本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別涉及一種耐水耐磨木塑復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：木塑復(fù)合材料（Wood-PlasticComposites,WPC）是國內(nèi)外近年蓬勃興起的一類新型復(fù)合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的樹脂膠粘劑，與超過50%以上的木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維混合成新的木質(zhì)材料，再經(jīng)擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝，生產(chǎn)出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包裝等行業(yè)。將塑料和木質(zhì)粉料按一定比例混合后經(jīng)熱擠壓成型的板材，稱之為擠壓木塑復(fù)合板材。我國木材綜合利用水平與發(fā)達(dá)國家相比,差距還很大。原木制材加工中所產(chǎn)生的端材、邊材、木屑、刨花等約占原木的25%~30%，僅木屑一種每年就200萬噸左右,至今只有一小部分得到利用,大部分被丟棄,造成一定程度的環(huán)境污染。據(jù)我國輕工部門預(yù)計(jì),到2000年全國塑料制品最低需求量在800萬噸以上。隨著我國塑料工業(yè)的不斷發(fā)展,廢舊塑料制品將越來越多。我國對廢舊塑料的回收率目前只有15%左右。因而有大量的廢舊塑料制品成為垃圾。由于塑料中含有一些毒性物質(zhì),因此人們迫切希望采取有效措施,治理塑料垃圾泛濫造成的環(huán)境污染。由此可見,研究和開發(fā)木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)和應(yīng)用,不僅將為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)增添一種價(jià)廉而有廣泛應(yīng)用前景的新材料,而且能為治理廢舊塑料制品的為害和提高木材的綜合利用率開辟一條新途徑反過來,大量的木屑和廢舊塑料又為生產(chǎn)木塑復(fù)合材料提供充足的原料來源,其重要意義是不言而喻的。所以現(xiàn)在研制出一款耐水耐磨、性能穩(wěn)定的木塑復(fù)合材料顯得尤為重要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種耐水耐磨木塑復(fù)合材料及其制備方法，通過采用特定原料進(jìn)行組合，配合相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，得到的耐水耐磨木塑復(fù)合材料，其性質(zhì)穩(wěn)定、強(qiáng)度大，具有耐水耐磨性能，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種耐水耐磨木塑復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：木粉10-15份、甘蔗秸稈5-13份、大豆秸稈3-8份、棉花秸稈2-6份、陶瓷粉3-8份、聚碳酸酯12-20份、聚砜5-10份、酚醛基炭纖維5-11份、琥珀酸酯5-9份、對苯二甲酰胺3-7份、氯乙酸2-5份、環(huán)烷酸鈷3-6份、二丁基萘磺酸鈉1-4份、偏磷酸三鈣3-7份、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽4-8份、偶聯(lián)劑1-4份、抗氧化劑1-3份、固化劑2-5份。優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑選自乙烯基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述抗氧化劑選自2，6-二叔丁基對甲酚、三(壬基代苯基)亞磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、二亞磷酸雙十八酯季戊四醇酯中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述固化劑選自乙二胺、二乙烯三胺、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷中的一種或幾種。所述的耐水耐磨木塑復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：（1）按照重量份稱取各原料；（2）將木粉、甘蔗秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、陶瓷粉加入粉碎機(jī)中，進(jìn)行機(jī)械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時(shí)間為20分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機(jī)中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纖維、琥珀酸酯,攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為500-750轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為50-90分鐘,然后加入對苯二甲酰胺、氯乙酸、偶聯(lián)劑，攪拌25分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機(jī)中，然后依次加入環(huán)烷酸鈷、二丁基萘磺酸鈉、偏磷酸三鈣、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽、抗氧化劑、固化劑，充分?jǐn)嚢韬?，高溫反?yīng)45分鐘，溫度為620-760℃，設(shè)置爐內(nèi)壓強(qiáng)為4MPa；（5）將步驟（4）的反應(yīng)物在惰性氣體環(huán)境中冷卻至180-200℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機(jī)初步造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為500-800轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為200-220℃，初步造粒冷卻至45℃時(shí)放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機(jī)中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉(zhuǎn)速為500-800轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為220-260℃。