本發(fā)明屬于建材技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抗菌木塑復(fù)合型材及其制備方法。

背景技術(shù)：

木塑復(fù)合材料是木質(zhì)纖維與熱固性或熱塑性聚合物的組合材料。兩種材料的混合弱化了他們?cè)械男阅苋毕?。與木材相比，木塑復(fù)合材料產(chǎn)品不易吸水、更易設(shè)計(jì)以及更少需要維護(hù)等等；與塑料相比，木塑復(fù)合材料更硬、更廉價(jià)、更輕以及更小的熱變形。然而另一方面，兩種材料的復(fù)合給最終材料也帶來(lái)了新的缺陷。與木材相比，木塑復(fù)合材料的楊氏模量更低、密度更高而且更貴。木塑復(fù)合材料是一種各向異性材料，比塑料更脆，更易變色、更容易吸水。

相對(duì)穩(wěn)定的顏色以及不需要象木材那樣進(jìn)行化學(xué)防腐處理，現(xiàn)在木塑復(fù)合材料越來(lái)越多的被用于裝飾材料，特別是戶外裝飾。在美國(guó)，木塑復(fù)合材料被看成是一種可以替代防腐處理木材的由回收塑料和回收木料制備的廉價(jià)材料。而在歐洲，木塑復(fù)合材料被看成是一種由可再生材料制備的可替代熱帶硬木的高科技產(chǎn)品。而在中國(guó)，由于價(jià)格及生產(chǎn)技術(shù)的問(wèn)題，木塑復(fù)合材料尚未得到廣泛的應(yīng)用。

木塑復(fù)合材料出現(xiàn)之初，其中的木質(zhì)纖維粒子被認(rèn)為能夠被塑料完全包裹，所以水及真菌、霉菌都不能與木塑復(fù)合材料中的木質(zhì)成分接觸。但這種最初的假設(shè)被后來(lái)的事實(shí)證明是錯(cuò)誤的。因?yàn)槟舅軓?fù)合材料在濕熱條件下長(zhǎng)期使用也會(huì)象木材一樣被微生物進(jìn)攻而發(fā)霉、長(zhǎng)菌。特別是在木塑復(fù)合材料的后加工表面、表面缺陷處有木質(zhì)纖維裸露的部位，更容易發(fā)霉、長(zhǎng)菌。

由于木質(zhì)纖維粒子與聚合物間的界面粘結(jié)力差，木質(zhì)纖維粒子沒(méi)有能夠被塑料很好的包覆，界面間存在著大量微小的裂紋。在潮濕的條件下，水份能夠沿著小裂紋不斷滲入木塑復(fù)合材料的內(nèi)部，并不斷被木質(zhì)纖維粒子所吸收。木質(zhì)纖維粒子為各類(lèi)細(xì)菌的滋生提供炭源，木塑復(fù)合材料逐漸被微生物腐化，逐漸褪色、發(fā)霉、長(zhǎng)菌，力學(xué)性能不斷下降。最終，由于木質(zhì)纖維粒子的深度降解而導(dǎo)致木塑復(fù)合材料的解體。

目前，都是通過(guò)外加抗菌防腐劑的方式改善木塑復(fù)合材料的抗菌性能。但由于木塑復(fù)合材料加工溫度高達(dá)兩百多度，一般的抗菌防腐劑在木塑復(fù)合材料加工過(guò)程中會(huì)發(fā)生分解，從而失去抗菌防腐作用。耐高溫抗菌防腐劑即使在加工過(guò)程中能夠較好的保持抗菌防霉功能，但在木塑復(fù)合材料的使用過(guò)程中，小分子抗菌防霉劑也會(huì)逐漸遷移到木塑復(fù)合材料表面，并不斷被雨水沖刷而帶走，抗菌防腐效果也會(huì)逐漸消失。制備具有長(zhǎng)效抗菌防腐功能的木塑復(fù)合材料一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供抗菌木塑復(fù)合型材，制成的抗菌木塑復(fù)合型材具有良好和長(zhǎng)效的抗菌性能，且力學(xué)性能優(yōu)越，具有很好的耐磨性和耐熱性，高強(qiáng)度、韌性好的特點(diǎn)，抗彎曲、抗拉伸、抗沖擊強(qiáng)度好，無(wú)甲醛釋放，耐腐蝕、耐潮濕，持久耐用，綜合品質(zhì)高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供抗菌木塑復(fù)合型材，由以下重量份的原料制成:玉米稈粉20～60份，聚丙烯10～26份，核桃殼粉20～40份，三氯均二苯脲5～12份，對(duì)二乙胺基吡啶5～10份，8-羥基喹啉銅3～8份，二甲基丙烯酸甘油酯4～9份，二甘醇二苯甲酸酯3～7份，磷酸甲苯二苯酯3～8份，四甲基二乙烯基二硅氧烷2～7份，異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷1～5份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶2～8份，1-甲酰基咪唑3～8份，異噻唑酮1～5份，二烷基二苯胺1～6份。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述的抗菌木塑復(fù)合型材，由以下重量份的原料制成:玉米稈粉40份，聚丙烯18份，核桃殼粉30份，三氯均二苯脲8份，對(duì)二乙胺基吡啶8份，8-羥基喹啉銅5份，二甲基丙烯酸甘油酯6份，二甘醇二苯甲酸酯5份，磷酸甲苯二苯酯5份，四甲基二乙烯基二硅氧烷5份，異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷3份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶5份，1-甲酰基咪唑5份，異噻唑酮3份，二烷基二苯胺3份。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述玉米稈粉的粒徑為120～160目。玉米稈粉在這個(gè)粒徑范圍下，木塑型材的拉伸輕度和沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大，力學(xué)性能最好。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述核桃殼粉的粒徑為110～150目。核桃殼粉在這個(gè)粒徑范圍下，木塑型材的木塑型材具有最好耐磨性和抗彎強(qiáng)度，力學(xué)性能最好。

