本发明涉及木塑地板领域，具体涉及一种纳米氧化锌改性木塑地板的制备工艺。
背景技术：
木塑复合材料(WPC)是采用木纤维或植物纤维填充、增强，经热压复合、熔融挤出等不同加工方式制成的改性热塑性材料。近年随全球资源日趋枯竭，社会环保意识日见高涨，对木材和石化产品应用提出了更高要求。在这样的背景下，木塑复合材料这种既能发挥材料中各组分的优点，克服因木材强度低、变异性大及有机材料弹性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用废弃的木材和塑料，减少环境污染。
木塑地板是一种新型环保木塑复合材料产品，在生产中，高密度纤维板过程中所产生的木酚，加入再生塑料经过造粒设备造成木塑复合材料，然后进行挤出生产组做成木塑地板。同时具有木材的木质感和塑料的耐水防腐特性，使得它成为一种性能优良并十分耐用的室外防水防腐建材，同时拥有和木材一样的加工特性，使用普通的工具即可锯切、钻孔、上钉，非常方便，可以像普通木材一样使用。
聚乳酸作为以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，主要经过小麦、玉米、谷物秸秆的淀粉经微生物发酵得乳酸后经聚合反应制得，原料来源充分而且可以再生，绿色无污染。聚乳酸具有较高的机械性能、物理性能和拉伸强度，但是其存在性脆，耐热性差的缺点。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种纳米氧化锌改性木塑地板的制备工艺，本发明制备工艺严格控制挤出造粒、模压温度和时间，添加纳米氧化锌进行改性，材料性质稳定，具备良好的耐腐蚀性、耐热性、加工性和机械强度。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种纳米氧化锌改性木塑地板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)纳米氧化锌的处理：纳米氧化锌用去离子水清洗2-4遍，抽滤后，与钛酸酯偶联剂和十二烷基苯磺酸钠按照质量比100:3:2比例混合均匀，置于60-80摄氏度真空烘箱中干燥10-12小时，除去多余水分；
(2)物料称取：分别称取聚乳酸40-50重量份、木粉20-30重量份、玻璃纤维6-12重量份、玄武岩纤维5-10重量份、纳米氮化钛3-6重量份、海泡石粉6-12重量份、纳米二氧化钛4-8重量份、云母粉8-15重量份、竹炭粉4-8重量份、电气石粉1.5-3.5重量份和氧化铝3-5重量份；
(3)助剂称取：分别称取润滑剂1.5-2.8重量份、抗氧化剂2.6-4.2重量份、阻燃剂1.8-3.2重量份和增塑剂3-5重量份；
(4)物料除湿：将步骤(2)中的物料分别置于真空烘箱中，在60-80摄氏度下，干燥10-12小时，除去多余水分；
(5)挤出造粒：将步骤(1)处理后的氧化锌、助剂和步骤(4)中的除湿后的物料在高速混合机中混合均匀，通过双螺旋挤出机进行熔融共混并挤出造粒、干燥；
(6)模压成型：将步骤(3)中的粒料添加到模具中模压成型，冷却切割后，即得纳米氧化锌改性木塑板。
优选地，所述纳米氧化锌和聚乳酸的质量比为1.5-3:100。
优选地，所述步骤(1)中的混合均匀为使用超声波分散机在35-40摄氏度下，高速震荡40-50分钟。
优选地，所述步骤(3)中双螺旋挤出机的挤出温度分别为150、160、190、190、190、70摄氏度，螺杆转速为35-40转/分钟。
优选地，所述步骤(4)中模压温度为190-210摄氏度，模压压力为10-15MPa。
优选地，所述润滑剂为石墨、二硫化钼、硬脂酸镁、二烷基二硫代磷酸钼、二(正丁基异辛基)二硫代磷酸硫酸氧化钼和二烷基二硫氨基甲酸钼中的一种或几种结合。
优选地，所述抗氧化剂为双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸二苯一癸酯和亚磷酸脂按照质量比4:2:1混合组成。
优选地，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、三聚氰胺氰脲酸盐、聚磷酸铵和磷酸三苯酯中的一种或几种结合。
优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或几种结合。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明制备工艺严格控制挤出造粒、模压温度和时间，添加纳米氧化锌进行改性，材料性质稳定，具备良好的耐腐蚀性、耐热性、加工性和机械强度。
