本发明涉及建材技术领域，具体地，涉及一种木塑复合材料及制备方法。
背景技术：
我国是一个农业大国，同时也是一个森林资源贫乏的国家。在实际生活中对木制品的需求量巨大，目前我国实际使用木材3.2亿立方米以上，其中缺口达到了1.4亿立方米以上。而在木材加工过程中20％-30％的木粉和边角料没有有效利用而被废弃；在农业生产中，大量的生物质材料被焚烧处理，这不仅浪费了大量的资源，并且对生态环境带来了严重污染。木塑制品不仅能够很好的替代木材，缓解森林资源短缺，增加森林碳汇，实现二氧化碳的减排，更是一种新型的绿色环保低碳产品。
而市场上主要以单一的聚烯烃或pvc与木粉混合改性制取木塑复合材料，其缺点是以pvc为载体所制得的木塑复合材料，其产品韧性与木材相差很大，以聚烯烃为载体的木塑复合材料虽然解决了产品的韧性问题，但其产品的密度远大于木材的密度，产品的刚性低于木材的刚性。目前市场上的木塑复合材料很难真正意义上的取代木材。
因此，研究开发一种既具有较好使用性能，又能够取代木材的复合材料，具有较好的应用价值，也符合目前建筑行业的要求。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种木塑复合材料及制备方法，所述材料应用于建筑领域，不仅具有较好的强度、韧性等力学性能，还具有质轻的特点，有效解决的木材缺乏的现象，实现了较好意义上的木材替代，降低了使用成本，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种木塑复合材料，包括如下重量份数的各组分：再生塑料25~38份、聚乙烯醇10~18份、乙丙橡胶5~12份、植物纤维32~45份、木屑21~29份、玻璃纤维5~10份、竹炭纤维3~8份、硬脂酸锌0.5~3.3份、聚乙烯蜡1.2~2.9份、石墨烯0.3~1.2份、相容剂3~9份、偶联剂2~5份、填充剂10~15份。
优选地，所述再生塑料33份、聚乙烯醇15份、乙丙橡胶9份、植物纤维40份、木屑26份、玻璃纤维7份、竹炭纤维5份、硬脂酸锌2.1份、聚乙烯蜡2.5份、石墨烯0.6份、相容剂5份、偶联剂3份、填充剂12份。
优选地，所述再生塑料包括再生聚乙烯、再生聚丙烯、再生pet、再生聚苯乙烯中的一种或者多种的混合。
优选地，所述植物纤维包括：废弃秸秆、谷壳、坚果果壳中的一种或者多种的混合。
优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚苯乙烯共聚物型相容剂。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂。
优选地，所述填充剂为超细滑石粉、活性碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅中的一种或者多种的混合。
本发明还涉及一种制备木塑复合材料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取各组分，备用；
（2）将再生塑料加入到高速混合机中，加入聚乙烯醇、乙丙橡胶、植物纤维、木屑于80~90℃条件下混合均匀，然后降低温度至60~80℃条件下加入偶联剂、石墨烯混合反应20~30min，再加入相容剂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌，充分搅拌均匀，得到混合物a1；
（3）提高体系温度至85~90℃，向混合物a1中加入玻璃纤维、竹炭纤维、填充剂，混合搅拌10~15min，混合均匀后升温至112~116℃，搅拌5~10min，降温至室温，即得所述木塑复合材料。
优选地，所述步骤（1）中植物纤维、木屑在加入混合机中之前需对其进行粉碎处理，粉碎至粒径为50~100目。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的木塑复合材料，应用于建筑领域，不仅具有较好的强度、韧性等力学性能，还具有质轻的特点，有效解决的木材缺乏的现象，实现了较好意义上的木材替代，降低了使用成本，具有较好的应用价值。
（2）本发明所述的木塑复合材料中添加有石墨烯，由于石墨烯具有独特的片层状结构，层层叠加形成致密的物理隔绝层，使得石墨烯改性后制备得到的复合材料具有较好的物理隔绝防水、防腐蚀作用，再加上石墨烯具有优异的力学性能，为复合材料的力学强度提供了保障，使得材料具有高韧性、高强度的特点。
（3）本发明所述的木塑复合材料采用的基材为再生塑料，不仅降低了原料的成本，还实现了废弃材料的再利用，提高了再生塑料的利用价值。
（4）本发明所述的木塑复合材料采用的木质纤维为植物纤维和木屑，一方面解决了其处理的难度，避免了常规处理办法中生物质材料燃烧处理对环境的污染，另一方面，变废为宝，实现了废弃物的再利用，降低了原料使用成本。
（5）本发明所述的木塑复合材料的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如sambrook等分子克隆：实验室手册（newyork:coldspringharborlaboratorypress,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本实施例涉及一种木塑复合材料及制备方法；
所述木塑复合材料，由如下重量份数的各组分制备而成：
再生塑料33份、聚乙烯醇15份、乙丙橡胶9份、植物纤维40份、木屑26份、玻璃纤维7份、竹炭纤维5份、硬脂酸锌2.1份、聚乙烯蜡2.5份、石墨烯0.6份、相容剂5份、偶联剂3份、填充剂12份。
其中，所述再生塑料包括再生聚乙烯、再生聚丙烯的混合。
选用再生塑料作为基材，不仅降低了原料的成本，还实现了废弃材料的再利用，提高了再生塑料的利用价值。
其中，所述植物纤维包括：废弃秸秆、谷壳的混合。