本發(fā)明還提供抗菌木塑復(fù)合型材的制備方法，包括以下制備步驟：將玉米稈粉和核桃殼粉投入混均機(jī)，在80～95℃下加熱3～8min，再依次加入1-甲?；溥颉?-羥基喹啉銅，二甲基丙烯酸甘油酯、二烷基二苯胺和異噻唑酮，在100～110rpm轉(zhuǎn)速下，混合10～20min，再升高溫度至120～150℃，繼續(xù)投入三氯均二苯脲、二甘醇二苯甲酸酯和四甲基二乙烯基二硅氧烷，在120～140rpm轉(zhuǎn)速下，混合15～25min，繼續(xù)升高溫度至175～195℃，最后加入磷酸甲苯二苯酯、對(duì)二乙胺基吡啶、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和聚丙烯，在150～190rpm轉(zhuǎn)速下，混合20～40min，冷卻至常溫，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，成型，即得抗菌木塑復(fù)合型材。

優(yōu)選地，本發(fā)明制備方法中，在冷卻至常溫前，在70～90℃下干燥至含水量為1％～3％。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明的木塑復(fù)合型材具有很好的持續(xù)的耐菌蝕和防腐性能，不怕蟲(chóng)蛀、不怕各種腐蝕物質(zhì)的侵蝕，耐侯耐腐性非常優(yōu)秀，應(yīng)用廣泛，使用壽命長(zhǎng)，經(jīng)測(cè)試，對(duì)本發(fā)明制備的木塑復(fù)合型材進(jìn)行抗食材性昆蟲(chóng)性能、耐霉菌性能及力學(xué)性能的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明經(jīng)過(guò)10個(gè)月戶外環(huán)境(試驗(yàn)環(huán)境濕度72～75％RH，溫度25～28℃)試驗(yàn)，本發(fā)明的型材表面均沒(méi)有發(fā)生明顯的色澤和形貌變化，未發(fā)現(xiàn)霉菌斑，并且抗彎強(qiáng)度(按照GB/T9341-2000標(biāo)準(zhǔn))沒(méi)有發(fā)生明顯變化。

2、本發(fā)明的木塑復(fù)合型材力學(xué)性能優(yōu)越，具有很好的耐磨性和耐熱性，高強(qiáng)度、韌性好的特點(diǎn)，抗彎曲、抗拉伸、抗沖擊強(qiáng)度好，無(wú)甲醛釋放，耐腐蝕、耐潮濕，持久耐用，綜合品質(zhì)高，經(jīng)測(cè)試，耐用性能相當(dāng)實(shí)木或木質(zhì)復(fù)合型材的10～12倍。

3、本發(fā)明的原料改善植物纖維與塑料相容性，生成了互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(IPN)，減弱了植物纖維的極性，塑料和植物纖維的緊密結(jié)合，顯著提高型材的綜合品質(zhì)，延長(zhǎng)了使用壽命。

