本发明公开了一种耐老化塑木复合材料的制备方法，属于塑木复合材料制备
技术领域：
。
背景技术：
：塑木复合材料是一类新兴材料，这种材料是用纯净的或者回收的塑料与天然的纤维填料制成，其中的塑料可以是高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及聚氯乙烯等各种塑料，天然纤维包括木粉和麻布纤维。木质塑料复合材料具有优异的机械性能，很高的尺寸稳定性，且可以用来成型复杂的形状，可用作托盘、包装箱等包装材料，铺板、铺梁等仓储材料，房屋、地板、建筑模板等装修、装饰材料，公园、球场、街道等场合使用的露天桌椅、板凳等休闲材料，汽车内装饰材、管材等。通常塑木复合材料的制备方法是将植物纤维以粉料的状态与塑料颗粒混合，再通过造粒制成塑木复合材料颗粒，进行挤出或者注塑等加工制成制品。塑木实际生产过程中，植物纤维的自身尺寸与比例分布存在一定差异，同时与塑料颗粒的形状、尺寸差异较大，在输送和下料时，会产生塑料与植物纤维分层，植物纤维不同尺寸之间分层的情况，导致在塑木复合材料制备过程中，短时间内塑料、不同尺寸纤维分布不均匀，从而产生材料结构的变化，影响了产品的性能与质量。同时，植物纤维以粉料的形式进行生产，过程中会产生大量的扬尘，搬运、称量和加料也比较麻烦，一方面造成了环境的污染，另一方面降低了生产效率。尽管塑木复合材料有很多优点，但迄今为止仍存在不足，如抗老化性差、抗蠕变性差、色彩的一致性和持久性差、会受微生物侵蚀、拉伸强度明显低于普通木制品。并且，目前普通塑木复合材料的主要原料之一植物纤维主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中含有大量的醇羟基、氧和酚羟基等极性基团，而制备塑木复合材料另一主要原料热塑性聚烯烃的表面是非极性的，因此二者的极性相差很大，且植物纤维中羟基可形成分子间的氢键并相互缠绕在一起，使其不能均匀地分散于热塑性聚烯烃中，从而导致纤维与塑料间的界面相容性差，另外其存在机械强度较低，从而影响了其使用效果、缩短了其使用寿命以及限定了其使用范围。因此，开发一种抗老化性好、拉伸强度高的塑木复合材料对塑木复合材料制备
技术领域：
具有积极意义。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前市面上存在的耐老化塑木复合材料地耐老化性不佳、拉伸强度不够的缺陷，提供了一种耐老化塑木复合材料的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种耐老化塑木复合材料的制备方法为：将改性黄麻纤维、混合物按质量比为2︰3混合后，放入搅拌仪中，搅拌30～40min后，倒入挤压机中挤压成型，出料，冷却至室温，即得耐老化塑木复合材料；改性黄麻纤维制备方法为：（1）将黄麻叶放入粉碎机中，粉碎30～40min，得到黄麻叶粉碎物，将黄麻叶粉碎物、质量分数为5%的氢氧化钠溶液混合后，放入反应釜中，加热升温至50～60℃，搅拌反应15～20min，得到碱浸产物；（2）将上述碱浸产物、质量分数为30%的氢氧化钠溶液、质量分数为40%的异丙醇溶液混合后，放入搅拌仪中，以400～600r/min的转速，搅拌反应20～30min，得到预处理物，备用；（3）收集番茄皮，将番茄皮放入组织粉碎机中，以500～700r/min的转速，粉碎10～15min，得到番茄皮粉碎物，将番茄皮粉碎物、质量分数为30%的乙醇溶液混合后，放入搅拌仪中，搅拌15～20min后，静置过滤，收集滤液；（4）将备用预处理物、上述滤液按质量比为1︰2混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入发酵底物质量6～8%的河底淤泥以及发酵底物质量4～6%的蒸馏水，在温度为20～30℃的条件下，密封发酵1～2周，出料，得到改性黄麻纤维，备用；混合物制备方法为：（1）将稻壳放入粉碎机中，粉碎20～30min，得到稻壳粉碎物，将稻壳粉碎物放入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中浸泡20～30min后，倒入高温高压蒸煮罐中，高温高压蒸煮1～2h，得到混合液；（2）将上述混合液、苯酚、质量分数为2%的氢氧化钠溶液混合后，倒入减压蒸馏装置中，在温度为90～100℃，压力为800～1000pa的条件下，减压蒸馏40～50min，得到混合物。