一种耐高温木塑复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工材料技术领域，尤其是一种耐高温木塑复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 地球上现存的不可再生资源的储量是非常有限的，随着塑料工业的快速发展，由 塑料制品造成的"白色污染"对人类的生产和生活环境带来了极大的危害。为了解决原 料短缺和环境问题，人们逐渐把眼光转移到地球上的可再生资源上。植物纤维材料是一种 天然高分子材料，是一种取之不尽、用之不竭的资源。植物纤维用于复合材料的潜在优势 越来越引起人们的注意，它价格低廉，密度小，具有较高的弹性模量，与无机纤维相近，而 它的生物降解性和可再生性是最突出的优点。
[0003] 木塑复合材料是是将植物纤维与塑料进行共混挤出得到的一类复合材料，木塑复 合材料具有密比性能高、价格低廉、可以解决由于废旧塑料无法回收对环境造成污染的问 题，并使纤维废弃资源得到充分利用等优点的木塑复合材料。目前木塑复合材料已经应用 于地板、墙板、建筑模板等领域。我国研究的木塑复合材料主要是利用木纤维与热固性塑料 进行共混的复合材料，然而随着城市化和工业化的发展，人类的森林资源越来越少，木材资 源越来越珍贵，为了适应环保的要求，近些年来出现了一些利用废弃纤维如秸杆、稻草、玉 米杆等废弃纤维制备木塑复合材料。由于热塑性塑料与植物纤维相容性差，界面相互作用 力弱，从而导致其力学强度相对较低、在高温下容易变形、容易老化、成本高、使用寿命短等 缺点。
[0004] 桑树在我国有大量的种植面积，主要分布在广西、广东、四川、云南等地，其中在广 西的种植量最大，现在人们主要用桑叶来养蚕，然而剩下的桑枝主要是在空旷地方焚烧，污 染了环境。本发明将以桑枝和废弃塑料为主要原料制备木塑复合材料，以桑枝为原料加工 成木塑复合材料，将固体废弃物变废为宝.增加农民收入的有效途径，能够缓解森林资源 的过度采伐，为蚕桑副产品的综合利用开拓新思路。
【发明内容】
[0005] 本发明将针对当前木塑复合材料和当前桑枝的资源浪费存在的问题，提供一种以 桑枝、废弃塑料、改性酚醛树脂和硅橡胶为主要原料，制备耐高温、高强度的木塑复合材料。 本发明不仅实现了桑枝和废弃塑料的资源综合利用，还减少了环境污染问题，制备得到的 木塑复合材料耐高温、热稳定性强、抗压强度高、成本也降低，同时也能延长了木塑复合材 料的使用寿命。
[0006] 为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现： 一种耐高温木塑复合材料，包括以下重量份数的原料： 桑枝80-120份、废弃塑料50-70份、改性酚醛树脂20-35份、硅橡胶10-15份、玻璃纤 维3-5份、海泡石纤维5-8份、马来酸酐4-7份、纳米氧化铝3-6份、硼酸锌阻燃剂3-6份、 5571光稳定剂5-7份和丁基羟基茴香醚抗氧化剂4-6份。
[0007] 以上所述桑枝的粒径为40-60目、含水量为10-12%。
[0008] -种耐高温木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 改性预处理：将80-120份桑枝、4-7份马来酸酐和3-6份纳米氧化铝加入球磨机， 在转速为100_150r/min下搅拌15-20min，得到改性纤维； (2) 高速混料：将上述改性纤维和剩余各组分原料加入高速混合机，在转速为100-300 r/min下搅拌5-8min，得到混合物料； (3) 热压成型：将混合物料加入热压定型机，在温度为220-240°C、压力为6-8Mpa下热 压定型50-80S，即可得到成型木塑复合材料； (4) 冷却定型：成型木塑复合材料自然冷却至室温，即可得到木塑复合材料。
[0009] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果为： (1)本发明以桑枝和废弃塑料为主要原料，不仅将固体废弃物变废为宝，增加农民收入 的有效途径，能够缓解森林资源的过度采伐，为蚕桑副产品的综合利用开拓新思路，还减 少了焚烧桑枝的环境污染问题，桑枝原料来源广泛，价格低廉。使用废弃塑料作为原料既可 以降低成本，又解决了废弃塑料带来的"白色污染"问题。
[0010] (2)本发明将废弃塑料、改性酚醛树脂和硅橡胶配合使用，能够克服废弃塑料粘结 性低和改性酚醛树脂单独使用成本高的问题，硅橡胶具有显著的高温稳定性特征，使得木 塑复合材料在高温下不易变形。
[0011] (3)利用马来酸钙和纳米氧化铝对桑枝纤维进行改性预处理，增强了热塑性塑料 与植物纤维的相容性，使得界面相互作用力增强，提高了木塑复合材料的力学性能。纳米氧 化铝还提高了木塑复合材料的耐磨性和高温性能。
[0012] (4)加入玻璃纤维和海泡石纤维，不仅提高了木塑复合材料的强度，还使得木塑复 合具有很好的耐热性、耐磨性，在高温下不易变型和氧化分解，同时耐磨不易损坏。
[0013] (5)本发明还具有加工工艺简单、加工时间短、成本低等优点，适用于工业化生产。
【具体实施方式】
[0014] 下面将结合【具体实施方式】对本发明进一步说明，但不限于本发明的保护范围。
