本发明涉及材料领域，特别涉及一种高强度PVC木塑复合材料及其制备方法。
背景技术：
：木塑复合材料是利用木屑和废旧热塑性塑料为主要原料,经高温混炼、再经成型加工而制得的一种廉价的新型复合材料,有“合成木材”之称。在建筑、交通、轻工等部门具有广阔的应用前景。日本阿特隆公司于1980年发表了专利在世界推广。我国在这方面的研究只是近几年的事,对其开发应用目前还甚少。聚氯乙烯，英文简称PVC（Polyvinylchloride)，是氯乙烯单体（vinylchloridemonomer,简称VCM）在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。我国每年可回收的塑料在数百万吨以上，而我国废旧塑料回收率在世界上较低，仅为15％左右；发达国家废旧塑料的回收率都在50%左右。将废旧塑料与废弃木材有效利用，既可节约森林资源，又可保护环境。木塑复合材料技术为我国解决木材紧缺、森林资源保护、“白色污染”等问题，提供了一个全面的，一举多得的解决方案。木塑材料制品对环境友好，不需要做防腐处理，日常维护简单，不吸潮、不腐烂、不变形，且对冷热环境不敏感，使用寿命比一般木材长。所以研制出一款高强度PVC木塑复合材料显得尤为重要。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供一种高强度PVC木塑复合材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的高强度PVC木塑复合材料，其具有高强度，耐压、耐拉伸等性能，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种高强度PVC木塑复合材料，由下列重量份的原料制成：木粉10-15份、玉米秸秆16-20份、大豆秸秆5-10份、高粱秸秆4-9份、聚氯乙烯20-25份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-9份、氯磺化聚乙烯3-8份、邻苯二甲酸二丁酯2-6份、邻苯二甲酸二辛酯1-3份、4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺3-6份、N-苯基-N`-环己基对苯二胺1-4份、1-萘甲醛1-2份、5-甲氧基色胺盐酸盐2-3份、二叔丁基过氧化物1-2份、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚1-2份、偶联剂1-4份、阻燃剂1-3份、固化剂2-5份。优选地，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种。优选地，所述阻燃剂选自氢氧化铝、硼酸锌、氧化锡、亚磷酸酯中的一种或几种。优选的，所述固化剂选自乙二胺、二乙烯三胺、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷中的一种或几种。所述的高强度PVC木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取各原料；（2）将木粉、玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为15-30分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯,搅拌混合，搅拌转速为200-300转/分钟，搅拌时间为90分钟,然后加入4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺、N-苯基-N`-环己基对苯二胺、1-萘甲醛、偶联剂，搅拌30分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、5-甲氧基色胺盐酸盐、二叔丁基过氧化物、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、阻燃剂、固化剂，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为500-550℃，设置炉内压强为1-2MPa；（5）将步骤（4）的反应物在惰性气体环境中冷却至180-200℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为450-500转/分钟，螺杆温度为200-220℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为400-500转/分钟，螺杆温度为220-260℃。优选的，所述步骤（5）中的惰性气体为二氧化碳。本发明与现有技术相比，其有益效果为：（1）本发明的高强度PVC木塑复合材料以木粉、玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯为主要成分，通过加入4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺、N-苯基-N`-环己基对苯二胺、1-萘甲醛、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、5-甲氧基色胺盐酸盐、二叔丁基过氧化物、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、阻燃剂、固化剂、偶联剂，辅以机械粉碎、搅拌混合、高温密炼、挤出造粒、冷却塑形等工艺，使得制备而成的高强度PVC木塑复合材料，其具有高强度，耐压、耐拉伸等性能，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。（2）本发明的高强度PVC木塑复合材料原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。实施例1（1）按照重量份称取木粉10份、玉米秸秆16份、大豆秸秆5份、高粱秸秆4份、聚氯乙烯20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、氯磺化聚乙烯3份、邻苯二甲酸二丁酯2份、邻苯二甲酸二辛酯1份、4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺3份、N-苯基-N`-环己基对苯二胺1份、1-萘甲醛1份、5-甲氧基色胺盐酸盐2份、二叔丁基过氧化物1份、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚1份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、氢氧化铝1份、乙二胺2份；（2）将木粉、玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为15分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯,搅拌混合，搅拌转速为200转/分钟，搅拌时间为90分钟,然后加入4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺、N-苯基-N`-环己基对苯二胺、1-萘甲醛、乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌30分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、5-甲氧基色胺盐酸盐、二叔丁基过氧化物、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、氢氧化铝、乙二胺，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为500℃，设置炉内压强为1MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至180℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为450转/分钟，螺杆温度为200℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为400转/分钟，螺杆温度为220℃。制得的高强度PVC木塑复合材料测试结果如表1所示。实施例2（1）按照重量份称取木粉12份、玉米秸秆17份、大豆秸秆7份、高粱秸秆6份、聚氯乙烯22份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6份、氯磺化聚乙烯4份、邻苯二甲酸二丁酯3份、邻苯二甲酸二辛酯2份、4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺4份、N-苯基-N`-环己基对苯二胺2份、1-萘甲醛1份、5-甲氧基色胺盐酸盐2份、二叔丁基过氧化物1份、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚1份、3-氨丙基三甲氧基硅烷2份、硼酸锌2份、二乙烯三胺3份；（2）将木粉、玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为20分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯,搅拌混合，搅拌转速为220转/分钟，搅拌时间为90分钟,然后加入4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺、N-苯基-N`-环己基对苯二胺、1-萘甲醛、3-氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌30分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、5-甲氧基色胺盐酸盐、二叔丁基过氧化物、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、硼酸锌、二乙烯三胺，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为520℃，设置炉内压强为1.3MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至190℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为470转/分钟，螺杆温度为210℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为420转/分钟，螺杆温度为230℃。制得的高强度PVC木塑复合材料测试结果如表1所示。