優(yōu)選的，所述步驟（5）中的惰性氣體為二氧化碳。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：（1）本發(fā)明的耐水耐磨木塑復(fù)合材料以木粉、甘蔗秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、陶瓷粉、聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纖維、琥珀酸酯為主要成分，通過加入對苯二甲酰胺、氯乙酸、環(huán)烷酸鈷、二丁基萘磺酸鈉、偏磷酸三鈣、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽、抗氧化劑、固化劑、偶聯(lián)劑，輔以機(jī)械粉碎、攪拌混合、高溫密煉、擠出造粒、冷卻塑形等工藝，使得制備而成的耐水耐磨木塑復(fù)合材料，其性質(zhì)穩(wěn)定、強(qiáng)度大，具有耐水耐磨性能，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。（2）本發(fā)明的耐水耐磨木塑復(fù)合材料原料便宜、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1（1）按照重量份稱取木粉10份、甘蔗秸稈5份、大豆秸稈3份、棉花秸稈2份、陶瓷粉3份、聚碳酸酯12份、聚砜5份、酚醛基炭纖維5份、琥珀酸酯5份、對苯二甲酰胺3份、氯乙酸2份、環(huán)烷酸鈷3份、二丁基萘磺酸鈉1份、偏磷酸三鈣3份、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽4份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、2，6-二叔丁基對甲酚1份、乙二胺2份；（2）將木粉、甘蔗秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、陶瓷粉加入粉碎機(jī)中，進(jìn)行機(jī)械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時(shí)間為20分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機(jī)中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纖維、琥珀酸酯,攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為50分鐘,然后加入對苯二甲酰胺、氯乙酸、乙烯基三乙氧基硅烷，攪拌25分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機(jī)中，然后依次加入環(huán)烷酸鈷、二丁基萘磺酸鈉、偏磷酸三鈣、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽、2，6-二叔丁基對甲酚、乙二胺，充分?jǐn)嚢韬螅邷胤磻?yīng)45分鐘，溫度為620℃，設(shè)置爐內(nèi)壓強(qiáng)為4MPa；（5）將步驟（4）的反應(yīng)物在二氧化碳環(huán)境中冷卻至180℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機(jī)初步造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為200℃，初步造粒冷卻至45℃時(shí)放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機(jī)中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為220℃。制得的耐水耐磨木塑復(fù)合材料測試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2（1）按照重量份稱取木粉12份、甘蔗秸稈7份、大豆秸稈4份、棉花秸稈3份、陶瓷粉4份、聚碳酸酯15份、聚砜7份、酚醛基炭纖維8份、琥珀酸酯6份、對苯二甲酰胺4份、氯乙酸3份、環(huán)烷酸鈷4份、二丁基萘磺酸鈉2份、偏磷酸三鈣4份、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽5份、3-氨丙基三甲氧基硅烷2份、三(壬基代苯基)亞磷酸酯1份、二乙烯三胺3份；（2）將木粉、甘蔗秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、陶瓷粉加入粉碎機(jī)中，進(jìn)行機(jī)械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時(shí)間為20分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機(jī)中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纖維、琥珀酸酯,攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為60分鐘,然后加入對苯二甲酰胺、氯乙酸、3-氨丙基三甲氧基硅烷，攪拌25分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機(jī)中，然后依次加入環(huán)烷酸鈷、二丁基萘磺酸鈉、偏磷酸三鈣、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽、三(壬基代苯基)亞磷酸酯、二乙烯三胺，充分?jǐn)嚢韬?