生物质木塑复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于材料领域，具体是涉及一种含有生物质成分的木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料是国内外近年来兴起的一类新型复合材料，其不仅具有与实木材类似的加工特性和木质亲和感，又具有一定的防潮耐水、抗静电、耐腐蚀等优点，已经成功地替代了大量木质板，为木塑复合材料的发展提供了广阔的市场环境。

现有的木塑复合材料主要是利用聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性材料与木粉、秸秆粉等植物纤维混合后经过挤压成型等加工工艺生产出来的板材，在使用的过程中防滑性能非常差，而且板材的耐磨系数和弹性系数不高，在踩踏的过程中不能给人以很好的舒适感，然而，还由于室内环境装修除甲醛和消除空气污染的需求越来越迫切，寄望于通过对木塑板材赋予其释放负离子的功能以缓解此类问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种综合性能优越、绿色环保的生物质木塑复合材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种生物质木塑复合材料，包括以下重量份的原料：生物质材料15～30份，偶联剂1～4份，负氧离子粉10～15份，钛酸酯类活化剂0.1～0.3份，丁苯橡胶50～65份，润滑剂0.5～2份，着色剂0.5～2份。

进一步地，还包括碳化钨粉末0.1～0.5份。

进一步地，还包括陶瓷纤维3～5份。

进一步地，还包括稀土稳定剂3～5份。

进一步地，还包括回收塑料40～50份，荧光剂10～20份，抗氧化剂0.5～2份。

本发明采用的另一技术方案为：生物质木塑复合材料制备方法，步骤是：采用破碎机对生物质材料进行粉碎，得到10～30mm的碎料，再用研磨机对碎料进行研磨，使粒径达到100～ 120目；将生物质粉料与偶联剂投入高速混合机，在1000～1500r/min的转速下混合反应2～ 4h，冷却至50～70℃出料；将负氧离子粉与钛酸酯类活化剂进行混合，在80～150℃温度下活化1～3小时；将丁苯橡胶先在120～130℃下加热2～4小时后转入高速搅拌机中，再将偶联生物质粉料、润滑剂、着色剂加入高速搅拌机，混合均匀后，得到木塑母料。

进一步地，将木塑母料输入分配器；将回收塑料、荧光剂和抗氧化剂通过混料机高速搅拌，得到熔融物料，再通过双螺杆将熔融物料输入分配器；分配器对木塑母料和熔融物料同时施加40Mpa压强，挤进成型模具，木塑母料作为表层，熔融物料作为芯层，在温度170～ 200℃下注塑成型，然后冷却定型，得到荧光木塑复合材料。

实施本发明技术方案，由于丁苯橡胶与偶联改性生物质粉具有良好的相容性，使两者形成互穿的网织结构，提高了的木塑复合材料的综合机性能，而添加的负氧离子粉能够释放负氧离子输送负电荷给细菌、灰尘、烟雾以及水滴等，电荷吸附微粒形成下沉粒团，消除室内异味和各种有害气体在室内装修过程中使用的装潢材料挥发出来的苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体，从而达到净化空气的目的。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

生物质木塑复合材料按重量份计，由生物质材料15～30份，偶联剂1～4份，负氧离子粉10～15份，钛酸酯类活化剂0.1～0.3份，丁苯橡胶50～65份、润滑剂0.5～2份，着色剂0.5～2份，碳化钨粉末0.1～0.5份，陶瓷纤维3～5份，稀土稳定剂3～5份，回收塑料 40～50份，荧光剂10～20份和抗氧化剂0.5～2份组成。

生物质材料选择木粉和秸杆混合物。木粉为桉木粉、杨木粉、沙柳木粉和杉木粉，秸秆粉为玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、荞麦秸秆粉、大豆秸秆粉和稻草秸秆粉。偶联剂选择马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、铝酸酯偶联剂中的一种或者多种以任意比混合。生物质材料与偶联剂的重量比为20～30：1。

润滑剂选自聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸锌、硬脂酸中的任意一种或多种。抗氧化剂选自抗氧化剂1010、抗氧化剂1098和抗氧化剂168中的任意一种或多种。碳化钨粉末和陶瓷纤维有效提高了木塑材料的耐磨性和强度，保证生物质木塑复合材料及其制备方法在使用过程中，不易被弯折，提升其可靠性。

丁苯橡胶材料进行熔融制得的木塑地板，丁苯橡胶材料热塑性比较好，回弹性和良好的耐磨性，防滑性和减震性能优良，能够使地板在防滑的同时给人以舒适感。

负氧离子粉可以释放负氧离子输送负电荷给细菌、灰尘、烟雾微粒以及水滴。稀土稳定剂可吸收230～320nm的紫外光，具有抗光老化作用。荧光剂选用间二甲苯、邻苯二酚、三聚氯氰、三氯化铝的一种或两种，含荧光剂的生物质木塑复合材料及其制备方法，提高了材料的装饰性，自发光的功能也拓宽了其应用领域，且发光时间长，可用于室内装饰、户外地板等设施，尤其在交通道路方面，其利用价值更为明显，可提供照明或警示等作用。

