本发明涉及木塑板材
技术领域：
，具体涉及一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料及其制备方法。
背景技术：
：木塑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。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，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。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。由于木塑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，从而使得木塑材料霉变报废，进而提高使用成本。此外目前的木塑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，如pe、pp基材的塑木材料密度较大，自蠕变型大，不适合在建筑外墙等应用。其他近两年开发的共挤塑木产品，如木塑共挤金属材料、木塑共挤改性塑料等虽然能部分解决以上问题，但生产工艺繁琐，产品废品率高，在使用时存在两层材料剥离风险。因此目前市面上木塑材料在密度、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轻质高强环保耐磨木塑复合材料，该木塑复合材料具有质轻、阻燃、零甲醛、无污染的特点，材料抗压耐磨、机械强度高、耐老化，具有优异的抗菌、防虫蛀、抗潮湿性能；同时本发明的制备方法采用大量废弃木料，节约了资源、保护了环境，成本较低、原料易得、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：本发明提供了一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料，包括以下重量份的原料：阻燃添加剂8-12份、增强纤维7-9份、煅烧矿物粉料8-10份、偶联剂5-7份、氯丁橡胶4-8份、乙丙橡胶8-10份、木质化纤维30-40份、废弃木材20-30份、锌钙复合稳定剂p7903-5份、增香木粉4-8份、聚氯乙烯树脂80-90份、耐磨添加剂8-12份、加工助剂10-14份。优选地，所述轻质高强环保耐磨木塑复合材料包括以下重量份的原料：阻燃添加剂10份、增强纤维8份、煅烧矿物粉料9份、偶联剂6份、氯丁橡胶6份、乙丙橡胶9份、木质化纤维35份、废弃木材25份、锌钙复合稳定剂p7904份、增香木粉6份、聚氯乙烯树脂85份、耐磨添加剂10份、加工助剂12份。优选地，所述阻燃添加剂为氢氧化铝、次磷酸镁、十溴联苯醚、氯化石蜡按照重量比2:1:4:3组成的混合物。优选地，所述增强纤维为玻璃纤维和氮化硅纤维按照重量比2:1组成的混合物，所述增强纤维的规格为：长8-12mm，直径为0.3-0.7mm。优选地，所述煅烧矿物粉料为煅烧膨胀珍珠岩、煅烧凹凸棒土、煅烧高岭土按照重量3:3:2组成的混合物，所述煅烧矿物粉料的制备方法为：按重量比取高岭土、膨胀珍珠岩原料、凹凸棒土进行煅烧，煅烧温度从650℃逐渐升温至750℃，升温速率为4℃/min，然后在750℃下再煅烧1小时，保温0.5小时，自然冷却后出料，最后将煅烧后的混合料制成平均粒度为500nm以下的粉末即可。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。优选地，所述木质化纤维为稻草秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆按照重量比1:3:5组成的混合物；所述增香木粉为樟树木粉、沉香木粉按照重量比8:1组成的混合物。优选地，所述耐磨添加剂为纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌按照重量比4:3:1组成的混合物；所述加工助剂为增塑剂、润滑剂、抗静电剂按照重量比2:4:1组成的混合物，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述抗氧剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙按照重量比2:1组成的混合物。本发明还提供一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将偶联剂、煅烧矿物粉料、增香木粉、耐磨添加剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速300-400r/min下，搅拌20-30分钟，得到混合物a；步骤三、将木质化纤维和废弃木材加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为16%-20%的过氧化氢溶液漂白，将漂白后的木粉送入烘干机中在60-70℃下干燥2-4小时，送入紫外线消毒室消毒1-2小时得到混合物b；步骤四，将氯丁橡胶、乙丙橡胶、步骤二制备的混合物b、聚氯乙烯树脂、混合加入密炼机中加热至90-100℃，保温10-14分钟后，加入阻燃添加剂、增强纤维、锌钙复合稳定剂p790、加工助剂、步骤二制备的混合物a，升温至115-125℃，混炼10-15分钟，得到混炼物c；步骤五，将混合物c加入送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，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120-140r/min，机头压力为5-6mpa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的轻质高强环保耐磨木塑复合材料。优选地，所述轻质高强环保耐磨木塑复合材料的制备步骤为：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将偶联剂、煅烧矿物粉料、增香木粉、耐磨添加剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速350r/min下，搅拌25分钟，得到混合物a；步骤三、将木质化纤维和废弃木材加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为16%-20%的过氧化氢溶液漂白，将漂白后的木粉送入烘干机中在65℃下干燥3小时，送入紫外线消毒室消毒1.5小时得到混合物b；步骤四，将氯丁橡胶、乙丙橡胶、步骤二制备的混合物b、聚氯乙烯树脂、混合加入密炼机中加热至95℃，保温12分钟后，加入阻燃添加剂、增强纤维、锌钙复合稳定剂p790、加工助剂、步骤二制备的混合物a，升温至120℃，混炼12分钟，得到混炼物c；步骤五，将混合物c加入送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，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130r/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轻质高强环保耐磨木塑复合材料。