本发明涉及新材料
技术领域：
，具体涉及一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料及其制备方法。
背景技术：
：随着全球资源日趋枯竭，社会环保意识日渐高涨，生产及生活中对木材和石化产品应用提出了更高的要求。塑木材料作为一种新兴的环保材料，其主要以植物纤维类材料为主料加入塑料合成，形成一种适用性广泛的复合材料。由于塑木兼具塑料的耐水防腐和木材的质感两种特性，使得它成为一种性能优良并十分耐用的室外建材（地板、栅栏、椅凳、园林或水岸景观等）；还可替代港口、码头等使用的木质构件，还可用于替代木材制作各种包装物、托盘、仓垫板等等不胜枚举，用途极为广泛。称得上真正意义上的环保、节能、资源再生利用的新颖产品。在木塑复合材料的加工中，由于木材纤维具有很强的极性、亲水性，而塑料为非极性、不亲水的，木材纤维与塑料两者间的相容性很差，界面粘合力也很小，所以要将具有较强吸水性的木材与具有疏水性的塑料结合在一起，是一件很困难的事情，也会影响木塑复合材料的机械性能。而且，由于木材纤维之间有很强的相互作用，使得其在塑料中的分散性极差，要达到均匀分散较为困难。同时，成型制造时，木粉填料易降解变色，塑料也会热降解，不适合的配混和制造工艺会导致木塑复合材料的性能下降。往往因塑木材料中含有较多的植物纤维，从而使得在长期使用过程中，尤其是在潮湿的环境下，塑木材料极易因水分含量较多导致细菌生长，从而使得塑木材料霉变报废，进而提高使用成本。目前的塑木材料还有很多性能方面的不足，不能够完全替代木材，使该行业产品在国内市场的应用受到限制，市面上塑木材料在密度、强度、耐候性方面的品质和性能还需要有较大的提高才能满足市场的应用。技术实现要素：针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料，该木塑复合新材料具有耐磨擦、防紫外线照射、耐老化、抗酸碱、防虫蛀、机械强度高、零甲醛、无污染等优点，此外材料还有较好的阻燃性能以及抗污杀菌功能，同时本发明的提供的制备方法采用了木材厂残次边角料以及农业废弃秸秆，节约了资源、保护了环境，材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。本发明解决技术问题采用如下技术方案：本发明提供了一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料，包括以下重量份的原料：木材厂残次废料30-40份、聚氯乙烯树脂45-55份、樟树木粉4-6份、植物纤维填料10-20份、甲基异噻唑啉酮0.5-3份、纳米炭黑5-8份、阻燃剂5-15份、丁腈橡胶5-15份、耐候增强助剂10-14份、加工助剂6-12份、锌钙复合稳定剂3-6份、偶联剂3-5份。优选地，所述环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料包括以下重量份的原料：木材厂残次废料35份、聚氯乙烯树脂40份、樟树木粉5份、植物纤维填料15份、甲基异噻唑啉酮1.3份、纳米炭黑6.5份、阻燃剂10份、丁腈橡胶10份、耐候增强助剂12份、加工助剂9份、锌钙复合稳定剂4.5份。优选地，所述植物纤维填料为麦秸、水稻秸、玉米秸、油菜秸、棉花秸中的一种或二种以上的混合物。优选地，所述阻燃剂为八溴醚、磷酸三苯酯、聚磷酸铵中的一种或几种组成的混合物。优选地，所述耐候增强助剂为耐磨添加剂、防霉添加剂、紫外线吸收剂和抗静电剂，按照重量比1:2:0.5:0.8组成的混合物；所述耐磨添加剂为比表面积为100-400m2/g的纳米氧化铝、纳米氮化硅、纳米碳化硅中的一种或几种组成的混合物；所述防霉添加剂为纳米二氧化钛和纳米氧化锌中的一种；所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv531、光稳定剂770中的一种；所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺。优选地，所述加工助剂为粘结助剂和润滑剂，按照重量比4:1组成的混合物，所述粘结助剂为聚乙烯醇、六甲氧甲基三聚氰胺树脂、聚酰胺蜡微粉和霍霍巴油按照重量比5:2:1:1组成的混合物；所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙中的一种。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。