本發(fā)明涉及一種新型木塑復(fù)合材料，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

木塑復(fù)合材料(Wood-Plastic Composites，WPC)是以熱塑性塑料作為基體，以經(jīng)過(guò)預(yù)處理的植物粉末或木纖維作為填料或增強(qiáng)體，按一定比例與添加所需的各種助劑進(jìn)行混合，經(jīng)過(guò)擠出、層壓、模壓或者注塑的方式制備成的一種復(fù)合材料。其具有較好的彈性模量、抗壓、抗彎曲、耐用等性能，同時(shí)還具有原料資源化、成本經(jīng)濟(jì)化、產(chǎn)品可塑化、使用環(huán)?；突厥赵偕忍攸c(diǎn)。因此，木塑復(fù)合材料在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

目前，有關(guān)木塑復(fù)合材料的研究著重在于改善界面相容性和改善加工工藝以獲得力學(xué)性能、加工性能更為優(yōu)良的材料，以滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域的需要。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN105082303A公開(kāi)了名為“一種高強(qiáng)度木塑復(fù)合材料的制備方法”的專利，該制備方法主要是利用果膠酶溶液處理木質(zhì)材料來(lái)改善木塑復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度。雖然其能獲得一定的強(qiáng)度，但是還不能令人滿意。同時(shí)其吸水率比較大，容易產(chǎn)生復(fù)合材料中的木粉發(fā)霉和機(jī)械強(qiáng)度顯著下降等。因此，繼續(xù)探索與研究木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能是必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能差和吸水率比較大的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出了一種力學(xué)性能好且吸水率低的新型木塑復(fù)合材料。

一種新型木塑復(fù)合材料，由以下重量份配比的各組分制成：改性塑料60～70份、改性木粉80～90份、玻璃纖維3～5份、改性石墨6～9份、導(dǎo)熱陶瓷10～15份、硅藻土粉1～3份、碳酸鈣晶須3～5份、十二烷基苯磺酸鈉0.6～0.8份、硬脂酸鋅1～3份、魔芋粉4～7份、增韌劑1～3份、納米蒙脫土0.2～0.6份、稀土復(fù)合穩(wěn)定劑0.1～0.3份。

優(yōu)先地，

一種新型木塑復(fù)合材料，由以下重量份配比的各組分制成：改性塑料65份、改性木粉85份、玻璃纖維4份、改性石墨7份、導(dǎo)熱陶瓷12份、硅藻土粉2份、碳酸鈣晶須4份、十二烷基苯磺酸鈉0.7份、硬脂酸鋅2份、魔芋粉6份、增韌劑2份、納米蒙脫土0.4份、稀土復(fù)合穩(wěn)定劑0.2份。

所述的改性塑料是按照以下步驟制備得到：

1)將所述的改性塑料是由以下重量份配比的各組分制成：廢棄塑料80～100份、廢棄橡膠10～15份、聚丙烯6～8份、引發(fā)劑1～3份、聚異丁烯基丁二酸酐1～3份、乙二胺四乙酸二酐2～4份、聚壬二酸酐1～3份、馬來(lái)酸酐2～4份加入球磨機(jī)球磨混勻，其中，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為200～300r/min、球磨時(shí)間為20～30min；

2)將經(jīng)步驟1)處理得到的混合料利用雙螺桿擠出造粒，其中，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為20～30r/min，擠出溫度為140～170℃，即可得到改性塑料。

所述的改性木粉是按照以下步驟制備得到：

1)先將100份木粉粉碎成100～120目，然后用40～60℃、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3～5％的氫氧化鈉與乙醇組成的堿醇溶液浸泡4～5h，再置于轉(zhuǎn)速為200～300r/min的球磨機(jī)上球磨15～20min；最后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3～5％的乙酸將pH值調(diào)至為5～7，并依次加1～3份硅酸鈉、1～3份甲基硅酸鈉、2～4份桐油和0.1～0.3納米氧化鋅，再置于轉(zhuǎn)速為200～300r/min的球磨機(jī)上球磨50～60min，抽濾，烘干，得到改性木粉1；