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）本发明的一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料添加了阻燃添加剂，主要为氢氧化铝、次磷酸镁、十溴联苯醚、氯化石蜡，几者复合作用，形成复配型阻燃效果，大大提高了发明的木塑材料的阻燃性能，提高了其抵抗风险的能力。（2）本发明的一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料采用了农业秸秆和废弃木材作为主体材料，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农业秸秆和废弃木材进行了漂白和杀菌，既保证了制备出的木塑复合材料的颜色鲜明，又使得其安全卫生，无菌无毒。（3）本发明的一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料添加的锌钙复合稳定剂p790，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）本发明的一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料添加的耐磨添加剂，主要为纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌，一方面其能够有效提高复合材料的耐磨性能，另一方面还能够有效屏蔽紫外线，有效增加木塑材料耐老化性能。（5）本发明的一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料添加了增香木粉，主要为樟树木粉、沉香木粉，一方面其能够使制备的复合材料具有木材的清香，有益健康，另一方面还能够增加木塑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。（6）本发明的一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料具有质轻、阻燃、零甲醛、无污染的特点，材料抗压耐磨、机械强度高、耐老化，具有优异的抗菌、防虫蛀、抗潮湿性能；同时本发明的制备方法采用大量废弃木料，节约了资源、保护了环境，成本较低、原料易得、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.本实施例的一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料，包括以下重量份的原料：阻燃添加剂8份、增强纤维7份、煅烧矿物粉料8份、偶联剂5份、氯丁橡胶4份、乙丙橡胶8份、木质化纤维30份、废弃木材20份、锌钙复合稳定剂p7903份、增香木粉4份、聚氯乙烯树脂80份、耐磨添加剂8份、加工助剂10份。本实施例中的阻燃添加剂为氢氧化铝、次磷酸镁、十溴联苯醚、氯化石蜡按照重量比2:1:4:3组成的混合物。本实施例中的增强纤维为玻璃纤维和氮化硅纤维按照重量比2:1组成的混合物，所述增强纤维的规格为：长8-12mm，直径为0.3-0.7mm。本实施例中的煅烧矿物粉料为煅烧膨胀珍珠岩、煅烧凹凸棒土、煅烧高岭土按照重量3:3:2组成的混合物，所述煅烧矿物粉料的制备方法为：按重量比取高岭土、膨胀珍珠岩原料、凹凸棒土进行煅烧，煅烧温度从650℃逐渐升温至750℃，升温速率为4℃/min，然后在750℃下再煅烧1小时，保温0.5小时，自然冷却后出料，最后将煅烧后的混合料制成平均粒度为500nm以下的粉末即可。本实施例中的偶联剂为硅烷偶联剂。本实施例中的木质化纤维为稻草秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆按照重量比1:3:5组成的混合物。本实施例中的增香木粉为樟树木粉、沉香木粉按照重量比8:1组成的混合物。本实施例中的耐磨添加剂为纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌按照重量比4:3:1组成的混合物。本实施例中的加工助剂为增塑剂、润滑剂、抗静电剂按照重量比2:4:1组成的混合物，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述抗氧剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙按照重量比2:1组成的混合物。本实施例的轻质高强环保耐磨木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将偶联剂、煅烧矿物粉料、增香木粉、耐磨添加剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速300r/min下，搅拌30分钟，得到混合物a；步骤三、将木质化纤维和废弃木材加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为16%-20%的过氧化氢溶液漂白，将漂白后的木粉送入烘干机中在60℃下干燥4小时，送入紫外线消毒室消毒1小时得到混合物b；步骤四，将氯丁橡胶、乙丙橡胶、步骤二制备的混合物b、聚氯乙烯树脂、混合加入密炼机中加热至90℃，保温10分钟后，加入阻燃添加剂、增强纤维、锌钙复合稳定剂p790、加工助剂、步骤二制备的混合物a，升温至115℃，混炼10分钟，得到混炼物c；步骤五，将混合物c加入送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，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120r/min，机头压力为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轻质高强环保耐磨木塑复合材料。实施例2.本实施例的一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料，包括以下重量份的原料：阻燃添加剂12份、增强纤维9份、煅烧矿物粉料10份、偶联剂7份、氯丁橡胶8份、乙丙橡胶10份、木质化纤维40份、废弃木材30份、锌钙复合稳定剂p7905份、增香木粉8份、聚氯乙烯树脂90份、耐磨添加剂12份、加工助剂14份。本实施例中的阻燃添加剂为氢氧化铝、次磷酸镁、十溴联苯醚、氯化石蜡按照重量比2:1:4:3组成的混合物。