改性黄麻纤维、混合物混合质量比为2︰3。改性黄麻纤维制备方法中黄麻叶粉碎物、质量分数为5%的氢氧化钠溶液混合质量比为1︰7。改性黄麻纤维制备方法中碱浸产物、质量分数为30%的氢氧化钠溶液、质量分数为40%的异丙醇溶液混合质量比为7︰7︰1。改性黄麻纤维制备方法中番茄皮粉碎物、质量分数为30%的乙醇溶液混合质量比为2︰5。改性黄麻纤维制备方法中预处理物、上述滤液混合质量比为1︰2，所加入的河底淤泥以及蒸馏水的质量优选为发酵底物质量6～8%、4～6%。混合物制备方法中高温高压蒸煮罐在温度为180～200℃，压力为1.6～1.8mpa的条件下进行。混合物制备方法中混合液、苯酚、质量分数为2%的氢氧化钠溶液混合质量比为2︰2︰5。本发明的有益效果是：（1）本发明首先以黄麻叶为原料，对其进行碱泡处理，以异丙醇作为烷化剂，使得黄麻纤维发生烷基化反应，得到烷基化黄麻纤维，再以番茄皮中含有大量番茄红素，使用乙醇溶液提取出番茄皮中的番茄红素，将番茄红素与含烷基化黄麻纤维混合发酵，使得番茄红素结合到烷基化纤维素表面，得到改性黄麻纤维，而后以稻壳为原料，将稻壳碱泡、高温高压蒸煮后，与苯酚在碱性条件下减压蒸馏，得到含有酚醛树脂的混合物，最后将改性黄麻纤维、含有酚醛树脂的混合物混合搅拌，放入挤压机中挤压成型，出料、冷却，即得耐老化塑木复合材料，本发明首先以黄麻叶为原料，对其进行碱泡处理，使得黄麻叶中的木质素分解，木质素的分解使得纤维素与半纤维素彼此分离，在本发明制得的耐老化塑木复合材料中起到连接、拉伸的作用，提高了耐老化塑木复合材料的交联密度、拉伸强度，黄麻纤维的强度高、耐磨性好，具有天然的抗菌和抗紫外线功能，形变后的恢复性能好，黄麻纤维经碱泡处理，使得碱分子与黄麻纤维的羟基结合在一起，削弱了黄麻纤维分子之间的作用力，使得黄麻纤维分子之间的间距增大，再以异丙醇作为烷化剂，使得黄麻纤维发生烷基化反应，大大增强了其膨胀能力，由于烷基的存在，使得黄麻纤维难以重新靠近形成氢键，使其能均匀的分散在本发明制得的耐老化塑木复合材料中；（2）本发明以番茄皮为原料，番茄皮中含有大量番茄红素，使用乙醇溶液提取出番茄皮中的番茄红素，番茄红素有很强的抗氧化能力，耐老化性能强，使耐老化塑木复合材料具有耐老化性能，将含有番茄红素的滤液与含有烷基化黄麻纤维的预处理物混合发酵，使得番茄红素结合到烷基化纤维素表面，得到改性黄麻纤维，黄麻纤维具有耐老化性，使得耐老化塑木复合材料的耐老化性提升，再以稻壳为原料，将稻壳经过碱泡后，高温高压蒸煮，在蒸煮过程中，稻壳发生水解，分解产生糖类、果胶等物质，这些物质具有粘性，使得耐老化塑木复合材料内各组分更为牢固的粘结在一起，然后将碱泡后的稻壳与苯酚在碱性条件下减压蒸馏，稻壳水解产物会与苯酚反应生成酚醛树脂，酚醛树脂的粘接性能极好、耐老化性好，可以将各组分牢牢地粘结在一起，使得耐老化塑木复合材料的拉伸强度增强、耐老化性提升，并且苯酚会与酚醛树脂上的羟基产生反应，对亲水性强的羟基产生屏蔽作用，使得本发明制得的耐老化塑木复合材料具有疏水性，最后将改性黄麻纤维、含有酚醛树脂的混合物混合搅拌，放入挤压机中挤压成型，出料、冷却，即得耐老化塑木复合材料，具有广阔的应用前景。