选用废弃植物纤维作为木质纤维，一方面解决了其处理的难度，避免了常规处理办法中生物质材料燃烧处理对环境的污染，另一方面，变废为宝，实现了废弃物的再利用，降低了原料使用成本。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚苯乙烯共聚物型相容剂。
其中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
其中，所述填充剂为超细滑石粉、活性碳酸钙的混合。
本发明制备木塑复合材料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取各组分，备用；
（2）将再生塑料加入到高速混合机中，加入聚乙烯醇、乙丙橡胶、植物纤维、木屑于82℃条件下混合均匀，然后降低温度至70℃条件下加入偶联剂、石墨烯混合反应30min，再加入相容剂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌，充分搅拌均匀，得到混合物a1；
（3）提高体系温度至85℃，向混合物a1中加入玻璃纤维、竹炭纤维、填充剂，混合搅拌15min，混合均匀后升温至115℃，搅拌10min，降温至室温，即得所述木塑复合材料。
其中，所述步骤（1）中植物纤维、木屑在加入混合机中之前需对其进行粉碎处理，粉碎至粒径为50~100目。
实施例2：
本实施例涉及一种木塑复合材料及制备方法；
所述木塑复合材料，由如下重量份数的各组分制备而成：
再生塑料25份、聚乙烯醇10份、乙丙橡胶5份、植物纤维32份、木屑21份、玻璃纤维5份、竹炭纤维3份、硬脂酸锌0.5份、聚乙烯蜡1.2份、石墨烯0.3份、相容剂3份、偶联剂2份、填充剂10份。
其中，所述再生塑料包括再生聚乙烯、再生聚苯乙烯中的混合。
选用再生塑料作为基材，不仅降低了原料的成本，还实现了废弃材料的再利用，提高了再生塑料的利用价值。
其中，所述植物纤维包括：废弃秸秆、坚果果壳的混合。
选用废弃植物纤维作为木质纤维，一方面解决了其处理的难度，避免了常规处理办法中生物质材料燃烧处理对环境的污染，另一方面，变废为宝，实现了废弃物的再利用，降低了原料使用成本。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚苯乙烯共聚物型相容剂。
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
其中，所述填充剂为活性碳酸钙、纳米二氧化钛的混合。
本发明制备木塑复合材料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取各组分，备用；
（2）将再生塑料加入到高速混合机中，加入聚乙烯醇、乙丙橡胶、植物纤维、木屑于80℃条件下混合均匀，然后降低温度至60℃条件下加入偶联剂、石墨烯混合反应30min，再加入相容剂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌，充分搅拌均匀，得到混合物a1；
（3）提高体系温度至85℃，向混合物a1中加入玻璃纤维、竹炭纤维、填充剂，混合搅拌15min，混合均匀后升温至112℃，搅拌10min，降温至室温，即得所述木塑复合材料。
其中，所述步骤（1）中植物纤维、木屑在加入混合机中之前需对其进行粉碎处理，粉碎至粒径为50~100目。
实施例3：
本实施例涉及一种木塑复合材料及制备方法；
所述木塑复合材料，由如下重量份数的各组分制备而成：
再生塑料38份、聚乙烯醇18份、乙丙橡胶12份、植物纤维45份、木屑29份、玻璃纤维10份、竹炭纤维8份、硬脂酸锌3.3份、聚乙烯蜡2.9份、石墨烯1.2份、相容剂9份、偶联剂5份、填充剂15份。
其中，所述再生塑料包括再生聚乙烯、再生pet的混合。
选用再生塑料作为基材，不仅降低了原料的成本，还实现了废弃材料的再利用，提高了再生塑料的利用价值。
其中，所述植物纤维包括：废弃秸秆。
选用废弃植物纤维作为木质纤维，一方面解决了其处理的难度，避免了常规处理办法中生物质材料燃烧处理对环境的污染，另一方面，变废为宝，实现了废弃物的再利用，降低了原料使用成本。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚苯乙烯共聚物型相容剂。
其中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
其中，所述填充剂为超细滑石粉、活性碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅中的一种或者多种的混合。
本发明制备木塑复合材料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取各组分，备用；
（2）将再生塑料加入到高速混合机中，加入聚乙烯醇、乙丙橡胶、植物纤维、木屑于90℃条件下混合均匀，然后降低温度至80℃条件下加入偶联剂、石墨烯混合反应20min，再加入相容剂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌，充分搅拌均匀，得到混合物a1；
（3）提高体系温度至90℃，向混合物a1中加入玻璃纤维、竹炭纤维、填充剂，混合搅拌10min，混合均匀后升温至116℃，搅拌5min，降温至室温，即得所述木塑复合材料。
其中，所述步骤（1）中植物纤维、木屑在加入混合机中之前需对其进行粉碎处理，粉碎至粒径为50~100目。
综上所述，本发明所述的木塑复合材料，应用于建筑领域，不仅具有较好的强度、韧性等力学性能，还具有质轻的特点，有效解决的木材缺乏的现象，实现了较好意义上的木材替代，降低了使用成本，具有较好的应用价值。此外，本发明所述的木塑复合材料的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。