4、本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求低，生產(chǎn)能耗低、成本低、性能高，縮短制備周期，提高經(jīng)濟(jì)效益，制備得到的木塑復(fù)合型材二次加工性能好，具有可鋸、可釘、可鉆、可刨等木材加工性能，免刷漆，可以與天然木材相媲美，腳感舒適，生產(chǎn)對(duì)木材等級(jí)、品質(zhì)基本無(wú)要求，免去了上漆工藝，產(chǎn)品可以完全回收利用，環(huán)保效果理想，無(wú)甲醛釋放。

5、本發(fā)明的木塑復(fù)合型材還具有較好的抗氧化和抗光分解能力，提高木塑復(fù)合型材的防老性能，保持產(chǎn)品的強(qiáng)度和色牢度，提高美觀性，經(jīng)試驗(yàn)，90℃下熱氧老化3100h，靜曲強(qiáng)度保持率：大于90％，靜曲模量保持率：大于90％，無(wú)粉化、開(kāi)裂等現(xiàn)象；紫外光老化2100h，靜曲強(qiáng)度保持率：大于90％，靜曲模量保持率：大于90％，無(wú)粉化、開(kāi)裂等現(xiàn)象，以上結(jié)果均達(dá)到或超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

抗菌木塑復(fù)合型材，由以下重量份的原料制成:玉米稈粉(粒徑為120目)60份，聚丙烯(粒徑為110目)26份，核桃殼粉20份，三氯均二苯脲12份，對(duì)二乙胺基吡啶5份，8-羥基喹啉銅8份，二甲基丙烯酸甘油酯4份，二甘醇二苯甲酸酯7份，磷酸甲苯二苯酯3份，四甲基二乙烯基二硅氧烷7份，異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷1份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶2份，1-甲?；溥?份，異噻唑酮1份，二烷基二苯胺1份。

抗菌木塑復(fù)合型材的制備方法，包括以下制備步驟：將玉米稈粉和核桃殼粉投入混均機(jī)，在80℃下加熱8min，再依次加入1-甲?；溥?、8-羥基喹啉銅、二甲基丙烯酸甘油酯、二烷基二苯胺和異噻唑酮，在100rpm轉(zhuǎn)速下，混合20min，再升高溫度至120℃，繼續(xù)投入三氯均二苯脲、二甘醇二苯甲酸酯和四甲基二乙烯基二硅氧烷，在140rpm轉(zhuǎn)速下，混合15min，繼續(xù)升高溫度至195℃，最后加入磷酸甲苯二苯酯、對(duì)二乙胺基吡啶、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和聚丙烯，在150rpm轉(zhuǎn)速下，混合40min，在70℃下干燥至含水量為3％，冷卻至常溫，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，成型，即得抗菌木塑復(fù)合型材。

實(shí)施例2

抗菌木塑復(fù)合型材，由以下重量份的原料制成:玉米稈粉(粒徑為130目)50份，聚丙烯(粒徑為120目)22份，核桃殼粉25份，三氯均二苯脲10份，對(duì)二乙胺基吡啶6份，8-羥基喹啉銅7份，二甲基丙烯酸甘油酯5份，二甘醇二苯甲酸酯6份，磷酸甲苯二苯酯4份，四甲基二乙烯基二硅氧烷6份，異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷2份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶3份，1-甲酰基咪唑6份，異噻唑酮2份，二烷基二苯胺2份。

抗菌木塑復(fù)合型材的制備方法，包括以下制備步驟：將玉米稈粉和核桃殼粉投入混均機(jī)，在85℃下加熱5min，再依次加入1-甲?；溥?、8-羥基喹啉銅、二甲基丙烯酸甘油酯、二烷基二苯胺和異噻唑酮，在105rpm轉(zhuǎn)速下，混合18min，再升高溫度至130℃，繼續(xù)投入三氯均二苯脲、二甘醇二苯甲酸酯和四甲基二乙烯基二硅氧烷，在135rpm轉(zhuǎn)速下，混合18min，繼續(xù)升高溫度至190℃，最后加入磷酸甲苯二苯酯、對(duì)二乙胺基吡啶、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和聚丙烯，在160rpm轉(zhuǎn)速下，混合35min，在75℃下干燥至含水量為2％，冷卻至常溫，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，成型，即得抗菌木塑復(fù)合型材。

實(shí)施例3

抗菌木塑復(fù)合型材，由以下重量份的原料制成:玉米稈粉(粒徑為140目)40份，聚丙烯(粒徑為130目)18份，核桃殼粉30份，三氯均二苯脲8份，對(duì)二乙胺基吡啶8份，8-羥基喹啉銅5份，二甲基丙烯酸甘油酯6份，二甘醇二苯甲酸酯5份，磷酸甲苯二苯酯5份，四甲基二乙烯基二硅氧烷5份，異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷3份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶5份，1-甲?；溥?份，異噻唑酮3份，二烷基二苯胺3份。