生物质木塑复合材料制备方法的步骤如下：

1、采用破碎机对生物质材料进行粉碎，得到10～30mm的碎料，再用研磨机对碎料进行研磨，使粒径达到100～120目。

2、将生物质粉料与偶联剂投入高速混合机，在1000～1500r/min的转速下混合反应2～ 4h，冷却至50～70℃出料。将负氧离子粉与钛酸酯类活化剂进行混合，在80～150℃温度下活化1～3小时。

3、将丁苯橡胶先在120～130℃下加热2～4小时后转入高速搅拌机中，再将偶联生物质粉料、润滑剂、着色剂、碳化钨粉末、陶瓷纤维和稀土稳定剂加入高速搅拌机，混合均匀后，得到木塑母料输入分配器。

4、将回收塑料、荧光剂和抗氧化剂通过混料机高速搅拌，得到熔融物料，再通过双螺杆将熔融物料输入分配器。

5、分配器对木塑母料和熔融物料同时施加40Mpa压强，挤进成型模具，木塑母料作为表层，熔融物料作为芯层，在温度170～200℃下注塑成型，然后冷却定型，得到释放负氧离子、吸收紫外线、发出荧光的木塑复合材料。

以下以三个最佳实施例对本发明进一步描述。先看第一实施例：生物质木塑复合材料按重量份计，由杨木粉15份，铝酸酯偶联剂2份，负氧离子粉15份，钛酸酯类活化剂0.3份，丁苯橡胶50份、硬脂酸锌0.5份和着色剂1份组成。生物质木塑复合材料制备方法的步骤如下：采用破碎机对生物质材料进行粉碎，得到20mm的碎料，再用研磨机对碎料进行研磨，使粒径达到100目；将杨木粉与铝酸酯偶联剂投入高速混合机，在1200r/min的转速下混合反应3h，冷却至50℃出料。将负氧离子粉与钛酸酯类活化剂进行混合，在90℃温度下活化1.5 小时；将丁苯橡胶先在120℃下加热2小时后转入高速搅拌机中，再将偶联生物质粉料、硬脂酸锌和着色剂加入高速搅拌机，混合均匀后，得到释放负氧离子木塑母料。

再看第二实施例：生物质木塑复合材料按重量份计，由杉木粉30份，马来酸酐接枝聚丙烯1份，负氧离子粉10份，钛酸酯类活化剂0.2份，丁苯橡胶65份、石蜡0.5份和着色剂0.5份，回收塑料50份，荧光剂15份和抗氧化剂份组成。生物质木塑复合材料制备方法的步骤如下：采用破碎机对生物质材料进行粉碎，得到10mm的碎料，再用研磨机对碎料进行研磨，使粒径达到100目；将杉木粉与马来酸酐接枝聚丙烯偶联剂投入高速混合机，在1500r/min 的转速下混合反应2h，冷却至50℃出料；将负氧离子粉与钛酸酯类活化剂进行混合，在80℃温度下活化1小时；将丁苯橡胶先在120～130℃下加热2～4小时后转入高速搅拌机中，再将偶联生物质粉料、石蜡和着色剂加入高速搅拌机，混合均匀后，得到木塑母料输入分配器；将回收塑料40份、荧光剂15份和抗氧化剂1份通过混料机高速搅拌，得到熔融物料，再通过双螺杆将熔融物料输入分配器；分配器对木塑母料和熔融物料同时施加40Mpa压强，挤进成型模具，木塑母料作为表层，熔融物料作为芯层，在温度200℃下注塑成型，然后冷却定型，得到释放负氧离子、发出荧光的木塑复合材料。

最后看第三实施例：生物质木塑复合材料按重量份计，由玉米秸秆粉20份，马来酸酐接枝聚乙烯偶联剂1份，负氧离子粉10份，钛酸酯类活化剂0.2份，丁苯橡胶50份、聚乙烯蜡0.5份，着色剂1份，碳化钨粉末0.5份，稀土稳定剂5份，回收塑料40份，荧光剂10 份和抗氧化剂0.5份组成。生物质木塑复合材料制备方法的步骤如下：采用破碎机对生物质材料进行粉碎，得到10mm的碎料，再用研磨机对碎料进行研磨，使粒径达到100目；将玉米秸秆粉与马来酸酐接枝聚乙烯偶联剂投入高速混合机，在1000r/min的转速下混合反应2h，冷却至70℃出料。将负氧离子粉与钛酸酯类活化剂进行混合，在80℃温度下活化1小时；将丁苯橡胶先在110℃下加热2小时后转入高速搅拌机中，再将马来酸酐接枝聚乙烯偶联玉米秸秆粉、聚乙烯蜡、着色剂、碳化钨粉末和稀土稳定剂加入高速搅拌机，混合均匀后，得到木塑母料输入分配器；将回收塑料和抗氧化剂通过混料机高速搅拌，得到熔融物料，再通过双螺杆将熔融物料输入分配器；分配器对木塑母料和熔融物料同时施加40Mpa压强，挤进成型模具，木塑母料作为表层，熔融物料作为芯层，在温度180℃下注塑成型，然后冷却定型，得到释放负氧离子、吸收紫外线的木塑复合材料。

以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。