2)將改性木粉1與1～4份的氟硅烷偶聯(lián)劑，并置于頻率為30～40KHz超聲機(jī)上超聲20～30min，即可得到改性木粉。

所述的改性石墨是按照以下步驟制備得到：

1)在石墨中加入無(wú)水乙醇，并用濕式球磨混合4～6h，烘干后在450℃大氣氣氛中煅燒1h；

2)在步驟1)制得的石墨粉末中，依次加入0.4～0.8份硅烷偶聯(lián)劑和0.1～0.3份聚山梨酯，球磨混合6～8h，烘干后添加用量占粉末總質(zhì)量的3％且質(zhì)量濃度為5％的聚乙烯醇溶液，并造粒后，再壓制成型；

3)在550℃大氣氣氛中燒結(jié)4h，最后自然冷卻至室溫，粉碎成200～300目，即可得到改性石墨。

所述的導(dǎo)熱陶瓷為氧化鋁-氮化鋁-氮化硅陶瓷；所述的引發(fā)劑為過(guò)氧化甲乙酮；所述的增韌劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明采用聚異丁烯基丁二酸酐、乙二胺四乙酸二酐、聚壬二酸酐和馬來(lái)酸酐來(lái)改善木塑復(fù)合材料的界面相容性，克服接枝單一酸酐的缺陷，更有利于木粉均勻分散于塑料中，從而提高塑料與木粉之間的相互作用，提高木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能。同時(shí)還添加了廢橡膠，既能更好的利用資源，又能提高木塑復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度。

2、本發(fā)明采用堿醇處理、化學(xué)試劑處理和氟硅烷偶聯(lián)劑處理來(lái)改性木粉。多重改性處理木粉，不僅能夠克服單一處理方法的缺陷，同時(shí)還能顯著降低木塑復(fù)合材料的吸水率，使木塑復(fù)合材料在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中減少霉菌的侵害，延長(zhǎng)木塑復(fù)合材料的壽命。此外，更重要的是，多重改性處理木粉還大大地提高了木粉與塑料的相容性和界面親和力，從而使木塑復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能。

3、改性石墨不僅僅起到填充和潤(rùn)滑的作用，同時(shí)還能改善材料的傳熱性能。其中，潤(rùn)滑作用可以改善木粉與塑料界面相容性和界面親和性，從而提高木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能；傳熱性能可以提高木塑復(fù)合材料的結(jié)晶速率和結(jié)晶度，從而改善木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能和吸水率，使其應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種新型木塑復(fù)合材料，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

一種新型木塑復(fù)合材料，由以下重量份配比的各組分制成：改性塑料60～70份、改性木粉80～90份、玻璃纖維3～5份、改性石墨6～9份、導(dǎo)熱陶瓷10～15份、硅藻土粉1～3份、碳酸鈣晶須3～5份、十二烷基苯磺酸鈉0.6～0.8份、硬脂酸鋅1～3份、魔芋粉4～7份、增韌劑1～3份、納米蒙脫土0.2～0.6份、稀土復(fù)合穩(wěn)定劑0.1～0.3份。

所述的改性塑料是按照以下步驟制備得到：

1)將所述的改性塑料是由以下重量份配比的各組分制成：廢棄塑料80～100份、廢棄橡膠10～15份、聚丙烯6～8份、引發(fā)劑1～3份、聚異丁烯基丁二酸酐1～3份、乙二胺四乙酸二酐2～4份、聚壬二酸酐1～3份、馬來(lái)酸酐2～4份加入球磨機(jī)球磨混勻，其中，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為200～300r/min、球磨時(shí)間為20～30min；

2)將經(jīng)步驟1)處理得到的混合料利用雙螺桿擠出造粒，其中，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為20～30r/min，擠出溫度為140～170℃，即可得到改性塑料。

所述的改性木粉是按照以下步驟制備得到：

1)先將100份木粉粉碎成100～120目，然后用40～60℃、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3～5％的氫氧化鈉與乙醇組成的堿醇溶液浸泡4～5h，再置于轉(zhuǎn)速為200～300r/min的球磨機(jī)上球磨15～20min；最后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3～5％的乙酸將pH值調(diào)至為5～7，并依次加1～3份硅酸鈉、1～3份甲基硅酸鈉、2～4份桐油和0.1～0.3納米氧化鋅，再置于轉(zhuǎn)速為200～300r/min的球磨機(jī)上球磨50～60min，抽濾，烘干，得到改性木粉1；