本实施例中的增强纤维为玻璃纤维和氮化硅纤维按照重量比2:1组成的混合物，所述增强纤维的规格为：长8-12mm，直径为0.3-0.7mm。本实施例中的煅烧矿物粉料为煅烧膨胀珍珠岩、煅烧凹凸棒土、煅烧高岭土按照重量3:3:2组成的混合物，所述煅烧矿物粉料的制备方法为：按重量比取高岭土、膨胀珍珠岩原料、凹凸棒土进行煅烧，煅烧温度从650℃逐渐升温至750℃，升温速率为4℃/min，然后在750℃下再煅烧1小时，保温0.5小时，自然冷却后出料，最后将煅烧后的混合料制成平均粒度为500nm以下的粉末即可。本实施例中的偶联剂为钛酸酯偶联剂。本实施例中的木质化纤维为稻草秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆按照重量比1:3:5组成的混合物。本实施例中的增香木粉为樟树木粉、沉香木粉按照重量比8:1组成的混合物。本实施例中的耐磨添加剂为纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌按照重量比4:3:1组成的混合物。本实施例中的加工助剂为增塑剂、润滑剂、抗静电剂按照重量比2:4:1组成的混合物，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述抗氧剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙按照重量比2:1组成的混合物。本实施例的轻质高强环保耐磨木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将偶联剂、煅烧矿物粉料、增香木粉、耐磨添加剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速400r/min下，搅拌20分钟，得到混合物a；步骤三、将木质化纤维和废弃木材加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为16%-20%的过氧化氢溶液漂白，将漂白后的木粉送入烘干机中在70℃下干燥2小时，送入紫外线消毒室消毒2小时得到混合物b；步骤四，将氯丁橡胶、乙丙橡胶、步骤二制备的混合物b、聚氯乙烯树脂、混合加入密炼机中加热至100℃，保温14分钟后，加入阻燃添加剂、增强纤维、锌钙复合稳定剂p790、加工助剂、步骤二制备的混合物a，升温至125℃，混炼15分钟，得到混炼物c；步骤五，将混合物c加入送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，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140r/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轻质高强环保耐磨木塑复合材料。实施例3.本实施例的一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料，包括以下重量份的原料：阻燃添加剂10份、增强纤维8份、煅烧矿物粉料9份、偶联剂6份、氯丁橡胶6份、乙丙橡胶9份、木质化纤维35份、废弃木材25份、锌钙复合稳定剂p7904份、增香木粉6份、聚氯乙烯树脂85份、耐磨添加剂10份、加工助剂12份。本实施例中的阻燃添加剂为氢氧化铝、次磷酸镁、十溴联苯醚、氯化石蜡按照重量比2:1:4:3组成的混合物。本实施例中的增强纤维为玻璃纤维和氮化硅纤维按照重量比2:1组成的混合物，所述增强纤维的规格为：长8-12mm，直径为0.3-0.7mm。本实施例中的煅烧矿物粉料为煅烧膨胀珍珠岩、煅烧凹凸棒土、煅烧高岭土按照重量3:3:2组成的混合物，所述煅烧矿物粉料的制备方法为：按重量比取高岭土、膨胀珍珠岩原料、凹凸棒土进行煅烧，煅烧温度从650℃逐渐升温至750℃，升温速率为4℃/min，然后在750℃下再煅烧1小时，保温0.5小时，自然冷却后出料，最后将煅烧后的混合料制成平均粒度为500nm以下的粉末即可。本实施例中的偶联剂为铝酸酯偶联剂。本实施例中的木质化纤维为稻草秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆按照重量比1:3:5组成的混合物。本实施例中的增香木粉为樟树木粉、沉香木粉按照重量比8:1组成的混合物。本实施例中的耐磨添加剂为纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌按照重量比4:3:1组成的混合物。本实施例中的加工助剂为增塑剂、润滑剂、抗静电剂按照重量比2:4:1组成的混合物，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述抗氧剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙按照重量比2:1组成的混合物。本实施例的轻质高强环保耐磨木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将偶联剂、煅烧矿物粉料、增香木粉、耐磨添加剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速350r/min下，搅拌25分钟，得到混合物a；步骤三、将木质化纤维和废弃木材加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为16%-20%的过氧化氢溶液漂白，将漂白后的木粉送入烘干机中在65℃下干燥3小时，送入紫外线消毒室消毒1.5小时得到混合物b；步骤四，将氯丁橡胶、乙丙橡胶、步骤二制备的混合物b、聚氯乙烯树脂、混合加入密炼机中加热至95℃，保温12分钟后，加入阻燃添加剂、增强纤维、锌钙复合稳定剂p790、加工助剂、步骤二制备的混合物a，升温至120℃，混炼12分钟，得到混炼物c；步骤五，将混合物c加入送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，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130r/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轻质高强环保耐磨木塑复合材料。以上各实施例制得的轻质高强环保耐磨木塑复合材料的性能测试结果如下：拉伸强度/mpa断裂伸长率（%）防火等级环保等级实施例14011.7b1e1实施例24211.1b1e1实施例34112.3b1e1对比例328.7b2e2本发明的一种轻质高强环保耐磨木塑复合材料具有质轻、阻燃、零甲醛、无污染的特点，材料抗压耐磨、机械强度高、耐老化，具有优异的抗菌、防虫蛀、抗潮湿性能；同时本发明的制备方法采用大量废弃木料，节约了资源、保护了环境，成本较低、原料易得、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