(2)本发明制备工艺中，配方中添加有竹炭粉、电气石粉、纳米氮化钛等功能性物料，生产出的木塑材料性能优良，不仅具备良好的抗压和防水耐腐，同时具有杀菌，净化空气和保温绝热的性能。
(3)纳米氧化锌相比其它无机刚性纳米粒子，纳米氧化锌表面的层状结构带有羟基官能团，能与聚乳酸中的羧基发生酯化反应，从而紧密结合，提高聚乳酸的熔体强度，利于聚乳酸的微孔发泡，同时氧化锌具备杀菌效果，从而使复合材料具有抗菌效果。
(4)本发明制备工艺中，挤出前分别除去各物料水分，确保在挤出共混中物料干燥，防止聚乳酸在加热熔融中吸水膨胀，表面产生不均匀的气孔，影响产品质量和外观。
(5)本发明制备工艺中首先将纳米氧化锌用钛酸酯偶联剂和表面活性剂进行表面处理，增强纳米氧化锌的表面活性和分散性，增强纳米氧化锌和聚乳酸的结合性。
(6)本发明原料中添加有玄武岩纤维和玻璃纤维可以增强材料的机械强度、耐腐蚀性和耐老化性。
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1
一种纳米氧化锌改性木塑地板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)纳米氧化锌的处理：纳米氧化锌用去离子水清洗2遍，抽滤后，与钛酸酯偶联剂和十二烷基苯磺酸钠按照质量比100:3:2比例混合，放入超声波分散机在35摄氏度下，高速震荡40分钟，混合均匀后，置于60摄氏度真空烘箱中干燥10小时，除去多余水分；
(2)物料称取：分别称取聚乳酸40重量份、木粉20重量份、玻璃纤维6重量份、玄武岩纤维5重量份、纳米氮化钛3重量份、海泡石粉6重量份、纳米二氧化钛4重量份、云母粉8重量份、竹炭粉4重量份、电气石粉1.5重量份和氧化铝3重量份；
(3)助剂称取：分别称取润滑剂1.5重量份、抗氧化剂2.6重量份、阻燃剂1.8重量份和增塑剂3重量份；
(4)物料除湿：将步骤(2)中的物料分别置于真空烘箱中，在60摄氏度下，干燥10小时，除去多余水分；
(5)挤出造粒：将步骤(1)处理后的氧化锌、助剂和步骤(4)中的除湿后的物料在高速混合机中混合均匀，通过双螺旋挤出机进行熔融共混并挤出造粒、干燥，挤出温度分别为150、160、190、190、190、70摄氏度，螺杆转速为35转/分钟；
(6)模压成型：将步骤(3)中的粒料添加到模具中模压成型，模压温度为190摄氏度，模压压力为10MPa，冷却切割后，即得纳米氧化锌改性木塑板。
纳米氧化锌和聚乳酸的质量比为1.5:100。
润滑剂为石墨和硬脂酸镁按照质量比1:1混合组成。
抗氧化剂为双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸二苯一癸酯和亚磷酸脂按照质量比4:2:1混合组成。
阻燃剂为十溴二苯乙烷。
增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯按照质量比2:1混合组成。
实施例2
一种纳米氧化锌改性木塑地板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)纳米氧化锌的处理：纳米氧化锌用去离子水清洗4遍，抽滤后，与钛酸酯偶联剂和十二烷基苯磺酸钠按照质量比100:3:2比例混合，用超声波分散机在40摄氏度下，高速震荡50分钟，混合均匀后，置于80摄氏度真空烘箱中干燥12小时，除去多余水分；
(2)物料称取：分别称取聚乳酸50重量份、木粉30重量份、玻璃纤维12重量份、玄武岩纤维10重量份、纳米氮化钛6重量份、海泡石粉12重量份、纳米二氧化钛8重量份、云母粉15重量份、竹炭粉8重量份、电气石粉3.5重量份和氧化铝5重量份；
(3)助剂称取：分别称取润滑剂2.8重量份、抗氧化剂4.2重量份、阻燃剂3.2重量份和增塑剂5重量份；
(4)物料除湿：将步骤(2)中的物料分别置于真空烘箱中，在80摄氏度下，干燥12小时，除去多余水分；
(5)挤出造粒：将步骤(1)处理后的氧化锌、助剂和步骤(4)中的除湿后的物料在高速混合机中混合均匀，通过双螺旋挤出机进行熔融共混并挤出造粒、干燥，挤出温度分别为150、160、190、190、190、70摄氏度，螺杆转速为40转/分钟；
(6)模压成型：将步骤(3)中的粒料添加到模具中模压成型，模压温度为210摄氏度，模压压力为15MPa，冷却切割后，即得纳米氧化锌改性木塑板。
纳米氧化锌和聚乳酸的质量比为3:100。
