一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料及其制备方法与流程

文档序号:11831796阅读:158来源:国知局

本发明是一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料,它涉及木塑复合材料领域和尤其涉及一种高耐磨改性木塑材料及其制备方法。



背景技术:

当前木塑材料大多是采用原木木粉或木纤维与塑料复合的,也是在加速木材的消耗。而我国作为农业大国,农作物秸秆作为农业生产的副产物,每年产量都相当大、且分布广,据统计目前我国农作物秸秆产生量每年约8-10亿吨,其中产量最大的当属麦秆。在麦秆利用方面都用于手工艺品和简单装饰用材,虽然近几年对于麦秆人造板的研究越来越多,市场上也出现少量的麦秆人造板产品,但由于麦秆上存在大量的蜡质层和木质部,各种胶黏剂无法起到较好连接作用,使得板材性能不稳定。

木塑复合材料使用中的表面耐磨性能是其重要的性能指标。所谓材料耐磨性是指其在一定的摩擦条件下抵抗磨损的能力,磨损是材料表面受摩擦、挤压、冲击、剥蚀以及这几种因素综合作用时所产生的一种表面变化过程,其特点是磨损部分只是表面、形状和体积等物理性质发生变化,而没有化学性质的变化。随着科技的不断发展和人们需求的不断提高,对木塑复合材料的要求也更加多元化。在建材、家具、包装等潜在应用领域,木塑复合材料的耐磨性和表面硬度也是重要的性能指标。

为了解决上述问题,在利用麦秆时需进行预处理,除去表面蜡质层,然后将麦秆用于木塑复合材料的生产。



技术实现要素:

本发明的目的是一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料及其加工方法,该木塑复合材料是以改性麦秆,聚氯乙烯树脂,偶联剂,润滑剂为主要原料,通过木塑挤出成型工艺来生产耐磨型麦秆纤维木塑复合材料。

本发明解决技术问题采用如下方案:

一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料,包括以下重量份的原料:

改性麦秆纤维50-80份,聚氯乙烯(PVC)40-100份,偶联剂2-5份,相容剂2-10份,碳酸钙(粒径在200-300目)4-6,润滑剂4-6份,抗氧化剂2-4份。

进一步,所述改性麦秆纤维是将麦秆用15%氢氧化钠浸泡1.5h,预处理温度为110℃,放入60℃下脱水烘干,再放入磨粉机中磨成纤维,经过筛分处理后得到20-60目颗粒,然后在烘箱110℃温度条件下,进行24小时干燥处理,使木粉的平均含水率保持在1%以下。将50-80份麦秆纤维、硬醋酸钙3-5份和纳米氧化铝3-5份加入球磨机,在转速为110r/min下搅拌15min,得到改性纤维。

进一步,所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550与异丙醇溶液按照1:2配置而成。

进一步,所述相容剂为马来酸醉接枝相容剂(PP-g-MAH)。

进一步,所述润滑剂为石蜡油。

进一步,所述抗氧化剂为抗氧化剂1010和抗氧化剂168以1:3重量比混合而得。

一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料制备方法,其特征在于,按如下步骤进行:

1)、将麦秆用15%氢氧化钠浸泡1.5h,预处理温度为110℃,放入60℃下脱水烘干,再放入磨粉机中磨成纤维,经过筛分处理后得到20-60目颗粒,然后在烘箱110℃温度条件下,进行24小时干燥处理,使木粉的平均含水率保持在1%以下。将50-80份麦秆纤维、硬醋酸钙3-10份和纳米氧化铝3-5份加入球磨机,在转速为110r/min下搅拌15min,筛选100-120目颗粒,得到改性纤维。

2)、将上述改性麦秆纤维均匀喷雾硅烷偶联剂的乙醇溶液,然后在60℃下烘干备用。

3)根据上述配方称取改性纤维和剩余各组分原料,将其全部加入高速混合机中,在转速为400r/min下搅拌5-10min,得到混合物料。

原料配方为:改性麦秆纤维50-80份,聚氯乙烯(PVC)40-50份,偶联剂2-5份,相容剂2-10份,碳酸钙(粒径在200-300目)4-6,润滑剂4-6份,抗氧化剂2-4份。

