本发明涉及木塑型材技术领域，具体涉及一种高强度屏蔽型木塑门窗型材。
背景技术：
木塑型材亦称木塑复合材料，是以木粉、农业秸秆粉等植物纤维和塑料为主要原材料，采用先进工艺加工而成，且产品可重复回收再利用。近年来，随着全球资源日益枯竭，社会环保意识日渐高涨。木塑复合材料作为一种全新的绿色环保产品、生态洁净的复合材料。它的生产原料，可采用各种废旧塑料、废木材及农林剩余物。有助于减缓塑料废弃物的污染、也有助于减少农林废弃物焚烧给环境带来的污染，同时木塑复合材料的生产和使用，不会向周围环境散发危害人类健康的挥发物，是替代传统木材的新一代节能环保新产品，市场应用场景广泛。由于组成木质材料的纤维素、半纤维素和木质素等主要成分中含有大量的极性羟基和酚羟基官能团，其表面表现出很强的化学极性。因此，在进行木质纤维-塑料体系木塑复合材料的研制过程中，需要解决的最大的问题是如何使亲水的极性木质纤维与憎水的非极性塑料基体界面之间具有良好的相容性、界面粘合性，从而使木质材料的表面层与塑料的表面层之间达到分子间的融合，把这两种不同性质的材料适当的复合在一起，产生比原来单一材料性能更加优良的新材料，一直是研究的重点。
木塑复合材料的基料主要采用聚氯乙烯树脂(简称pvc)，而聚氯乙烯树脂因其相对相对分子质量的不同，展现的物性和加工性也随之各不相同，其中的选用具体还要考量型材中其它成分的特点；并且申请人针对现有技术中很多木塑复合材料中加入废旧pvc塑料作为基料的方案表示不妥，即便该种举措具有废物利用及环保的效益，但是我们要知道废旧材料中所含成分存在诸多不确定因素，将其与其它原料结合应用，难以确保制得的成品材料性能的稳定和优良性。
公开号为cn103613823a的专利申请，公开了一种防腐木塑复合型材配方，它是由下述重量份的原料组成的：聚乙烯树脂粒子30-40、木质纤维50-60、聚乙二醇4002-3、2,6-二甲基苯硼酸1-2、马来酸酐接枝聚丙烯3-4、氢氧化铝1-2、聚酰胺蜡微粉2-3、改性增塑剂3-4；该种木塑复合型材具有良好的耐菌蚀和防腐性能，但是其，应用性受到限制。
公开号为cn104672697a的专利申请，公开了一种木塑复合材料，其按重量份计，由以下组分混合制成：pvc树脂50-75份，木粉16-20份，轻钙粉20-30份，改性生物炭6-8份，钙锌稳定剂1.3-1.5份，氯化聚乙烯0.8-1份，聚乙烯蜡0.3-0.5份，硬脂酸0.5-0.8份，增塑剂1.0-1.5份，acr加工助剂1.9-2.4份，回料5-8份。该种木塑复合材料可降解性佳，低碳环保，但是其，应用性受到限制。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高强度屏蔽型木塑门窗型材，该种木塑门窗型材制备简单方便，整体性能优良，应用性好。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种高强度屏蔽型木塑门窗型材，包括以下按重量份数计的原料：
聚氯乙烯树脂粉sg-476-82份；
甲基丙烯酸羟丙酯13-15份；
蒲葵叶纤维36-40份；
铌钇尾矿粉12-14份；
纳米矾酸铋粉料3.5-4.5份；
jym-087b胶粉2.3-2.8份；
三丁氧乙基磷酸酯1.7-2.4份；
复配分散剂1.2-1.8份：
复配偶联剂1.4-1.6份；
复配发泡剂2.5-3份；
抗氧防老剂2-2.5份。
优选地，上述复配分散剂为分散剂ft-78、普利散pl-80两种成分按照质量比为(2.2-2.7):(1.3-1.8)合并得到的。
