一種耐高溫木塑復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種耐高溫木塑復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 地球上現(xiàn)存的不可再生資源的儲量是非常有限的，隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展，由 塑料制品造成的"白色污染"對人類的生產(chǎn)和生活環(huán)境帶來了極大的危害。為了解決原 料短缺和環(huán)境問題，人們逐漸把眼光轉(zhuǎn)移到地球上的可再生資源上。植物纖維材料是一種 天然高分子材料，是一種取之不盡、用之不竭的資源。植物纖維用于復(fù)合材料的潛在優(yōu)勢 越來越引起人們的注意，它價格低廉，密度小，具有較高的彈性模量，與無機(jī)纖維相近，而 它的生物降解性和可再生性是最突出的優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 木塑復(fù)合材料是是將植物纖維與塑料進(jìn)行共混擠出得到的一類復(fù)合材料，木塑復(fù) 合材料具有密比性能高、價格低廉、可以解決由于廢舊塑料無法回收對環(huán)境造成污染的問 題，并使纖維廢棄資源得到充分利用等優(yōu)點(diǎn)的木塑復(fù)合材料。目前木塑復(fù)合材料已經(jīng)應(yīng)用 于地板、墻板、建筑模板等領(lǐng)域。我國研究的木塑復(fù)合材料主要是利用木纖維與熱固性塑料 進(jìn)行共混的復(fù)合材料，然而隨著城市化和工業(yè)化的發(fā)展，人類的森林資源越來越少，木材資 源越來越珍貴，為了適應(yīng)環(huán)保的要求，近些年來出現(xiàn)了一些利用廢棄纖維如秸桿、稻草、玉 米桿等廢棄纖維制備木塑復(fù)合材料。由于熱塑性塑料與植物纖維相容性差，界面相互作用 力弱，從而導(dǎo)致其力學(xué)強(qiáng)度相對較低、在高溫下容易變形、容易老化、成本高、使用壽命短等 缺點(diǎn)。
[0004] 桑樹在我國有大量的種植面積，主要分布在廣西、廣東、四川、云南等地，其中在廣 西的種植量最大，現(xiàn)在人們主要用桑葉來養(yǎng)蠶，然而剩下的桑枝主要是在空曠地方焚燒，污 染了環(huán)境。本發(fā)明將以桑枝和廢棄塑料為主要原料制備木塑復(fù)合材料，以桑枝為原料加工 成木塑復(fù)合材料，將固體廢棄物變廢為寶.增加農(nóng)民收入的有效途徑，能夠緩解森林資源 的過度采伐，為蠶桑副產(chǎn)品的綜合利用開拓新思路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明將針對當(dāng)前木塑復(fù)合材料和當(dāng)前桑枝的資源浪費(fèi)存在的問題，提供一種以 桑枝、廢棄塑料、改性酚醛樹脂和硅橡膠為主要原料，制備耐高溫、高強(qiáng)度的木塑復(fù)合材料。 本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了桑枝和廢棄塑料的資源綜合利用，還減少了環(huán)境污染問題，制備得到的 木塑復(fù)合材料耐高溫、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、抗壓強(qiáng)度高、成本也降低，同時也能延長了木塑復(fù)合材 料的使用壽命。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種耐高溫木塑復(fù)合材料，包括以下重量份數(shù)的原料： 桑枝80-120份、廢棄塑料50-70份、改性酚醛樹脂20-35份、硅橡膠10-15份、玻璃纖 維3-5份、海泡石纖維5-8份、馬來酸酐4-7份、納米氧化鋁3-6份、硼酸鋅阻燃劑3-6份、 5571光穩(wěn)定劑5-7份和丁基羥基茴香醚抗氧化劑4-6份。
[0007] 以上所述桑枝的粒徑為40-60目、含水量為10-12%。
[0008] -種耐高溫木塑復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性預(yù)處理：將80-120份桑枝、4-7份馬來酸酐和3-6份納米氧化鋁加入球磨機(jī)， 在轉(zhuǎn)速為100_150r/min下攪拌15-20min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機(jī)，在轉(zhuǎn)速為100-300 r/min下攪拌5-8min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機(jī)，在溫度為220-240°C、壓力為6-8Mpa下熱 壓定型50-80S，即可得到成型木塑復(fù)合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復(fù)合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復(fù)合材料。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果為： (1)本發(fā)明以桑枝和廢棄塑料為主要原料，不僅將固體廢棄物變廢為寶，增加農(nóng)民收入 的有效途徑，能夠緩解森林資源的過度采伐，為蠶桑副產(chǎn)品的綜合利用開拓新思路，還減 少了焚燒桑枝的環(huán)境污染問題，桑枝原料來源廣泛，價格低廉。使用廢棄塑料作為原料既可 以降低成本，又解決了廢棄塑料帶來的"白色污染"問題。
[0010] (2)本發(fā)明將廢棄塑料、改性酚醛樹脂和硅橡膠配合使用，能夠克服廢棄塑料粘結(jié) 性低和改性酚醛樹脂單獨(dú)使用成本高的問題，硅橡膠具有顯著的高溫穩(wěn)定性特征，使得木 塑復(fù)合材料在高溫下不易變形。
[0011] (3)利用馬來酸鈣和納米氧化鋁對桑枝纖維進(jìn)行改性預(yù)處理，增強(qiáng)了熱塑性塑料 與植物纖維的相容性，使得界面相互作用力增強(qiáng)，提高了木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能。納米氧 化鋁還提高了木塑復(fù)合材料的耐磨性和高溫性能。
[0012] (4)加入玻璃纖維和海泡石纖維，不僅提高了木塑復(fù)合材料的強(qiáng)度，還使得木塑復(fù) 合具有很好的耐熱性、耐磨性，在高溫下不易變型和氧化分解，同時耐磨不易損壞。
[0013] (5)本發(fā)明還具有加工工藝簡單、加工時間短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面將結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明，但不限于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0015] 實(shí)施例1 一種耐高溫木塑復(fù)合材料，由以下重量的原料組成：桑枝80kg、廢棄塑料50kg、改性酚 醛樹脂20kg、硅橡膠12kg、玻璃纖維3kg、海泡石纖維5kg、馬來酸酐4kg、納米氧化鋁3kg、 硼酸鋅阻燃劑4kg、5571光穩(wěn)定劑5kg和丁基羥基茴香醚抗氧化劑4kg。