本发明还提供一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按照要求称量各组分原料备用；步骤二，将木材厂残次废料、植物纤维填料加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为10%-15%的过氧化氢溶液漂白，加入清水冲洗，随后送入烘干机中在75-95℃下干燥5-6小时，送入紫外线消毒室消毒1-2小时得到混合物a；步骤三，将步骤二制备的混合物a、纳米炭黑与偶联剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速为250-350r/min下搅拌10-14分钟，再混合加入樟树木粉、聚氯乙烯树脂、丁腈橡胶、加工助剂继续搅拌5-9分钟，将搅拌后的混合物加入密炼机中加热至85-95℃，保温8-12分钟后，加入甲基异噻唑啉酮、锌钙复合稳定剂、耐候增强助剂，升温至115-125℃，混炼10-15分钟，得到混炼物b；步骤四，将步骤三制备的混炼物b送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为145-155℃，区段二温度为155-165℃，区段三温度为165-175℃，区段四温度为175-185℃，区段五合流区温度为185-195℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为140-160r/min，机头压力为5.5-6.5mpa，挤出型材冷却定性后，加入定长裁断机中切断得到发明的环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料。优选地，所述环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料的制备步骤为：步骤一，按照要求称量各组分原料备用；步骤二，将木材厂残次废料、植物纤维填料加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为13%的过氧化氢溶液漂白，加入清水冲洗，随后送入烘干机中在85℃下干燥5.5小时，送入紫外线消毒室消毒1.5小时得到混合物a；步骤三，将步骤二制备的混合物a、纳米炭黑与偶联剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速为300r/min下搅拌12分钟，再混合加入樟树木粉、聚氯乙烯树脂、丁腈橡胶、加工助剂继续搅拌7分钟，将搅拌后的混合物加入密炼机中加热至90℃，保温10分钟后，加入甲基异噻唑啉酮、锌钙复合稳定剂、耐候增强助剂，升温至120℃，混炼13分钟，得到混炼物b；步骤四，将步骤三制备的混炼物b送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为150℃，区段二温度为160℃，区段三温度为170℃，区段四温度为180℃，区段五合流区温度为190℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为150r/min，机头压力为6mpa，挤出型材冷却定性后，加入定长裁断机中切断得到发明的环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）本发明的一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料以聚氯乙烯树脂为主题材料，配合偶联剂和加工助剂中的润滑剂和粘结助剂，辅助以丁腈橡胶进行密炼，其中偶联剂、润滑剂来改性聚合物和木粉、植物纤维的的表面，以提高木粉、植物纤维与树脂之间的相容性和界面亲合力，改善木粉和植物纤维在熔融的热塑性树脂中的分散性和熔体的流动性，大大提高了发明的木塑新材料的一体性和稳定性，增强了其机械强度。（2）本发明的一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料采用了木材厂残次废料和农业废弃秸秆作为主要材料，在充分利用废弃物的基础上，节约了资源，保护了环境，符合循环经济的理念，实现了可持续发展；同时在制备过程中对木粉和植物纤维进行了漂白和杀菌，既保证了制备出的木塑材料的颜色鲜明，又使得其安全卫生，无菌无毒。（3）本发明的一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料添加的锌钙复合稳定剂，它不但可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂，而且具有相当好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力，能够使聚氯乙烯树脂结构更加致密、塑化速率增加、改善物料的流动性，挤出加工工艺性好，产品质量稳定性高。（4）本发明的一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料添加的耐候增强添加剂，主要为耐磨添加剂、防霉添加剂、紫外线吸收剂和抗静电剂，耐磨添加剂、防霉添加剂使得材料具有优异的抗菌、抗潮湿、耐摩擦性能；其中纳米氧化锌、纳米二氧化钛不仅能够有效屏蔽紫外线，有效增加塑木材料耐老化性能，此外纳米二氧化钛还具有光催化作用可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物及部分无机物，能够起到净化空气的功能；抗静电剂能够有效减少木塑材料表面的静电产生量，从而减少对灰尘的吸附，增强了材料的抗污能力。（5）本发明的一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料添加的纳米炭黑，可以使木塑材料在抗污、保持成色方面的性能得到改善，不易弄脏弄污；添加的甲基异噻唑啉酮能够增加材料的驱虫杀虫能力，防止虫蛀现象的发生，增加材料的使用寿命；添加的阻燃剂主要为八溴醚、磷酸三苯酯、聚磷酸铵的混合物，几者协同作用，能够有效增加木塑新材料的防火阻燃能力，大大加强了塑木材料的抗风险能力。