本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种木塑复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着复合材料行业的快速发展，木塑复合材料这一新型复合材料逐渐步入人们的视野。木塑复合材料主要是利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等物质代替通常的树脂胶黏剂，与木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经过挤压、模压、注射成型等得到的。木塑复合材料目前大多用于建材、家具、物流包装等行业。
由于木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维，这就决定了它同时具有塑料和木材的某些特性：其具有同木材相类似的可锯、可钉、可刨加工性能，而且使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料；其又具备良好的强度性能；木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于内含纤维并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高，一般是木材的2-5倍；具有耐水、耐腐性能，使用寿命长，木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌。使用寿命长，可达50年以上。
然而，由于木塑复合材料中含有木粉和热塑性聚合物两个物相，这两相之间相容性比较差，很大程度上影响了木塑复合材料的综合性能。现有技术中，通常采用添加偶联剂和增强剂来提高其力学性能，但是增强效果仍然不明显，并且，通过该方法制备的木塑复合材料的韧性比较差，限制了木塑复合材料的应用。在较为寒冷的冬天，现有木塑复合材料无法适应温度较低的环境，柔性和韧性较差，易出现开裂、掉落等问题。
技术实现要素：
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种木塑复合材料及其制备方法，通过在配方中增加多种物质，既提高了木塑复合材料中各成分的相容性，进而提高其整体性能，能够在寒冷环境中依然保持较好的强度和柔韧性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种木塑复合材料，包含如下重量组份的各物质：木粉30-40份、聚甲基丙烯酸甲酯35-45份、间苯二甲基异氰酸酯25-30份、N-乙基马来酰亚胺8-12份、玻璃纤维5-9份、异丁基硼酸7-13份、草酸亚锌二水合物3-6份、白铁矿2-5份、beta-香树脂9-13份、胭脂树橙7-12份、6-甲基香豆素4-8份、三丁基膦1-4份。
优选的，所述木粉35-38份、聚甲基丙烯酸甲酯40-43份、间苯二甲基异氰酸酯25-28份、N-乙基马来酰亚胺9-11份、玻璃纤维6-9份、异丁基硼酸9-12份、草酸亚锌二水合物3-5份、白铁矿3-5份、beta-香树脂11-13份、胭脂树橙8-11份、6-甲基香豆素5-7份、三丁基膦1-3份。
优选的，所述木粉37份、聚甲基丙烯酸甲酯42份、间苯二甲基异氰酸酯26份、N-乙基马来酰亚胺10份、玻璃纤维8份、异丁基硼酸11份、草酸亚锌二水合物4份、白铁矿4份、beta-香树脂12份、胭脂树橙10份、6-甲基香豆素6份、三丁基膦2份。
一种木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将白铁矿2-5份粉碎至80-200目，随后和木粉30-40份、聚甲基丙烯酸甲酯35-45份、玻璃纤维5-9份、间苯二甲基异氰酸酯25-30份混合，在温度40-50℃下搅拌反应15-20min；
S2：将N-乙基马来酰亚胺8-12份、异丁基硼酸7-13份、草酸亚锌二水合物3-6份和三丁基膦1-4份混合，升高温度至70-80℃，搅拌反应20-30min；
S3：将beta-香树脂9-13份、胭脂树橙7-12份、6-甲基香豆素4-8份、步骤S1中所得产物和步骤S2中所得产物混合，随后加入双螺杆挤出机中挤出，待冷却、注塑后即可得到所述木塑复合材料，其中双螺杆挤出机的长径比为60-80，螺杆转速为260-300r/min，每个区段温度分别为155℃、165℃、170℃、175℃、180℃、195℃，各区段的真空度均为0.03-0.04MPa。
优选的，步骤S1中所述白铁矿2-5份粉碎至80-120目；温度为46℃，以速率550r/min搅拌反应18min。
优选的，步骤S2中所述温度为76℃，以速率600r/min搅拌反应25min。
优选的，步骤S3中所长径比为70，螺杆转速为280r/min，各区段的真空度均为0.035MPa。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述木塑复合材料的制备方法，在原有合成配方中加入N-乙基马来酰亚胺、草酸亚锌二水合物、beta-香树脂和胭脂树橙等物质，提高了木粉和热塑性聚合物两物相之间的相容性，同时使得该复合材料具备较好的耐寒性、强度和柔韧性能；该木塑复合材料在零下30℃到0℃范围内均表现出优良的综合性能，抗压强度为160-180MPa，弯曲强度为50-70MPa。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
S1：将白铁矿2份粉碎至80目，随后和木粉30份、聚甲基丙烯酸甲酯35份、玻璃纤维5份、间苯二甲基异氰酸酯25份混合，在温度40℃下，以速率550r/min搅拌反应15min；