具体实施方式将黄麻叶放入粉碎机中，粉碎30～40min，得到黄麻叶粉碎物，将黄麻叶粉碎物、质量分数为5%的氢氧化钠溶液按质量比为1︰7混合后，放入反应釜中，加热升温至50～60℃，搅拌反应15～20min，得到碱浸产物；将上述碱浸产物、质量分数为30%的氢氧化钠溶液、质量分数为40%的异丙醇溶液按质量比为7︰7︰1混合后，放入搅拌仪中，以400～600r/min的转速，搅拌反应20～30min，得到预处理物，备用；收集番茄皮，将番茄皮放入组织粉碎机中，以500～700r/min的转速，粉碎10～15min，得到番茄皮粉碎物，将番茄皮粉碎物、质量分数为30%的乙醇溶液按质量比为2︰5混合后，放入搅拌仪中，搅拌15～20min后，静置过滤，收集滤液；将备用预处理物、上述滤液按质量比为1︰2混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入发酵底物质量6～8%的河底淤泥以及发酵底物质量4～6%的蒸馏水，在温度为20～30℃的条件下，密封发酵1～2周，出料，得到改性黄麻纤维，备用；将稻壳放入粉碎机中，粉碎20～30min，得到稻壳粉碎物，将稻壳粉碎物放入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中浸泡20～30min后，倒入高温高压蒸煮罐中，在温度为180～200℃，压力为1.6～1.8mpa的条件下，高温高压蒸煮1～2h，得到混合液；将上述混合液、苯酚、质量分数为2%的氢氧化钠溶液按质量比为2︰2︰5混合后，倒入减压蒸馏装置中，在温度为90～100℃，压力为800～1000pa的条件下，减压蒸馏40～50min，得到混合物；将备用改性黄麻纤维、上述混合物按质量比为2︰3混合后，放入搅拌仪中，搅拌30～40min后，倒入挤压机中挤压成型，出料，冷却至室温，即得耐老化塑木复合材料。实例1改性黄麻纤维的制备：将黄麻叶放入粉碎机中，粉碎30min，得到黄麻叶粉碎物，将黄麻叶粉碎物、质量分数为5%的氢氧化钠溶液按质量比为1︰7混合后，放入反应釜中，加热升温至50℃，搅拌反应15min，得到碱浸产物；将上述碱浸产物、质量分数为30%的氢氧化钠溶液、质量分数为40%的异丙醇溶液按质量比为7︰7︰1混合后，放入搅拌仪中，以400r/min的转速，搅拌反应20min，得到预处理物，备用；收集番茄皮，将番茄皮放入组织粉碎机中，以500r/min的转速，粉碎10min，得到番茄皮粉碎物，将番茄皮粉碎物、质量分数为30%的乙醇溶液按质量比为2︰5混合后，放入搅拌仪中，搅拌15min后，静置过滤，收集滤液；将备用预处理物、上述滤液按质量比为1︰2混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入发酵底物质量6%的河底淤泥以及发酵底物质量4%的蒸馏水，在温度为20℃的条件下，密封发酵1周，出料，得到改性黄麻纤维，备用；混合物的制备：将稻壳放入粉碎机中，粉碎20min，得到稻壳粉碎物，将稻壳粉碎物放入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中浸泡20min后，倒入高温高压蒸煮罐中，在温度为180℃，压力为1.6mpa的条件下，高温高压蒸煮1h，得到混合液；将上述混合液、苯酚、质量分数为2%的氢氧化钠溶液按质量比为2︰2︰5混合后，倒入减压蒸馏装置中，在温度为90℃，压力为800pa的条件下，减压蒸馏40min，得到混合物；耐老化塑木复合材料的制备：将备用改性黄麻纤维、上述混合物按质量比为2︰3混合后，放入搅拌仪中，搅拌30min后，倒入挤压机中挤压成型，出料，冷却至室温，即得耐老化塑木复合材料。实例2改性黄麻纤维的制备：将黄麻叶放入粉碎机中，粉碎35min，得到黄麻叶粉碎物，将黄麻叶粉碎物、质量分数为5%的氢氧化钠溶液按质量比为1︰7混合后，放入反应釜中，加热升温至55℃，搅拌反应17min，得到碱浸产物；将上述碱浸产物、质量分数为30%的氢氧化钠溶液、质量分数为40%的异丙醇溶液按质量比为7︰7︰1混合后，放入搅拌仪中，以500r/min的转速，搅拌反应25min，得到预处理物，备用；收集番茄皮，将番茄皮放入组织粉碎机中，以600r/min的转速，粉碎12min，得到番茄皮粉碎物，将番茄皮粉碎物、质量分数为30%的乙醇溶液按质量比为2︰5混合后，放入搅拌仪中，搅拌17min后，静置过滤，收集滤液；将备用预处理物、上述滤液按质量比为1︰2混