（6）本发明的一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料具有耐磨擦、防紫外线照射、耐老化、抗酸碱、防虫蛀、机械强度高、零甲醛、无污染等优点，此外材料还有较好的阻燃性能以及抗污杀菌功能，同时本发明的提供的制备方法采用了木材厂残次边角料以及农业废弃秸秆，节约了资源、保护了环境，材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1.本实施例的一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料，包括以下重量份的原料：木材厂残次废料30kg、聚氯乙烯树脂45kg、樟树木粉4kg、植物纤维填料10kg、甲基异噻唑啉酮0.5g、纳米炭黑5kg、阻燃剂5kg、丁腈橡胶5kg、耐候增强助剂10kg、加工助剂6kg、锌钙复合稳定剂3kg、偶联剂3kg。本实施例中的植物纤维填料为麦秸、水稻秸按照重量比2:1组成的混合物。本实施例中的阻燃剂为八溴醚。本实施例中的耐候增强助剂为耐磨添加剂、防霉添加剂、紫外线吸收剂和抗静电剂，按照重量比1:2:0.5:0.8组成的混合物；所述耐磨添加剂为比表面积为100-400m2/g的纳米氧化铝；所述防霉添加剂为纳米二氧化钛；所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv531；所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺。本实施例中的加工助剂为粘结助剂和润滑剂，按照重量比4:1组成的混合物，所述粘结助剂为聚乙烯醇、六甲氧甲基三聚氰胺树脂、聚酰胺蜡微粉和霍霍巴油按照重量比5:2:1:1组成的混合物；所述润滑剂为硬脂酸锌。本实施例中的偶联剂为硅烷偶联剂。本实施例中的环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按照要求称量各组分原料备用；步骤二，将木材厂残次废料、植物纤维填料加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为10%的过氧化氢溶液漂白，加入清水冲洗，随后送入烘干机中在75℃下干燥5小时，送入紫外线消毒室消毒1小时得到混合物a；步骤三，将步骤二制备的混合物a、纳米炭黑与偶联剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速为250r/min下搅拌10分钟，再混合加入樟树木粉、聚氯乙烯树脂、丁腈橡胶、加工助剂继续搅拌5分钟，将搅拌后的混合物加入密炼机中加热至85℃，保温8分钟后，加入甲基异噻唑啉酮、锌钙复合稳定剂、耐候增强助剂，升温至115℃，混炼10分钟，得到混炼物b；步骤四，将步骤三制备的混炼物b送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为145℃，区段二温度为155℃，区段三温度为165℃，区段四温度为175℃，区段五合流区温度为185℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为140r/min，机头压力为5.5mpa，挤出型材冷却定性后，加入定长裁断机中切断得到发明的环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料。实施例2.本实施例的一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料，包括以下重量份的原料：木材厂残次废料40kg、聚氯乙烯树脂55kg、樟树木粉6kg、植物纤维填料20kg、甲基异噻唑啉酮3kg、纳米炭黑8kg、阻燃剂15kg、丁腈橡胶15kg、耐候增强助剂14kg、加工助剂12kg、锌钙复合稳定剂6kg、偶联剂5kg。本实施例中的植物纤维填料为玉米秸、油菜秸按照重量比1:2组成的混合物。本实施例中的阻燃剂为磷酸三苯酯。本实施例中的耐候增强助剂为耐磨添加剂、防霉添加剂、紫外线吸收剂和抗静电剂，按照重量比1:2:0.5:0.8组成的混合物；所述耐磨添加剂为比表面积为100-400m2/g的纳米氮化硅；所述防霉添加剂为纳米氧化锌；所述紫外线吸收剂为光稳定剂770；所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺。本实施例中的加工助剂为粘结助剂和润滑剂，按照重量比4:1组成的混合物，所述粘结助剂为聚乙烯醇、六甲氧甲基三聚氰胺树脂、聚酰胺蜡微粉和霍霍巴油按照重量比5:2:1:1组成的混合物；所述润滑剂为硬脂酸钙。本实施例中的偶联剂为钛酸酯偶联剂。