2)將改性木粉1與1～4份的氟硅烷偶聯(lián)劑，并置于頻率為30～40KHz超聲機(jī)上超聲20～30min，即可得到改性木粉。

所述的改性石墨是按照以下步驟制備得到：

1)在石墨中加入無(wú)水乙醇，并用濕式球磨混合4～6h，烘干后在450℃大氣氣氛中煅燒1h；

2)在步驟1)制得的石墨粉末中，依次加入0.4～0.8份硅烷偶聯(lián)劑和0.1～0.3份聚山梨酯，球磨混合6～8h，烘干后添加用量占粉末總質(zhì)量的3％且質(zhì)量濃度為5％的聚乙烯醇溶液，并造粒后，再壓制成型；

3)在550℃大氣氣氛中燒結(jié)4h，最后自然冷卻至室溫，粉碎成200～300目，即可得到改性石墨。

所述的導(dǎo)熱陶瓷為氧化鋁-氮化鋁-氮化硅陶瓷；所述的引發(fā)劑為過(guò)氧化甲乙酮；所述的增韌劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

實(shí)施例1

一種新型木塑復(fù)合材料，由以下重量份配比的各組分制成：改性塑料65份、改性木粉85份、玻璃纖維4份、改性石墨7份、導(dǎo)熱陶瓷12份、硅藻土粉2份、碳酸鈣晶須4份、十二烷基苯磺酸鈉0.7份、硬脂酸鋅2份、魔芋粉6份、增韌劑2份、納米蒙脫土0.4份、稀土復(fù)合穩(wěn)定劑0.2份。

實(shí)施例2

一種新型木塑復(fù)合材料，由以下重量份配比的各組分制成：改性塑料60份、改性木粉80份、玻璃纖維3份、改性石墨6份、導(dǎo)熱陶瓷10份、硅藻土粉1份、碳酸鈣晶須3份、十二烷基苯磺酸鈉0.6份、硬脂酸鋅1份、魔芋粉4份、增韌劑1份、納米蒙脫土0.2份、稀土復(fù)合穩(wěn)定劑0.1份。

實(shí)施例3

一種新型木塑復(fù)合材料，由以下重量份配比的各組分制成：改性塑料70份、改性木粉90份、玻璃纖維5份、改性石墨9份、導(dǎo)熱陶瓷15份、硅藻土粉3份、碳酸鈣晶須5份、十二烷基苯磺酸鈉0.8份、硬脂酸鋅3份、魔芋粉7份、增韌劑3份、納米蒙脫土0.6份、稀土復(fù)合穩(wěn)定劑0.3份。

對(duì)比例1(對(duì)比例1與實(shí)施例1的差別僅在于，對(duì)比例1中的塑料沒(méi)有經(jīng)過(guò)改性處理，而是直接用，其余的同實(shí)施例1)。

對(duì)比例2(對(duì)比例2與實(shí)施例1的差別僅在于，對(duì)比例2中的木粉沒(méi)有經(jīng)過(guò)改性處理，而是直接用，其余的同實(shí)施例1)。

對(duì)比例3(對(duì)比例3與實(shí)施例1的差別僅在于，對(duì)比例3中的石墨沒(méi)有經(jīng)過(guò)改性處理，而是直接用，其余的同實(shí)施例1)。

將上述實(shí)施例1-3、對(duì)比例1-3和背景技術(shù)(CN105082303A)制得的木塑復(fù)合材料采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表1所示：

表1木塑復(fù)合材料性能測(cè)試結(jié)果

可以看出，不同類型制備的新型木塑復(fù)合材料相對(duì)背景技術(shù)而言，具有力學(xué)性能佳且吸水率低等優(yōu)點(diǎn)，是很有發(fā)展前途的一種木塑復(fù)合材料。

當(dāng)然，上面只是本發(fā)明優(yōu)選的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)描述，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，凡依本發(fā)明的原理、構(gòu)造以及結(jié)構(gòu)所作的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。