抗菌木塑復(fù)合型材的制備方法，包括以下制備步驟：將玉米稈粉和核桃殼粉投入混均機(jī)，在90℃下加熱6min，再依次加入1-甲?；溥?、8-羥基喹啉銅、二甲基丙烯酸甘油酯、二烷基二苯胺和異噻唑酮，在110rpm轉(zhuǎn)速下，混合15min，再升高溫度至135℃，繼續(xù)投入三氯均二苯脲、二甘醇二苯甲酸酯和四甲基二乙烯基二硅氧烷，在130rpm轉(zhuǎn)速下，混合20min，繼續(xù)升高溫度至185℃，最后加入磷酸甲苯二苯酯、對(duì)二乙胺基吡啶、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和聚丙烯，在170rpm轉(zhuǎn)速下，混合30min，在80℃下干燥至含水量為3％，冷卻至常溫，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，成型，即得抗菌木塑復(fù)合型材。

實(shí)施例4

抗菌木塑復(fù)合型材，由以下重量份的原料制成:玉米稈粉(粒徑為150目)30份，聚丙烯(粒徑為140目)14份，核桃殼粉35份，三氯均二苯脲7份，對(duì)二乙胺基吡啶8份，8-羥基喹啉銅4份，二甲基丙烯酸甘油酯7份，二甘醇二苯甲酸酯4份，磷酸甲苯二苯酯7份，四甲基二乙烯基二硅氧烷3份，異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷4份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶7份，1-甲酰基咪唑4份，異噻唑酮4份，二烷基二苯胺5份。

抗菌木塑復(fù)合型材的制備方法，包括以下制備步驟：將玉米稈粉和核桃殼粉投入混均機(jī)，在95℃下加熱4min，再依次加入1-甲?；溥颉?-羥基喹啉銅、二甲基丙烯酸甘油酯、二烷基二苯胺和異噻唑酮，在100rpm轉(zhuǎn)速下，混合12min，再升高溫度至140℃，繼續(xù)投入三氯均二苯脲、二甘醇二苯甲酸酯和四甲基二乙烯基二硅氧烷，在125rpm轉(zhuǎn)速下，混合22min，繼續(xù)升高溫度至180℃，最后加入磷酸甲苯二苯酯、對(duì)二乙胺基吡啶、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和聚丙烯，在180rpm轉(zhuǎn)速下，混合25min，在85℃下干燥至含水量為1％，冷卻至常溫，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，成型，即得抗菌木塑復(fù)合型材。

實(shí)施例5

抗菌木塑復(fù)合型材，由以下重量份的原料制成:玉米稈粉(粒徑為160目)20份，聚丙烯(粒徑為150目)10份，核桃殼粉40份，三氯均二苯脲5份，對(duì)二乙胺基吡啶10份，8-羥基喹啉銅3份，二甲基丙烯酸甘油酯9份，二甘醇二苯甲酸酯3份，磷酸甲苯二苯酯8份，四甲基二乙烯基二硅氧烷2份，異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷5份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶8份，1-甲酰基咪唑3份，異噻唑酮5份，二烷基二苯胺6份。

抗菌木塑復(fù)合型材的制備方法，包括以下制備步驟：將玉米稈粉和核桃殼粉投入混均機(jī)，在85℃下加熱3min，再依次加入1-甲?；溥颉?-羥基喹啉銅、二甲基丙烯酸甘油酯、二烷基二苯胺和異噻唑酮，在105rpm轉(zhuǎn)速下，混合10min，再升高溫度至150℃，繼續(xù)投入三氯均二苯脲、二甘醇二苯甲酸酯和四甲基二乙烯基二硅氧烷，在120rpm轉(zhuǎn)速下，混合25min，繼續(xù)升高溫度至175℃，最后加入磷酸甲苯二苯酯、對(duì)二乙胺基吡啶、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和聚丙烯，在190rpm轉(zhuǎn)速下，混合20min，在90℃下干燥至含水量為2％，冷卻至常溫，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，成型，即得抗菌木塑復(fù)合型材。

試驗(yàn)例

采用GB/T24508-2009測(cè)試方法對(duì)上述實(shí)施例1、實(shí)施例3和實(shí)施例5所制備的木塑復(fù)合型材進(jìn)行物理性能測(cè)試，結(jié)果如下表示：