优选地，上述复配偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷、防沉降性铝酸酯asa两种成分按照质量比为(3.5-4.5):(2.5-3.5)合并得到的。
优选地，上述复配发泡剂为偶氮二甲酰胺、白发泡剂wba-t两种成分按照质量比为(2.3-2.8):(3.5-4.5)合并得到的。
进一步地，上述木塑型材由以下按重量份数计的原料组成：
聚氯乙烯树脂粉sg-476份；
甲基丙烯酸羟丙酯13份；
蒲葵叶纤维36份；
铌钇尾矿粉12份；
纳米矾酸铋粉料3.5份；
jym-087b胶粉2.3份；
三丁氧乙基磷酸酯1.7份；
复配分散剂1.2份：
复配偶联剂1.4份；
复配发泡剂2.5份；
抗氧防老剂2份。
进一步地，上述木塑门窗型材的制备方法如下：
步骤1：取蒲葵叶纤维短切至长度为45μm，长径比为9:1；将短切后的蒲葵叶纤维、铌钇尾矿粉、纳米矾酸铋粉料输送至中烘干混匀，得含水率在3％以下的混料a，取出待用；
步骤2：取聚氯乙烯树脂粉sg-4和甲基丙烯酸羟丙酯输送至中，在工作温度为172℃、工作转速为1100r/min的条件下混合搅拌9.5min；再将jym-087b胶粉和三丁氧乙基磷酸酯加入到中，在工作温度为122℃、工作转速为900r/min的条件下混合搅拌4.5min；之后在搅拌条件下，将混料a、复配分散剂和复配偶联剂缓慢地共同加入到中，加入完毕后，在工作温度为152℃、工作转速为1200r/min的条件下混合搅拌11.5min；将混合机工作温度降至116℃，搅拌条件下，将复配发泡剂和抗氧防老剂缓慢地共同加入到中混合均匀，得混料b；
步骤3：将混料b输送至挤出机中熔融、挤出、成型即可。
进一步地，上述复配分散剂为分散剂ft-78、普利散pl-80两种成分按照质量比为2.2:1.3合并得到的。
进一步地，上述复配偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷、防沉降性铝酸酯asa两种成分按照质量比为3.5:2.5合并得到的。
进一步地，上述复配发泡剂为偶氮二甲酰胺、白发泡剂wba-t两种成分按照质量比为2.3:3.5合并得到的。
进一步地，上述抗氧防老剂为6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、n-苯基-n'-异丙基-对苯二胺、4，4'一双(2，2-二甲基苄基)二苯胺三种成分按照质量比为1.2:2.3:2.5合并得到的。
本发明具有如下的有益效果：本发明的木塑门窗型材通过对生产原料的巧妙选用及其制备工艺的创造性改进，原料中聚氯乙烯树脂粉sg-4、甲基丙烯酸羟丙酯、蒲葵叶纤维、铌钇尾矿粉、纳米矾酸铋粉料等成份的协同相互作用，使制得的木塑门窗型材具备以下特性优点：
(1)物性：抗弯强度及弹性模量高，线膨胀系数低，尺寸稳定性好，吸水率低，憎水性能优良，表面胶合强度大，易于施工装配；
(2)光催化：具有一定分解空气中有机化合物及有毒物质的能力，如苯、氨、tvoc等，尤其是甲醛，起到有效地净化空气的作用；
(3)抗菌防霉性：能够有效地抑制有害菌种的滋生，尤其是类似金黄色葡萄球菌、大肠杆菌抗菌率等这类病菌；
(4)环保工艺性：节能环保，绿色无毒无害，制备简单方便，原料来源广泛，成本低廉，可回收重新利用；