4)将混合物料加入热压定型机,在温度为200℃、压力为13Mpa下热压定型10min,即可得到成型木塑复合材料。

本发明的麦秆纤维耐磨型木塑复合材料具有良好的界面粘结、耐磨性和表面硬度,综合力学性能优异,可应用于建筑材料和家具材料领域。本发明选用了价廉、环保、安全的天然纤维作为原料,既降低了生产成本,又有利于绿色环保,符合国家可持续性发展的战略目标。同时,采用热压成型制备木塑复合材料,制备工艺简单,对设备要求低,生产成本低,产品性能高,具有广阔的市场前景。

以下通过具体实施方式对本发明技术方案做进一步说明。

具体实施方式

实施例1:一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料

一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料,包括以下重量份的原料:

改性麦秆纤维50-80份,聚氯乙烯(PVC)40-100份,偶联剂2-5份,相容剂2-10份,碳酸钙(粒径在200-300目)4-6,润滑剂4-6份,抗氧化剂2-4份。

进一步,所述改性麦秆纤维是将麦秆用15%氢氧化钠浸泡1.5h,预处理温度为110℃,放入60℃下脱水烘干,再放入磨粉机中磨成纤维,经过筛分处理后得到20-60目颗粒,然后在烘箱110℃温度条件下,进行24小时干燥处理,使木粉的平均含水率保持在1%以下。将50-80份麦秆纤维、硬醋酸钙3-5份和纳米氧化铝3-5份加入球磨机,在转速为110r/min下搅拌15min,得到改性纤维。

进一步,所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550与异丙醇溶液按照1:2配置而成。

进一步,所述相容剂为马来酸醉接枝相容剂(PP-g-MAH)。

进一步,所述润滑剂为石蜡油。

实施例2 一种实施例1木塑复合材料的制备方法

1)、将麦秆用15%氢氧化钠浸泡1.5h,预处理温度为110℃,放入60℃下脱水烘干,再放入磨粉机中磨成纤维,经过筛分处理后得到40目颗粒,然后在烘箱110℃温度条件下,进行24小时干燥处理,使木粉的平均含水率保持在1%以下。将50份麦秆纤维、硬醋酸钙6份和纳米氧化铝3份加入球磨机,在转速为110r/min下搅拌15min,筛选100目颗粒,得到改性纤维。

2)、将上述改性麦秆纤维均匀喷雾硅烷偶联剂的乙醇溶液,然后在60℃下烘干备用。

3)根据上述配方称取改性纤维和剩余各组分原料,将其全部加入高速混合机中,在转速为400r/min下搅拌5min,得到混合物料。

原料配方为:改性麦秆纤维50份,聚氯乙烯(PVC)40份,偶联剂5份,相容剂4份,碳酸钙(粒径在200-300目)4,润滑剂4份,抗氧化剂2份。

4)将混合物料加入热压定型机,在温度为200℃、压力为13Mpa下热压定型10min,即可得到成型木塑复合材料。

本发明制备得到木塑复合材料的物理性能如下:

拉伸强度:15Mpa,弯曲模量:2300Mpa,冲击强度:12KJ/m2,磨损率:2.2×105mm3/m。

实施例3:

1)、将麦秆用15%氢氧化钠浸泡1.5h,预处理温度为110℃,放入60℃下脱水烘干,再放入磨粉机中磨成纤维,经过筛分处理后得到60目颗粒,然后在烘箱110℃温度条件下,进行24小时干燥处理,使木粉的平均含水率保持在1%以下。将80份麦秆纤维、硬醋酸钙10份和纳米氧化铝6份加入球磨机,在转速为110r/min下搅拌15min,筛选110目颗粒,得到改性纤维。

2)、将上述改性麦秆纤维均匀喷雾硅烷偶联剂的乙醇溶液,然后在60℃下烘干备用。

3)根据上述配方称取改性纤维和剩余各组分原料,将其全部加入高速混合机中,在转速为400r/min下搅拌10min,得到混合物料。

原料配方为:改性麦秆纤维70份,聚氯乙烯(PVC)50份,偶联剂2份,相容剂10份,碳酸钙(粒径在200-300目)6,润滑剂6份,抗氧化剂4份。

4)将混合物料加入热压定型机,在温度为200℃、压力为13Mpa下热压定型10min,即可得到成型木塑复合材料。

本发明制备得到木塑复合材料的物理性能如下:

拉伸强度:18.2Mpa,弯曲模量:2523Mpa,冲击强度:17KJ/m2,磨损率:3.4×105mm3/m。

以上实施例中,若无特别说明,其组分均为市购现有技术产品。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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