，高溫反?yīng)45分鐘，溫度為650℃，設(shè)置爐內(nèi)壓強(qiáng)為4MPa；（5）將步驟（4）的反應(yīng)物在二氧化碳環(huán)境中冷卻至185℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機(jī)初步造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為205℃，初步造粒冷卻至45℃時(shí)放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機(jī)中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為230℃。制得的耐水耐磨木塑復(fù)合材料測試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例3（1）按照重量份稱取木粉14份、甘蔗秸稈9份、大豆秸稈7份、棉花秸稈5份、陶瓷粉7份、聚碳酸酯17份、聚砜9份、酚醛基炭纖維10份、琥珀酸酯8份、對苯二甲酰胺6份、氯乙酸4份、環(huán)烷酸鈷5份、二丁基萘磺酸鈉3份、偏磷酸三鈣6份、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽7份、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷3份、硫代二丙酸二月桂酸酯2份、間苯二胺4份；（2）將木粉、甘蔗秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、陶瓷粉加入粉碎機(jī)中，進(jìn)行機(jī)械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時(shí)間為20分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機(jī)中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纖維、琥珀酸酯,攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為70分鐘,然后加入對苯二甲酰胺、氯乙酸、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，攪拌25分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機(jī)中，然后依次加入環(huán)烷酸鈷、二丁基萘磺酸鈉、偏磷酸三鈣、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽、硫代二丙酸二月桂酸酯、間苯二胺，充分?jǐn)嚢韬?，高溫反?yīng)45分鐘，溫度為700℃，設(shè)置爐內(nèi)壓強(qiáng)為4MPa；（5）將步驟（4）的反應(yīng)物在二氧化碳環(huán)境中冷卻至195℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機(jī)初步造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為215℃，初步造粒冷卻至45℃時(shí)放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機(jī)中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為240℃。制得的耐水耐磨木塑復(fù)合材料測試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例4（1）按照重量份稱取木粉15份、甘蔗秸稈13份、大豆秸稈8份、棉花秸稈6份、陶瓷粉8份、聚碳酸酯20份、聚砜10份、酚醛基炭纖維11份、琥珀酸酯9份、對苯二甲酰胺7份、氯乙酸5份、環(huán)烷酸鈷6份、二丁基萘磺酸鈉4份、偏磷酸三鈣7份、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽8份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、二亞磷酸雙十八酯季戊四醇酯3份、二氨基二苯基甲烷5份；（2）將木粉、甘蔗秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、陶瓷粉加入粉碎機(jī)中，進(jìn)行機(jī)械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時(shí)間為20分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機(jī)中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纖維、琥珀酸酯,攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為90分鐘,然后加入對苯二甲酰胺、氯乙酸、乙烯基三甲氧基硅烷，攪拌25分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機(jī)中，然后依次加入環(huán)烷酸鈷、二丁基萘磺酸鈉、偏磷酸三鈣、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽、二亞磷酸雙十八酯季戊四醇酯、二氨基二苯基甲烷，充分?jǐn)嚢韬?，高溫反?yīng)45分鐘，溫度為760℃，設(shè)置爐內(nèi)壓強(qiáng)為4MPa；（5）將步驟（4）的反應(yīng)物在二氧化碳環(huán)境中冷卻至200℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機(jī)初步造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為220℃，初步造粒冷卻至45℃時(shí)放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機(jī)中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為260℃。制得的耐水耐磨木塑復(fù)合材料測試結(jié)果如表1所示。