(5)其它性能：阻燃保温，抗冻耐候，电磁屏蔽性好，屏蔽效能可达60db以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例中的所有原料及其制取成份均可通过公开的市售渠道获得；
其中，jym-087b胶粉由京成化工涂料助剂科技有限公司生产；
分散剂ft-78由无锡市华耀助剂厂生产；
普利散pl-80由青岛普尔化工科技有限公司生产；
白发泡剂由wba-t宜兴泰鑫化工有限公司生产；
实施例1
本实施例涉及一种高强度屏蔽型木塑门窗型材及其制备方法，该木塑门窗型材由以下按重量份计的原料组成：
聚氯乙烯树脂粉sg-472份；
甲基丙烯酸羟丙酯12份；
蒲葵叶纤维34份；
铌钇尾矿粉10份；
纳米矾酸铋粉料3份；
jym-087b胶粉2份；
三丁氧乙基磷酸酯1.5份；
复配分散剂1份：
复配偶联剂1份；
复配发泡剂2份；
抗氧防老剂1.5份。
本实施例中复配分散剂、复配偶联剂、复配发泡剂以及抗氧防老剂的选用及制取如下表1所示：
表1
本实施例中木塑门窗型材的制备方法大体按照以下步骤进行：
步骤1：取蒲葵叶纤维短切至长度为40μm，长径比为8:1；将短切后的蒲葵叶纤维、铌钇尾矿粉、纳米矾酸铋粉料输送至高速混合机中烘干混匀，得含水率在3％以下的混料a，取出待用；
步骤2：取聚氯乙烯树脂粉sg-4和甲基丙烯酸羟丙酯输送至高速混合机中，在工作温度为170℃、工作转速为1000r/min的条件下混合搅拌10min；再将jym-087b胶粉和三丁氧乙基磷酸酯加入到高速混合机中，在工作温度为120℃、工作转速为800r/min的条件下混合搅拌5min；之后在搅拌条件下，将混料a、复配分散剂和复配偶联剂缓慢地共同加入到高速混合机中，加入完毕后，在工作温度为150℃、工作转速为1000r/min的条件下混合搅拌12min；将混合机工作温度降至115℃，搅拌条件下，将复配发泡剂和抗氧防老剂缓慢地共同加入到高速混合机中混合均匀，得混料b；
步骤3：将混料b输送至挤出机中熔融、挤出、成型即可。
实施例2
本实施例涉及一种高强度屏蔽型木塑门窗型材及其制备方法，该木塑门窗型材由以下按重量份计的原料组成：
聚氯乙烯树脂粉sg-476份；
甲基丙烯酸羟丙酯13份；
蒲葵叶纤维36份；
铌钇尾矿粉12份；
纳米矾酸铋粉料3.5份；
jym-087b胶粉2.3份；
三丁氧乙基磷酸酯1.7份；
复配分散剂1.2份：
复配偶联剂1.4份；
复配发泡剂2.5份；
抗氧防老剂2份。
本实施例中复配分散剂、复配偶联剂、复配发泡剂以及抗氧防老剂的选用及制取如下表2所示：
表2
本实施例中木塑门窗型材的制备方法大体按照以下步骤进行：
步骤1：取蒲葵叶纤维短切至长度为45μm，长径比为9:1；将短切后的蒲葵叶纤维、铌钇尾矿粉、纳米矾酸铋粉料输送至高速混合机中烘干混匀，得含水率在3％以下的混料a，取出待用；
步骤2：取聚氯乙烯树脂粉sg-4和甲基丙烯酸羟丙酯输送至高速混合机中，在工作温度为172℃、工作转速为1100r/min的条件下混合搅拌9.5min；再将jym-087b胶粉和三丁氧乙基磷酸酯加入到高速混合机中，在工作温度为122℃、工作转速为900r/min的条件下混合搅拌4.5min；之后在搅拌条件下，将混料a、复配分散剂和复配偶联剂缓慢地共同加入到高速混合机中，加入完毕后，在工作温度为152℃、工作转速为1200r/min的条件下混合搅拌11.5min；将混合机工作温度降至116℃，搅拌条件下，将复配发泡剂和抗氧防老剂缓慢地共同加入到高速混合机中混合均匀，得混料b；
步骤3：将混料b输送至挤出机中熔融、挤出、成型即可。