[0016] 制備方法： (1) 改性預(yù)處理：將80 kg桑枝、4kg馬來酸酐和3kg納米氧化錯加入球磨機(jī)，在轉(zhuǎn)速為 lOOr/min下攪拌20min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機(jī)，在轉(zhuǎn)速為100 r/min下攪拌8min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機(jī)，在溫度為220°C、壓力為SMpa下熱壓定型 50S，即可得到成型木塑復(fù)合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復(fù)合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復(fù)合材料。
[0017] 實(shí)施例2 一種耐高溫木塑復(fù)合材料，由以下重量的原料組成：桑枝100kg、廢棄塑料60kg、改性 酸醛樹脂25kg、娃橡膠10kg、玻璃纖維4kg、海泡石纖維7kg、馬來酸酐6kg、納米氧化錯 5kg、硼酸鋅阻燃劑5kg、5571光穩(wěn)定劑6kg和丁基羥基茴香醚抗氧化劑5kg。
[0018] 制備方法： (1) 改性預(yù)處理：將IOOkg桑枝、6kg馬來酸酐和5kg納米氧化錯加入球磨機(jī)，在轉(zhuǎn)速為 120r/min下攪拌15min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機(jī)，在轉(zhuǎn)速為200 r/min下攪拌6min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機(jī)，在溫度為230°C、壓力為6Mpa下熱壓定型 70S，即可得到成型木塑復(fù)合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復(fù)合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復(fù)合材料。
[0019] 實(shí)施例3 一種耐高溫木塑復(fù)合材料，由以下重量的原料組成：桑枝120kg、廢棄塑料70kg、改性 酸醛樹脂30kg、娃橡膠15kg、玻璃纖維5kg、海泡石纖維8kg、馬來酸酐7kg、納米氧化錯 6kg、硼酸鋅阻燃劑6kg、5571光穩(wěn)定劑7kg和丁基羥基茴香醚抗氧化劑6kg。
[0020] 制備方法： (1) 改性預(yù)處理：將120kg桑枝、7kg馬來酸酐和6kg納米氧化錯加入球磨機(jī)，在轉(zhuǎn)速為 150r/min下攪拌15min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機(jī)，在轉(zhuǎn)速為300 r/min下攪拌5min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機(jī)，在溫度為240°C、壓力為6Mpa下熱壓定型 60S，即可得到成型木塑復(fù)合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復(fù)合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復(fù)合材料。
[0021] 表1.本發(fā)明耐高溫木塑復(fù)合材料的物理性能
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐高溫木塑復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料： 桑枝80-120份、廢棄塑料50-70份、改性酚醛樹脂20-35份、硅橡膠10-15份、玻璃纖 維3-5份、海泡石纖維5-8份、馬來酸酐4-7份、納米氧化鋁3-6份、硼酸鋅阻燃劑3-6份、 5571光穩(wěn)定劑5-7份和丁基羥基茴香醚抗氧化劑4-6份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種耐高溫木塑復(fù)合材料，其特征在于：所述桑枝的粒徑為 40-60目、含水量為10-12%。3. -種如權(quán)利要求1或2所述耐高溫木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟： (1) 改性預(yù)處理：將80-120份桑枝、4-7份馬來酸酐和3-6份納米氧化鋁加入球磨機(jī)， 在轉(zhuǎn)速為100_150r/min下攪拌15-20min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機(jī)，在轉(zhuǎn)速為100-300 r/min下攪拌5-8min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機(jī)，在溫度為220-240°C、壓力為6-8Mpa下熱 壓定型50-80S，即可得到成型木塑復(fù)合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復(fù)合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫木塑復(fù)合材料及其制備方法，包括以下重量份的組份：桑枝80-120份、廢棄塑料50-70份、改性酚醛樹脂20-35份、硅橡膠10-15份、玻璃纖維3-5份、海泡石纖維5-8份、馬來酸酐4-7份、納米氧化鋁3-6份、硼酸鋅阻燃劑3-6份、5571光穩(wěn)定劑5-7份和丁基羥基茴香醚抗氧化劑4-6份。制備方法包括改性預(yù)處理、高速混料、熱壓成型、冷卻定型工藝步驟。廢棄塑料、改性酚醛樹脂和硅橡膠為主要原料，不僅降低了成本，解決了廢棄物的環(huán)境污染問題。得到的木塑復(fù)合材料在高溫下穩(wěn)定性好、不易變形、抗壓強(qiáng)度高、耐磨性強(qiáng)、成本降低等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明還具有加工工藝簡單、加工時間短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C08K13/04, C08K3/38, C08K7/10, C08K7/14, C08L97/02, C08L61/06, C08K5/1539, C08K3/22, C08L101/00, C08L83/04
【公開號】CN105062113
【申請?zhí)枴緾N201510495395
【發(fā)明人】許超群
【申請人】許超群
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月13日