[0015] 实施例1 一种耐高温木塑复合材料，由以下重量的原料组成：桑枝80kg、废弃塑料50kg、改性酚 醛树脂20kg、硅橡胶12kg、玻璃纤维3kg、海泡石纤维5kg、马来酸酐4kg、纳米氧化铝3kg、 硼酸锌阻燃剂4kg、5571光稳定剂5kg和丁基羟基茴香醚抗氧化剂4kg。
[0016] 制备方法： (1) 改性预处理：将80 kg桑枝、4kg马来酸酐和3kg纳米氧化错加入球磨机，在转速为 lOOr/min下搅拌20min，得到改性纤维； (2) 高速混料：将上述改性纤维和剩余各组分原料加入高速混合机，在转速为100 r/min下搅拌8min，得到混合物料； (3) 热压成型：将混合物料加入热压定型机，在温度为220°C、压力为SMpa下热压定型 50S，即可得到成型木塑复合材料； (4) 冷却定型：成型木塑复合材料自然冷却至室温，即可得到木塑复合材料。
[0017] 实施例2 一种耐高温木塑复合材料，由以下重量的原料组成：桑枝100kg、废弃塑料60kg、改性 酸醛树脂25kg、娃橡胶10kg、玻璃纤维4kg、海泡石纤维7kg、马来酸酐6kg、纳米氧化错 5kg、硼酸锌阻燃剂5kg、5571光稳定剂6kg和丁基羟基茴香醚抗氧化剂5kg。
[0018] 制备方法： (1) 改性预处理：将IOOkg桑枝、6kg马来酸酐和5kg纳米氧化错加入球磨机，在转速为 120r/min下搅拌15min，得到改性纤维； (2) 高速混料：将上述改性纤维和剩余各组分原料加入高速混合机，在转速为200 r/min下搅拌6min，得到混合物料； (3) 热压成型：将混合物料加入热压定型机，在温度为230°C、压力为6Mpa下热压定型 70S，即可得到成型木塑复合材料； (4) 冷却定型：成型木塑复合材料自然冷却至室温，即可得到木塑复合材料。
[0019] 实施例3 一种耐高温木塑复合材料，由以下重量的原料组成：桑枝120kg、废弃塑料70kg、改性 酸醛树脂30kg、娃橡胶15kg、玻璃纤维5kg、海泡石纤维8kg、马来酸酐7kg、纳米氧化错 6kg、硼酸锌阻燃剂6kg、5571光稳定剂7kg和丁基羟基茴香醚抗氧化剂6kg。
[0020] 制备方法： (1) 改性预处理：将120kg桑枝、7kg马来酸酐和6kg纳米氧化错加入球磨机，在转速为 150r/min下搅拌15min，得到改性纤维； (2) 高速混料：将上述改性纤维和剩余各组分原料加入高速混合机，在转速为300 r/min下搅拌5min，得到混合物料； (3) 热压成型：将混合物料加入热压定型机，在温度为240°C、压力为6Mpa下热压定型 60S，即可得到成型木塑复合材料； (4) 冷却定型：成型木塑复合材料自然冷却至室温，即可得到木塑复合材料。
[0021] 表1.本发明耐高温木塑复合材料的物理性能
【主权项】
1. 一种耐高温木塑复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料： 桑枝80-120份、废弃塑料50-70份、改性酚醛树脂20-35份、硅橡胶10-15份、玻璃纤 维3-5份、海泡石纤维5-8份、马来酸酐4-7份、纳米氧化铝3-6份、硼酸锌阻燃剂3-6份、 5571光稳定剂5-7份和丁基羟基茴香醚抗氧化剂4-6份。2. 根据权利要求1所述一种耐高温木塑复合材料，其特征在于：所述桑枝的粒径为 40-60目、含水量为10-12%。3. -种如权利要求1或2所述耐高温木塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下 步骤： (1) 改性预处理：将80-120份桑枝、4-7份马来酸酐和3-6份纳米氧化铝加入球磨机， 在转速为100_150r/min下搅拌15-20min，得到改性纤维； (2) 高速混料：将上述改性纤维和剩余各组分原料加入高速混合机，在转速为100-300 r/min下搅拌5-8min，得到混合物料； (3) 热压成型：将混合物料加入热压定型机，在温度为220-240°C、压力为6-8Mpa下热 压定型50-80S，即可得到成型木塑复合材料； (4) 冷却定型：成型木塑复合材料自然冷却至室温，即可得到木塑复合材料。
【专利摘要】本发明公开了一种耐高温木塑复合材料及其制备方法，包括以下重量份的组份：桑枝80-120份、废弃塑料50-70份、改性酚醛树脂20-35份、硅橡胶10-15份、玻璃纤维3-5份、海泡石纤维5-8份、马来酸酐4-7份、纳米氧化铝3-6份、硼酸锌阻燃剂3-6份、5571光稳定剂5-7份和丁基羟基茴香醚抗氧化剂4-6份。制备方法包括改性预处理、高速混料、热压成型、冷却定型工艺步骤。废弃塑料、改性酚醛树脂和硅橡胶为主要原料，不仅降低了成本，解决了废弃物的环境污染问题。得到的木塑复合材料在高温下稳定性好、不易变形、抗压强度高、耐磨性强、成本降低等优点，本发明还具有加工工艺简单、加工时间短、成本低等优点，适用于工业化生产。
【IPC分类】C08K13/04, C08K3/38, C08K7/10, C08K7/14, C08L97/02, C08L61/06, C08K5/1539, C08K3/22, C08L101/00, C08L83/04
【公开号】CN105062113
【申请号】CN201510495395
【发明人】许超群
【申请人】许超群
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月13日