实施例3
本实施例涉及一种高强度屏蔽型木塑门窗型材及其制备方法，该木塑门窗型材由以下按重量份计的原料组成：
聚氯乙烯树脂粉sg-479份；
甲基丙烯酸羟丙酯14份；
蒲葵叶纤维38份；
铌钇尾矿粉13份；
纳米矾酸铋粉料4份；
jym-087b胶粉2.5份；
三丁氧乙基磷酸酯2份；
复配分散剂1.6份：
复配偶联剂1.5份；
复配发泡剂2.8份；
抗氧防老剂2.3份。
本实施例中复配分散剂、复配偶联剂、复配发泡剂以及抗氧防老剂的选用及制取如下表3所示：
表3
本实施例中木塑门窗型材的制备方法大体按照以下步骤进行：
步骤1：取蒲葵叶纤维短切至长度为50μm，长径比为10:1；将短切后的蒲葵叶纤维、铌钇尾矿粉、纳米矾酸铋粉料输送至高速混合机中烘干混匀，得含水率在3％以下的混料a，取出待用；
步骤2：取聚氯乙烯树脂粉sg-4和甲基丙烯酸羟丙酯输送至高速混合机中，在工作温度为175℃、工作转速为1200r/min的条件下混合搅拌9min；再将jym-087b胶粉和三丁氧乙基磷酸酯加入到高速混合机中，在工作温度为125℃、工作转速为1000r/min的条件下混合搅拌4min；之后在搅拌条件下，将混料a、复配分散剂和复配偶联剂缓慢地共同加入到高速混合机中，加入完毕后，在工作温度为155℃、工作转速为1300r/min的条件下混合搅拌11min；将混合机工作温度降至120℃，搅拌条件下，将复配发泡剂和抗氧防老剂缓慢地共同加入到高速混合机中混合均匀，得混料b；
步骤3：将混料b输送至挤出机中熔融、挤出、成型即可。
实施例4
本实施例涉及一种高强度屏蔽型木塑门窗型材及其制备方法，该木塑门窗型材由以下按重量份计的原料组成：
聚氯乙烯树脂粉sg-482份；
甲基丙烯酸羟丙酯15份；
蒲葵叶纤维40份；
铌钇尾矿粉14份；
纳米矾酸铋粉料4.5份；
jym-087b胶粉2.8份；
三丁氧乙基磷酸酯2.4份；
复配分散剂1.8份：
复配偶联剂1.6份；
复配发泡剂3份；
抗氧防老剂2.5份。
本实施例中复配分散剂、复配偶联剂、复配发泡剂以及抗氧防老剂的选用及制取如下表4所示：
表4
本实施例中木塑门窗型材的制备方法大体按照以下步骤进行：
步骤1：取蒲葵叶纤维短切至长度为55μm，长径比为11:1；将短切后的蒲葵叶纤维、铌钇尾矿粉、纳米矾酸铋粉料输送至高速混合机中烘干混匀，得含水率在3％以下的混料a，取出待用；
步骤2：取聚氯乙烯树脂粉sg-4和甲基丙烯酸羟丙酯输送至高速混合机中，在工作温度为178℃、工作转速为1400r/min的条件下混合搅拌8.5min；再将jym-087b胶粉和三丁氧乙基磷酸酯加入到高速混合机中，在工作温度为126℃、工作转速为1100r/min的条件下混合搅拌3.5min；之后在搅拌条件下，将混料a、复配分散剂和复配偶联剂缓慢地共同加入到高速混合机中，加入完毕后，在工作温度为157℃、工作转速为1400r/min的条件下混合搅拌10.5min；将混合机工作温度降至123℃，搅拌条件下，将复配发泡剂和抗氧防老剂缓慢地共同加入到高速混合机中混合均匀，得混料b；
步骤3：将混料b输送至挤出机中熔融、挤出、成型即可。
实施例5
本实施例涉及一种高强度屏蔽型木塑门窗型材及其制备方法，该木塑门窗型材由以下按重量份计的原料组成：
聚氯乙烯树脂粉sg-486份；
甲基丙烯酸羟丙酯16份；
蒲葵叶纤维42份；
铌钇尾矿粉15份；
纳米矾酸铋粉料5份；
jym-087b胶粉3份；
三丁氧乙基磷酸酯2.5份；
复配分散剂2份：