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入发酵底物质量7%的河底淤泥以及发酵底物质量5%的蒸馏水，在温度为25℃的条件下，密封发酵1周，出料，得到改性黄麻纤维，备用；混合物的制备：将稻壳放入粉碎机中，粉碎25min，得到稻壳粉碎物，将稻壳粉碎物放入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中浸泡25min后，倒入高温高压蒸煮罐中，在温度为190℃，压力为1.7mpa的条件下，高温高压蒸煮2h，得到混合液；将上述混合液、苯酚、质量分数为2%的氢氧化钠溶液按质量比为2︰2︰5混合后，倒入减压蒸馏装置中，在温度为95℃，压力为900pa的条件下，减压蒸馏45min，得到混合物；耐老化塑木复合材料的制备：将备用改性黄麻纤维、上述混合物按质量比为2︰3混合后，放入搅拌仪中，搅拌35min后，倒入挤压机中挤压成型，出料，冷却至室温，即得耐老化塑木复合材料。实例3改性黄麻纤维的制备：将黄麻叶放入粉碎机中，粉碎40min，得到黄麻叶粉碎物，将黄麻叶粉碎物、质量分数为5%的氢氧化钠溶液按质量比为1︰7混合后，放入反应釜中，加热升温至60℃，搅拌反应20min，得到碱浸产物；将上述碱浸产物、质量分数为30%的氢氧化钠溶液、质量分数为40%的异丙醇溶液按质量比为7︰7︰1混合后，放入搅拌仪中，以600r/min的转速，搅拌反应30min，得到预处理物，备用；收集番茄皮，将番茄皮放入组织粉碎机中，以700r/min的转速，粉碎15min，得到番茄皮粉碎物，将番茄皮粉碎物、质量分数为30%的乙醇溶液按质量比为2︰5混合后，放入搅拌仪中，搅拌20min后，静置过滤，收集滤液；将备用预处理物、上述滤液按质量比为1︰2混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入发酵底物质量8%的河底淤泥以及发酵底物质量6%的蒸馏水，在温度为30℃的条件下，密封发酵2周，出料，得到改性黄麻纤维，备用；混合物的制备：将稻壳放入粉碎机中，粉碎30min，得到稻壳粉碎物，将稻壳粉碎物放入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中浸泡30min后，倒入高温高压蒸煮罐中，在温度为200℃，压力为1.8mpa的条件下，高温高压蒸煮2h，得到混合液；将上述混合液、苯酚、质量分数为2%的氢氧化钠溶液按质量比为2︰2︰5混合后，倒入减压蒸馏装置中，在温度为100℃，压力为1000pa的条件下，减压蒸馏50min，得到混合物；耐老化塑木复合材料的制备：将备用改性黄麻纤维、上述混合物按质量比为2︰3混合后，放入搅拌仪中，搅拌40min后，倒入挤压机中挤压成型，出料，冷却至室温，即得耐老化塑木复合材料。对比例1：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性黄麻纤维。对比例2：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少混合物。对比例3：山东某公司生产的耐老化塑木复合材料。耐老化实验：将实例1～3和对比例中的塑木复合材料放置在90℃下进行热氧老化3000h和放置在紫外光老化2000h后，测得各静曲强度保持率。拉伸强度测试采用塑木复合材料拉伸强度测试机进行检测。表1性能测定结果测试项目实例1实例2实例3对比例1对比例2对比例3拉伸强度（mpa）16.817.217.510.212.412.690℃下热氧老化3000h后，静曲强度保持率（%）93.493.894.184.375.382.4紫外光老化2000h后，静曲强度保持率（%）94.194.594.782.378.981.3根据上述中数据可知本发明制得的耐老化塑木复合材料的拉伸强度高，热氧老化后和紫外光老化后的静曲强度保持率相较于普通塑木复合材料高，说明耐老化性能好，使用寿命长，具有广阔的应用前景。当前第1页12