對比例1（1）按照重量份稱取木粉10份、甘蔗秸稈5份、大豆秸稈3份、棉花秸稈2份、陶瓷粉3份、聚碳酸酯12份、聚砜5份、酚醛基炭纖維5份、琥珀酸酯5份、對苯二甲酰胺3份、氯乙酸2份、環(huán)烷酸鈷3份、二丁基萘磺酸鈉1份、偏磷酸三鈣3份、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽4份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、2，6-二叔丁基對甲酚1份、乙二胺2份；（2）將木粉、甘蔗秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、陶瓷粉加入粉碎機(jī)中，進(jìn)行機(jī)械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時(shí)間為20分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機(jī)中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纖維、琥珀酸酯,攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為50分鐘,然后加入對苯二甲酰胺、氯乙酸、乙烯基三乙氧基硅烷，攪拌25分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機(jī)中，然后依次加入環(huán)烷酸鈷、二丁基萘磺酸鈉、偏磷酸三鈣、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽、2，6-二叔丁基對甲酚、乙二胺，充分?jǐn)嚢韬?，高溫反?yīng)45分鐘，溫度為620℃，設(shè)置爐內(nèi)壓強(qiáng)為4MPa；（5）將步驟（4）的反應(yīng)物在二氧化碳環(huán)境中冷卻至180℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機(jī)初步造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為200℃，初步造粒冷卻至45℃時(shí)放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機(jī)中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為220℃。制得的耐水耐磨木塑復(fù)合材料測試結(jié)果如表1所示。對比例2（1）按照重量份稱取木粉15份、甘蔗秸稈13份、大豆秸稈8份、棉花秸稈6份、陶瓷粉8份、聚碳酸酯20份、聚砜10份、酚醛基炭纖維11份、琥珀酸酯9份、對苯二甲酰胺7份、氯乙酸5份、環(huán)烷酸鈷6份、二丁基萘磺酸鈉4份、偏磷酸三鈣7份、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽8份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、二亞磷酸雙十八酯季戊四醇酯3份、二氨基二苯基甲烷5份；（2）將木粉、甘蔗秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、陶瓷粉加入粉碎機(jī)中，進(jìn)行機(jī)械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時(shí)間為20分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機(jī)中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纖維、琥珀酸酯,攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為90分鐘,然后加入對苯二甲酰胺、氯乙酸、乙烯基三甲氧基硅烷，攪拌25分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機(jī)中，然后依次加入環(huán)烷酸鈷、二丁基萘磺酸鈉、偏磷酸三鈣、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽、二亞磷酸雙十八酯季戊四醇酯、二氨基二苯基甲烷，充分?jǐn)嚢韬?，高溫反?yīng)45分鐘，溫度為760℃，設(shè)置爐內(nèi)壓強(qiáng)為4MPa；（5）將步驟（4）的反應(yīng)物在二氧化碳環(huán)境中冷卻至200℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機(jī)初步造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為220℃，初步造粒冷卻至45℃時(shí)放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機(jī)中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為260℃。制得的耐水耐磨木塑復(fù)合材料測試結(jié)果如表1所示。將實(shí)施例1-4和對比例1-2的制得的耐水耐磨木塑復(fù)合材料分別進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彎曲強(qiáng)度、吸水率（24小時(shí)水中）、表面磨粗后吸水性（24小時(shí)水中）這幾項(xiàng)性能測試。表1　拉伸強(qiáng)度（MPa）斷裂伸長率（%）彎曲強(qiáng)度（MPa）吸水率（24小時(shí)水中，%）表面磨粗后吸水性(24小時(shí)水中，%﹞實(shí)施例1363.216.40.30.4實(shí)施例2373.316.90.20.3實(shí)施例3383.117.30.30.4實(shí)施例4363.417.10.20.3對比例1158.36.31.11.9對比例2197.68.51.42.2本發(fā)明的耐水耐磨木塑復(fù)合材料以木粉、甘蔗秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、陶瓷粉、聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纖維、琥珀酸酯為主要成分，通過加入對苯二甲酰胺、氯乙酸、環(huán)烷酸鈷、二丁基萘磺酸鈉、偏磷酸三鈣、三羥甲基氨基甲烷乙酸鹽、抗氧化劑、固化劑、偶聯(lián)劑，輔以機(jī)械粉碎、攪拌混合、高溫密煉、擠出造粒、冷卻塑形等工藝，使得制備而成的耐水耐磨木塑復(fù)合材料，其性質(zhì)穩(wěn)定、強(qiáng)度大，具有耐水耐磨性能，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的耐水耐磨木塑復(fù)合材料原料便宜、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3