复配偶联剂2份；
复配发泡剂3.5份；
抗氧防老剂3份。
本实施例中复配分散剂、复配偶联剂、复配发泡剂以及抗氧防老剂的选用及制取如下表5所示：
表5
本实施例中木塑门窗型材的制备方法大体按照以下步骤进行：
步骤1：取蒲葵叶纤维短切至长度为60μm，长径比为12:1；将短切后的蒲葵叶纤维、铌钇尾矿粉、纳米矾酸铋粉料输送至高速混合机中烘干混匀，得含水率在3％以下的混料a，取出待用；
步骤2：取聚氯乙烯树脂粉sg-4和甲基丙烯酸羟丙酯输送至高速混合机中，在工作温度为180℃、工作转速为1500r/min的条件下混合搅拌8min；再将jym-087b胶粉和三丁氧乙基磷酸酯加入到高速混合机中，在工作温度为130℃、工作转速为1200r/min的条件下混合搅拌3min；之后在搅拌条件下，将混料a、复配分散剂和复配偶联剂缓慢地共同加入到高速混合机中，加入完毕后，在工作温度为160℃、工作转速为1500r/min的条件下混合搅拌10min；将混合机工作温度降至125℃，搅拌条件下，将复配发泡剂和抗氧防老剂缓慢地共同加入到高速混合机中混合均匀，得混料b；
步骤3：将混料b输送至挤出机中熔融、挤出、成型即可。
对比例组
下表6中“-”表示实施例中某种成分的减少使用；
表6
对比例8
本对比例涉及一种木塑型材，其相对于上述实施例2，复配偶联剂的成分不同；
本对比例复配偶联剂的成分为：异丁基三乙氧基硅烷。
对比例9
本对比例涉及一种木塑型材，其相对于上述实施例3，复配发泡剂的成分不同；
本对比例复配发泡剂的成分为：偶氮二甲酰胺。
对比例10
本对比例涉及一种木塑型材，其相对于上述实施例4，型材的制备方法不同；
本对比例型材的制备方法如下：
步骤1：取蒲葵叶纤维短切至长度为55μm，长径比为11:1；将短切后的蒲葵叶纤维、铌钇尾矿粉、纳米矾酸铋粉料输送至高速混合机中烘干混匀，得含水率在3％以下的混料a，取出待用；
步骤2：取混料a以及其它所有原料共同加入到高速混合机中，在工作温度为170℃、工作转速为1500r/min的条件下混合搅拌充分得混料b；
步骤3：将混料b输送至挤出机中熔融、挤出、成型即可。
对比例11
一种现有市售木塑型材，包括以下按重量份数计的原料：聚氯乙烯树脂粉sg-580份、木粉35份、秸秆粉10份、滑石粉6份、硅烷偶联剂kh550、钙锌稳定剂1.5份、阻燃剂2份、发泡剂2.5份。
性能检测
为验证本发明之有益效果，对上述实施例1-5及对比例1-11中的型材样品进行如下表7的性能检测，检测方法及标准具体参照国家建材行业标准《jct2223-2014》中的内容。(下表中实施例1-5的样品采用#1-#5表示，对比例1-11的样品采用&1-&11表示)
表7：物性检测
表8：净化能力、抗菌性及屏蔽效能检测
由上表7和表8可以得出，本发明的木塑型材在生产原料选用上是有讲究的，原料间的组配协同作用使制得的木塑型材在力学强度、物理稳定性、净化能力、抗菌性及屏蔽性等方面上提升显著，整体性能更加优良，应用性更好，使用寿命更加有保障。
结合本发明之有益效果，申请人对本发明的部分组分及制备方法进行如下阐述：
(一)复配分散剂：分散剂ft-78、普利散pl-80两种成分的结合利用是申请人意外获得的，且这两种分散剂产品也不存在可合并使用的启示，两者的组配使用只是申请人大量实验中的一次尝试，但是该种尝试却获得了意想不到的效果，在木塑型材性能的提升上相比其它单成分及组合物分散剂要更为显著，申请人经研究发现，将分散剂ft-78、普利散pl-80两种成分按照质量比为(2-3):(1-2)合并得到的组合物具有强力的分散效能，能够使得填料及配合剂分散均匀程度大大提高，加快生产效率，改善产品性能；若是本发明中复配分散剂的成分或/和含量的改变，均会导致本发明的有益效果不能很好的实现。