实施例3（1）按照重量份称取木粉14份、玉米秸秆19份、大豆秸秆9份、高粱秸秆8份、聚氯乙烯24份、乙烯-醋酸乙烯共聚物8份、氯磺化聚乙烯7份、邻苯二甲酸二丁酯5份、邻苯二甲酸二辛酯3份、4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺5份、N-苯基-N`-环己基对苯二胺3份、1-萘甲醛2份、5-甲氧基色胺盐酸盐3份、二叔丁基过氧化物2份、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚2份、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷3份、氧化锡3份、间苯二胺4份；（2）将木粉、玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为25分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯,搅拌混合，搅拌转速为260转/分钟，搅拌时间为90分钟,然后加入4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺、N-苯基-N`-环己基对苯二胺、1-萘甲醛、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌30分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、5-甲氧基色胺盐酸盐、二叔丁基过氧化物、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、氧化锡、间苯二胺，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为540℃，设置炉内压强为1.8MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至195℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为490转/分钟，螺杆温度为215℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为480转/分钟，螺杆温度为250℃。制得的高强度PVC木塑复合材料测试结果如表1所示。实施例4（1）按照重量份称取木粉15份、玉米秸秆20份、大豆秸秆10份、高粱秸秆9份、聚氯乙烯25份、乙烯-醋酸乙烯共聚物9份、氯磺化聚乙烯8份、邻苯二甲酸二丁酯6份、邻苯二甲酸二辛酯3份、4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺6份、N-苯基-N`-环己基对苯二胺4份、1-萘甲醛2份、5-甲氧基色胺盐酸盐3份、二叔丁基过氧化物2份、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚2份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、亚磷酸酯3份、二氨基二苯基甲烷5份；（2）将木粉、玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为30分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯,搅拌混合，搅拌转速为300转/分钟，搅拌时间为90分钟,然后加入4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺、N-苯基-N`-环己基对苯二胺、1-萘甲醛、乙烯基三甲氧基硅烷，搅拌30分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、5-甲氧基色胺盐酸盐、二叔丁基过氧化物、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、亚磷酸酯、二氨基二苯基甲烷，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为550℃，设置炉内压强为2MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至200℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为500转/分钟，螺杆温度为220℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为500转/分钟，螺杆温度为260℃。制得的高强度PVC木塑复合材料测试结果如表1所示。对比例1（1）按照重量份称取木粉10份、玉米秸秆16份、大豆秸秆5份、高粱秸秆4份、聚氯乙烯20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、氯磺化聚乙烯3份、邻苯二甲酸二丁酯2份、邻苯二甲酸二辛酯1份、4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺3份、1-萘甲醛1份、5-甲氧基色胺盐酸盐2份、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚1份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、氢氧化铝1份、乙二胺2份；（2）将木粉、玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为15分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯,搅拌混合，搅拌转速为200转/分钟，搅拌时间为90分钟,然后加入4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺、1-萘甲醛、乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌30分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、5-甲氧基色胺盐酸盐、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、氢氧化铝、乙二胺，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为500℃，设置炉内压强为1MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至180℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为450转/分钟，螺杆温度为200℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为400转/分钟，螺杆温度为220℃。制得的高强度PVC木塑复合材料测试结果如表1所示。对比例2（1）按照重量份称取木粉15份、玉米秸秆20份、大豆秸秆10份、高粱秸秆9份、聚氯乙烯25份、乙烯-醋酸乙烯共聚物9份、氯磺化聚乙烯8份、邻苯二甲酸二丁酯6份、邻苯二甲酸二辛酯3份、N-苯基-N`-环己基对苯二胺4份、1-萘甲醛2份、二叔丁基过氧化物2份、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚2份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、亚磷酸酯3份、二氨基二苯基甲烷5份；（2）将木粉、玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为30分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯,搅拌混合，搅拌转速为300转/分钟，搅拌时间为90分钟,然后加入N-苯基-N`-环己基对苯二胺、1-萘甲醛、乙烯基三甲氧基硅烷，搅拌30分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、二叔丁基过氧化物、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、亚磷酸酯、二氨基二苯基甲烷，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为550℃，设置炉内压强为2MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至200℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为500转/分钟，螺杆温度为220℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为500转/分钟，螺杆温度为260℃。制得的高强度PVC木塑复合材料测试结果如表1所示将实施例1-4和对比例1-2的制得的高强度PVC木塑复合材料分别进行拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、吸水率（24小时水中）这几项性能测试。表1拉伸强度（MPa）断裂伸长率（%）弯曲强度（MPa）吸水率（24小时水中，%）实施例149.433.3621.162.4实施例250.803.4721.802.6实施例352.173.2622.322.4实施例449.433.5722.063.1对比例120.608.728.138.8对比例226.097.9810.9711.2本发明的高强度PVC木塑复合材料以木粉、玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯为主要成分，通过加入4，4’-双(二甲基苄基)二苯胺、N-苯基-N`-环己基对苯二胺、1-萘甲醛、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、5-甲氧基色胺盐酸盐、二叔丁基过氧化物、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、阻燃剂、固化剂、偶联剂，辅以机械粉碎、搅拌混合、高温密炼、挤出造粒、冷却塑形等工艺，使得制备而成的高强度PVC木塑复合材料，其具有高强度，耐压、耐拉伸等性能，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的高强度PVC木塑复合材料原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3