合、双螺杆造粒机造粒、双螺杆挤出机挤出成型，即制得天然植物长纤维增强木塑。

在步骤(1)中，农作物秸秆段的长度为3-40cm，偶联剂为马来酸酐、马来酸酐接枝共聚物、丙烯酸、丙烯酸接枝共聚物、硅烷偶联剂中的任意一种或几种。

在步骤(1)中，偶联剂水溶液的质量浓度为5-20％，浸润时间为30min以上，保温反应的温度为80-120℃，保温反应的时间为2-12h,干燥程度为含水率不高于10％。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明从农作物秸秆中提取制备改性天然植物长纤维做木塑增强体，解离掉了部分多糖及半纤维素等物质，其不仅大幅度的提升了木塑的抗弯强度、拉伸强度等力学性能，还改善了耐候性和降低了密度，更为重要的是相比于玻璃纤维、碳纤维等人造纤维，天然植物长纤维具有更为明显的环保优势和成本优势。同时本发明的改性植物长纤维制备工艺简单稳定、安全环保且提取成本低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步地的说明。

实施例：

一种天然植物长纤维增强木塑，按重量份数计，其原料包括：植物纤维粉40份、改性植物长纤维40份、热塑性塑料PP 20份、相容剂马来酸酐接枝PP 5份、润滑剂聚酯蜡4份、防霉剂0.6份、其他加工助剂光稳定剂和热稳定剂各0.5份。