(二)复配偶联剂：木塑门窗型材常用的偶联剂多为硅烷系偶联剂，用于将有机高分子和无机填料反应融合，大量实验后发现，硅烷系偶联剂中乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷使用效果最好，但还是不够满意，因此，申请人尝试添加另外一种成分与其合并使用进而来达到要求，终于意外获得了将异丁基三乙氧基硅烷、防沉降性铝酸酯asa两种成分并用得到的复配偶联剂，该种复配偶联剂取得的有益效果非常突出，远远超过其它种类及组配的偶联剂，它能高效地粘合促进原料中蒲葵叶纤维、铌钇尾矿粉、纳米矾酸铋粉料等成分填充至聚合物，改善上述填料的物理性能和保护材料界面免受环境应力损害的能力。若是本发明中复配偶联剂的成分或/和含量的改变，均会导致本发明的有益效果不能很好的实现。
(三)复配发泡剂：众所周知，发泡剂使用条件及对象比较苛刻，偶氮二甲酰胺、白发泡剂wba-t两种成分均有不同特点的发泡能力，但是将其单独应用至本发明的制备方法中是不可取的，会导致型材发泡效果差的问题；申请人在考虑到原料体系的特性及密度情况，巧妙地将偶氮二甲酰胺、白发泡剂wba-t两种成分按照质量比为(2-3):(3-5)进行合理配比，最终达到制备体系的平衡；若是本发明中复配发泡剂的成分或/和含量的改变，均会导致本发明的有益效果不能很好的实现。
(四)抗氧防老剂：6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、n-苯基-n'-异丙基-对苯二胺、4，4'一双(2，2-二甲基苄基)二苯胺三种成分均具有不同特点的防老抗氧化的效果，在现有技术中已经存在有将其单独应用的诸多的事例，但是这三种成分按照质量比为(1-2):(2-3):(2-4)并用的实例并没有，而申请人之所以选择这三种成分是有讲究的，是经过大量实验得出的，6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉抗热氧老化性能强；n-苯基-n'-异丙基-对苯二胺对臭氧龟裂、屈挠龟裂防护性能好；而4，4'一双(2，2-二甲基苄基)二苯胺能够高效地提升各类塑制高分子制品的耐环境应力，因此，当上述防老成分并用时，既能减少其用量又能提高防护效果，发挥各自的防老抗氧化优势，大大提高木塑型材的使用寿命，相当适用于本发明的材料体系；若是本发明中抗氧防老剂的成分或/和含量的改变，均会导致本发明的有益效果不能很好的实现。
当然，因为本发明木塑门窗型材的设计思路和发明目的之要求，本发明其余组分选择及含量选择显然也是非显而易见的，绝非本领域技术人员结合现有技术即可轻易想到。这在本发明木塑门窗型材的制备方法上有进一步的体现，结合本发明的实施例可以看到，本发明的制备方法采用三个步骤设计，分批分次加入原料，根据生产材料特性设定工艺参数，步骤简单而有序，而非采用现有技术常规的一次性加入(例如对比例10)，这种工艺是与本发明木塑门窗型材生产原料组分的特殊配比相适应的，只有采用这种工艺，才能保证木塑复合材料反应体系的平稳有序进行，保障最后制备出的木塑型材优异特性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。