步骤(4)中模压温度为190-210摄氏度，模压压力为10-15MPa。
润滑剂为二烷基二硫代磷酸钼。
抗氧化剂为双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸二苯一癸酯和亚磷酸脂按照质量比4:2:1混合组成。
阻燃剂为三聚氰胺氰脲酸钾。
增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯。
实施例3
一种纳米氧化锌改性木塑地板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)纳米氧化锌的处理：纳米氧化锌用去离子水清洗2-4遍，抽滤后，与钛酸酯偶联剂和十二烷基苯磺酸钠按照质量比100:3:2比例混合，放入超声波分散机在38摄氏度下，高速震荡45分钟，混合均匀后，置于60-80摄氏度真空烘箱中干燥10-12小时，除去多余水分；
(2)物料称取：分别称取聚乳酸42重量份、木粉23重量份、玻璃纤维8重量份、玄武岩纤维8重量份、纳米氮化钛5重量份、海泡石粉8重量份、纳米二氧化钛6重量份、云母粉12重量份、竹炭粉6重量份、电气石粉2.8重量份和氧化铝4重量份；
(3)助剂称取：分别称取润滑剂2.2重量份、抗氧化剂3.5重量份、阻燃剂2.4重量份和增塑剂3.8重量份；
(4)物料除湿：将步骤(2)中的物料分别置于真空烘箱中，在72摄氏度下，干燥11小时，除去多余水分；
(5)挤出造粒：将步骤(1)处理后的氧化锌、助剂和步骤(4)中的除湿后的物料在高速混合机中混合均匀，通过双螺旋挤出机进行熔融共混并挤出造粒、干燥，挤出温度分别为150、160、190、190、190、70摄氏度，螺杆转速为38转/分钟；
(6)模压成型：将步骤(3)中的粒料添加到模具中模压成型，模压温度为200摄氏度，模压压力为12MPa，冷却切割后，即得纳米氧化锌改性木塑板。
纳米氧化锌和聚乳酸的质量比为2.5:100。
润滑剂为石墨和二(正丁基异辛基)二硫代磷酸硫酸氧化钼按照质量比1:1混合组成。
抗氧化剂为双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸二苯一癸酯和亚磷酸脂按照质量比4:2:1混合组成。
阻燃剂为十溴二苯醚和聚磷酸铵按照质量比1:1混合组成。
增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯。
实施例4
一种纳米氧化锌改性木塑地板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)纳米氧化锌的处理：纳米氧化锌用去离子水清洗4遍，抽滤后，与钛酸酯偶联剂和十二烷基苯磺酸钠按照质量比100:3:2比例混合，放入超声波分散机在38摄氏度下，高速震荡45分钟，置于75摄氏度真空烘箱中干燥10小时，除去多余水分；
(2)物料称取：分别称取聚乳酸46重量份、木粉25重量份、玻璃纤维9重量份、玄武岩纤维8重量份、纳米氮化钛5重量份、海泡石粉8重量份、纳米二氧化钛6.5重量份、云母粉13重量份、竹炭粉6重量份、电气石粉2.8重量份和氧化铝4.2重量份；
(3)助剂称取：分别称取润滑剂2.2重量份、抗氧化剂3.8重量份、阻燃剂2.8重量份和增塑剂4.2重量份；
(4)物料除湿：将步骤(2)中的物料分别置于真空烘箱中，在65摄氏度下，干燥12小时，除去多余水分；
(5)挤出造粒：将步骤(1)处理后的氧化锌、助剂和步骤(4)中的除湿后的物料在高速混合机中混合均匀，通过双螺旋挤出机进行熔融共混并挤出造粒、干燥，挤出温度分别为150、160、190、190、190、70摄氏度，螺杆转速为36转/分钟。
(6)模压成型：将步骤(3)中的粒料添加到模具中模压成型，步骤(4)中模压温度为195摄氏度，模压压力为12MPa，冷却切割后，即得纳米氧化锌改性木塑板。
纳米氧化锌和聚乳酸的质量比为2.2:100。
润滑剂为二烷基二硫氨基甲酸钼。
抗氧化剂为双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸二苯一癸酯和亚磷酸脂按照质量比4:2:1混合组成。
阻燃剂为磷酸三苯酯。
增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯。
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。