S2：将N-乙基马来酰亚胺8份、异丁基硼酸7份、草酸亚锌二水合物3份和三丁基膦1份混合，升高温度至70℃，以速率600r/min搅拌反应20min；
S3：将beta-香树脂9份、胭脂树橙7份、6-甲基香豆素4份、步骤S1中所得产物和步骤S2中所得产物混合，随后加入双螺杆挤出机中挤出，待冷却、注塑后即可得到所述木塑复合材料，其中双螺杆挤出机的长径比为60，螺杆转速为260r/min，每个区段温度分别为155℃、165℃、170℃、175℃、180℃、195℃，各区段的真空度均为0.03MPa。
经检测，该木塑复合材料在零下10℃时，抗压强度为160MPa，弯曲强度为50MPa。
对比例1
S1：将木粉30份、聚甲基丙烯酸甲酯35份、玻璃纤维5份混合，在温度40℃下，以速率550r/min搅拌反应15min；
S2：将异丁基硼酸7份和三丁基膦1份混合，升高温度至70℃，以速率600r/min搅拌反应20min；
S3：将步骤S1中所得产物和步骤S2中所得产物混合，随后加入双螺杆挤出机中挤出，待冷却、注塑后即可得到所述复合材料，其中双螺杆挤出机的长径比为60，螺杆转速为260r/min，每个区段温度分别为155℃、165℃、170℃、175℃、180℃、195℃，各区段的真空度均为0.03MPa。
经检测，该复合材料在零下10℃时，抗压强度为85MPa，弯曲强度为20MPa。
实施例2
S1：将白铁矿5份粉碎至200目，随后和木粉40份、聚甲基丙烯酸甲酯45份、玻璃纤维9份、间苯二甲基异氰酸酯30份混合，在温度50℃下，以速率550r/min搅拌反应20min；
S2：将N-乙基马来酰亚胺12份、异丁基硼酸13份、草酸亚锌二水合物6份和三丁基膦4份混合，升高温度至80℃，以速率600r/min搅拌反应30min；
S3：将beta-香树脂13份、胭脂树橙12份、6-甲基香豆素8份、步骤S1中所得产物和步骤S2中所得产物混合，随后加入双螺杆挤出机中挤出，待冷却、注塑后即可得到所述木塑复合材料，其中双螺杆挤出机的长径比为80，螺杆转速为300r/min，每个区段温度分别为155℃、165℃、170℃、175℃、180℃、195℃，各区段的真空度均为0.04MPa。
经检测，该木塑复合材料在零下20℃时，抗压强度为170MPa，弯曲强度为55MPa。
对比例2
S1：将木粉40份、聚甲基丙烯酸甲酯45份、玻璃纤维9份混合，在温度50℃下，以速率550r/min搅拌反应20min；
S2：将异丁基硼酸13份和三丁基膦4份混合，升高温度至80℃，以速率600r/min搅拌反应30min；
S3：将步骤S1中所得产物和步骤S2中所得产物混合，随后加入双螺杆挤出机中挤出，待冷却、注塑后即可得到复合材料，其中双螺杆挤出机的长径比为80，螺杆转速为300r/min，每个区段温度分别为155℃、165℃、170℃、175℃、180℃、195℃，各区段的真空度均为0.04MPa。
经检测，该复合材料在零下20℃时，抗压强度为60MPa，弯曲强度为13MPa。
实施例3
S1：将白铁矿3份粉碎至80目，随后和木粉35份、聚甲基丙烯酸甲酯40份、玻璃纤维6份、间苯二甲基异氰酸酯25份混合，在温度40℃下，以速率550r/min搅拌反应15min；
S2：将N-乙基马来酰亚胺9份、异丁基硼酸12份、草酸亚锌二水合物3份和三丁基膦1份混合，升高温度至70℃，以速率600r/min搅拌反应20min；
S3：将beta-香树脂13份、胭脂树橙8份、6-甲基香豆素5份、步骤S1中所得产物和步骤S2中所得产物混合，随后加入双螺杆挤出机中挤出，待冷却、注塑后即可得到所述木塑复合材料，其中双螺杆挤出机的长径比为65，螺杆转速为300r/min，每个区段温度分别为155℃、165℃、170℃、175℃、180℃、195℃，各区段的真空度均为0.03MPa。
经检测，该木塑复合材料在零下25℃时，抗压强度为170MPa，弯曲强度为60MPa。
实施例4
S1：将白铁矿5份粉碎至120目，随后和木粉38份、聚甲基丙烯酸甲酯43份、玻璃纤维9份、间苯二甲基异氰酸酯28份混合，在温度50℃下，以速率550r/min搅拌反应20min；
S2：将N-乙基马来酰亚胺11份、异丁基硼酸9份、草酸亚锌二水合物5份和三丁基膦3份混合，升高温度至80℃，以速率600r/min搅拌反应30min；
S3：将beta-香树脂11份、胭脂树橙11份、6-甲基香豆素7份、步骤S1中所得产物和步骤S2中所得产物混合，随后加入双螺杆挤出机中挤出，待冷却、注塑后即可得到所述木塑复合材料，其中双螺杆挤出机的长径比为75，螺杆转速为300r/min，每个区段温度分别为155℃、165℃、170℃、175℃、180℃、195℃，各区段的真空度均为0.04MPa。
经检测，该木塑复合材料在零下28℃时，抗压强度为175MPa，弯曲强度为65MPa。
实施例5
S1：将白铁矿4份粉碎至100目，随后和木粉37份、聚甲基丙烯酸甲酯42份、玻璃纤维8份、间苯二甲基异氰酸酯26份混合，在温度46℃下，以速率550r/min搅拌反应18min；
S2：将N-乙基马来酰亚胺10份、异丁基硼酸11份、草酸亚锌二水合物4份和三丁基膦2份混合，升高温度至76℃，以速率600r/min搅拌反应25min；
S3：将beta-香树脂12份、胭脂树橙10份、6-甲基香豆素6份、步骤S1中所得产物和步骤S2中所得产物混合，随后加入双螺杆挤出机中挤出，待冷却、注塑后即可得到所述木塑复合材料，其中双螺杆挤出机的长径比为70，螺杆转速为280r/min，每个区段温度分别为155℃、165℃、170℃、175℃、180℃、195℃，各区段的真空度均为0.035MPa。
经检测，该木塑复合材料在零下30℃时，抗压强度为180MPa，弯曲强度为70MPa。
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。