本实施例中的环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按照要求称量各组分原料备用；步骤二，将木材厂残次废料、植物纤维填料加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为15%的过氧化氢溶液漂白，加入清水冲洗，随后送入烘干机中在95℃下干燥6小时，送入紫外线消毒室消毒2小时得到混合物a；步骤三，将步骤二制备的混合物a、纳米炭黑与偶联剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速为350r/min下搅拌14分钟，再混合加入樟树木粉、聚氯乙烯树脂、丁腈橡胶、加工助剂继续搅拌9分钟，将搅拌后的混合物加入密炼机中加热至95℃，保温12分钟后，加入甲基异噻唑啉酮、锌钙复合稳定剂、耐候增强助剂，升温至125℃，混炼15分钟，得到混炼物b；步骤四，将步骤三制备的混炼物b送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为155℃，区段二温度为165℃，区段三温度为175℃，区段四温度为185℃，区段五合流区温度为195℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为160r/min，机头压力为6.5mpa，挤出型材冷却定性后，加入定长裁断机中切断得到发明的环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料。实施例3.本实施例的一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料，包括以下重量份的原料：木材厂残次废料35kg、聚氯乙烯树脂40kg、樟树木粉5kg、植物纤维填料15kg、甲基异噻唑啉酮1.6kg、纳米炭黑6.5kg、阻燃剂10kg、丁腈橡胶10kg、耐候增强助剂12kg、加工助剂9kg、锌钙复合稳定剂4.5kg、偶联剂4kg。本实施例中的植物纤维填料为油菜秸、棉花秸按照重量比1:3组成的混合物。本实施例中的阻燃剂为聚磷酸铵。本实施例中的耐候增强助剂为耐磨添加剂、防霉添加剂、紫外线吸收剂和抗静电剂，按照重量比1:2:0.5:0.8组成的混合物；所述耐磨添加剂为比表面积为100-400m2/g的纳米碳化硅；所述防霉添加剂为纳米二氧化钛；所述紫外线吸收剂为光稳定剂770；所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺。本实施例中的加工助剂为粘结助剂和润滑剂，按照重量比4:1组成的混合物，所述粘结助剂为聚乙烯醇、六甲氧甲基三聚氰胺树脂、聚酰胺蜡微粉和霍霍巴油按照重量比5:2:1:1组成的混合物；所述润滑剂为硬脂酸锌。本实施例中的偶联剂为铝酸酯偶联剂。本实施例中的环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按照要求称量各组分原料备用；步骤二，将木材厂残次废料、植物纤维填料加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为13%的过氧化氢溶液漂白，加入清水冲洗，随后送入烘干机中在85℃下干燥5.5小时，送入紫外线消毒室消毒1.5小时得到混合物a；步骤三，将步骤二制备的混合物a、纳米炭黑与偶联剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速为300r/min下搅拌12分钟，再混合加入樟树木粉、聚氯乙烯树脂、丁腈橡胶、加工助剂继续搅拌7分钟，将搅拌后的混合物加入密炼机中加热至90℃，保温10分钟后，加入甲基异噻唑啉酮、锌钙复合稳定剂、耐候增强助剂，升温至120℃，混炼13分钟，得到混炼物b；步骤四，将步骤三制备的混炼物b送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为150℃，区段二温度为160℃，区段三温度为170℃，区段四温度为180℃，区段五合流区温度为190℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为150r/min，机头压力为6mpa，挤出型材冷却定性后，加入定长裁断机中切断得到发明的环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料。以上各实施例制得的环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料的性能测试结果如下：拉伸强度mpa硬度mpa防火等级环保等级实施例13564b1e1实施例23365b1e1实施例33464b1e1对比例2657b2e2本发明的一种环保抗污耐老化高强度木塑复合新材料具有耐磨擦、防紫外线照射、耐老化、抗酸碱、防虫蛀、机械强度高、零甲醛、无污染等优点，此外材料还有较好的阻燃性能以及抗污杀菌功能，同时本发明的提供的制备方法采用了木材厂残次边角料以及农业废弃秸秆，节约了资源、保护了环境，材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。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。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。当前第1页12