一种高强度木塑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度木塑复合材料及其制备方法，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。所述的制备方法包括前处理、蒸煮、纤维制备、混合、挤压或平压步骤。本发明专利技术将木质原料、非木质原料或竹材制备成纤维状原料，本发明专利技术产品具有密度低、强度高、抗冲击性、承重性能好和可循环利用、重复利用、再加工性好的特性。本发明专利技术能显著节约资源、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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料
，进一步属于木塑复合材料
，具体涉及。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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飞0%，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10(Tl80°C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。本专利技术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。本专利技术将木质原料、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为本专利技术工艺流程图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。本专利技术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.no%的偶联剂和质量百分比I~10%的润滑剂。所述的塑料是热塑性塑料，为聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯中的一种。所述的偶联剂为乙酸酯、马来酸酐、硅烷、异氰酸盐、过氧化异丙苯、铝酸酯、乙烯-丙烯酸酯、钛酸酯、磷酸酯、镁类偶联剂、锡类偶联剂或铬合物中的一种。所述的润滑剂为硬胆酸锌、碳酸钙、乙撑双脂肪酸酰胺、聚酯蜡、硬脂酸、硬脂酸铅、聚乙烯蜡、石蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种；优选碳酸钙(CaCO3)。本专利技术所述的高强度木塑复合材料的制备方法，包括前处理、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飞0%，经削片机制成长度18~20mm,宽度15l8mm,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10(Tl80°C下蒸煮 15~120min ；C、纤维制备:将蒸煮好的木质原料片、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。B步骤所述的热磨为利用高浓度盘磨机进行热磨。C步骤所述的干燥是在13(Tl70°C下干燥至含水率为(Tl%。所述的成型为利用平压、挤压或模压法将所述的木材、竹材或农作物秸杆纤维与塑料的混合物在11(T180°C条件下进行成型，得到目标复合材料。本专利技术所述一种高强度木塑复合材料的制备方法为所述的利用纤维状木质材料替代木粉制备木塑复合材料的一种方法。所述的一种高强度木塑复合材料的制备方法，其制备方法为利用平压、挤压或模压法将所述的高强度木塑复合材料在11(T180°C条件下进行成型，产品的密度为0.7(Tl.50g/cm3，产品厚度为6~30mm，成型时间为3(T90s/mm ;将利用平压法或模压法成型后的板材，利用冷压机进行二次成型，并利用冷却水进行冷却，直至产品定型为止，将利用挤压成型的板材直接利用冷却水进行冷却，使产品冷却定型。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点:首创性地将木质原料、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。下面以部分具体实施例`对本专利技术进行进一步说明: 实施例1 ——制备思茅松纤维增强型聚丙烯基复合材料 以思茅松作为木塑复合材料的增强材料制备聚丙烯基复合材料。(I)调节思茅松木材和枝丫材含水率至30~50%，然后经削片机制成长度18~20mm，宽度15~本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度木塑复合材料，其特征在于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。

【技术特征摘要】
1.一种高强度木塑复合材料，其特征在于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。2.根据权利要求1所述的高强度木塑复合材料，其特征在于所述的高强度木塑复合材料还包括质量百分比0.no%的偶联剂和质量百分比广io%的润滑剂。3.根据权利要求1所述的高强度木塑复合材料，其特征在于所述的塑料是热塑性塑料，为聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯中的一种。4.根据权利要求2所述的高强度木塑复合材料，其特征在于所述的偶联剂为乙酸酯、马来酸酐、硅烷、异氰酸盐、过氧化异丙苯、铝酸酯、乙烯-丙烯酸酯、钛酸酯、磷酸酯、镁类偶联剂、锡类偶联剂或铬络合物中的一种。5.根据权利要求2所述的高强度木塑复合材料，其特征在于所述的润滑剂为硬胆酸锌、碳酸钙、聚酯蜡、硬脂酸、硬脂酸铅、聚乙烯蜡、石蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种。6.一种权利要求1飞任一所述的高强度木塑复合材料的制备方法，其特征在于包括前处理、蒸煮、纤维制...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴章康，杜官本，李晓平，汤正捷，龚迎春，肖瑞，
申请(专利权)人：西南林业大学，
类型：发明
国别省市：