本發(fā)明涉及化工材料領域，具體涉及一種用于戶外的耐高溫木塑復合材料及其制備。
背景技術：
：木塑復合材料是將植物纖維與塑料進行共混擠出得到的一類復合材料，木塑復合材料既能發(fā)揮材料中各組分的優(yōu)點，克服因木材強度低、變異性大及有機材料彈性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用廢棄的木材和塑料，可以解決由于廢舊塑料無法回收對環(huán)境造成污染的問題，并使纖維廢棄資源得到充分利用等優(yōu)點。木塑復合材料具有密比性能高、價格低廉等優(yōu)點。而提高材料的附加值也愈來愈受到人們廣泛關注，從而增加材料的多功能性。目前木塑復合材料已經應用于地板、墻板、建筑模板等領域。但是由于塑料與植物纖維相容性差，界面相互作用力弱，從而導致目前大部分木塑材料的力學強度相對較低、在高溫下容易變形、容易老化、使用壽命短等缺點。技術實現要素：本發(fā)明的目的在于提供一種用于戶外的耐高溫木塑復合材料及其制備以解決現有木塑材料的力學強度相對較低、在高溫下容易變形、容易老化、使用壽命短等問題。一種用于戶外的耐高溫木塑復合材料，主要包括以下組分及其重量份：氯化聚乙烯40-50、植物纖維80-90、抗紫外線吸收劑3-4、馬來酸酐接枝聚乙烯5-6、氯化稀土6-8、稀土穩(wěn)定劑12-15、亞油酸3-5、氧化聚乙烯蠟7-8、改性劑6-9、無機填充物10-15和抗氧劑1-2。進一步的，所述改性劑為馬來酸鈣和納米氧化鋁。利用馬來酸鈣和納米氧化鋁對植物進行改性預處理，可以增強氯化聚乙烯與植物纖維的相容性，使得界面相互作用力增強，提高了木塑復合材料的力學性能。納米氧化鋁還提高了木塑復合材料的耐磨性和高溫性能。進一步的，所述植物纖維包括質量分數為70-80%長徑比大的長纖維木絮與質量分數為20-30%的粒度為30-50目纖維粉末；所述植物纖維的含水率不超過5%。氯化聚乙烯與長徑比大的長纖維木絮相互嵌入，相互穿插、形成三維網絡結構，粒徑小的纖維粉末填充氯化聚乙烯與長徑比大的長纖維木絮形成的間隙之間。可以進一步提高木塑復合材料的機械強度。進一步的，所述無機填充物為無機玻化微珠和抗高溫凹凸棒土，其中所述無機玻化微珠和抗高溫凹凸棒土的質量比為3：1。無機玻化微珠是一種酸性玻璃質溶巖礦物質，經過氣爐高溫膨脹等特種技術處理和生產工藝加工形成內部多孔﹑表面玻化封閉、理化性能穩(wěn)定、燃燒性能為A級、呈球狀體細徑顆粒，是一種環(huán)保型無機輕質絕熱材料。由于膨脹玻化微珠表面玻化形成一定的顆粒強度，理化性能十分穩(wěn)定，耐老化耐候性強，具有優(yōu)異的絕熱﹑防火，適合諸多領域中作輕質填充骨料，還可減少材料收縮率，提高產品綜合性能，降低綜合生產成本。抗高溫凹凸棒土具有獨特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質和較高的吸附脫色能力、可塑性及粘結力。無機玻化微珠和抗高溫凹凸棒土質量比為3：1可以起到最佳的協同作用。進一步的，所述稀土穩(wěn)定劑包括稀土化合物10-15%、乙醇15-25%、丙酮20-35%、氯化銨5-10%、尿素5-10%、脂肪族二元羧酸25-30%。稀土穩(wěn)定劑的一端含有與改性植物纖維的極性部分親和的極性基團，另一端則是與弱極性的稀土改性聚乙烯樹脂基體親和的非極性基團，在稀土穩(wěn)定劑的橋梁作用下，植物纖維與樹脂基體之間的界面能被削弱，提高了植物纖維在樹脂基體中的分散的均勻性以及二者之間的界面親和力，因此可進一步提高復合材料的力學性能。進一步的，所述氯化稀土為氯化釹或氯化銪；所述稀土化合物包括氯化釹、氯化銪、氧化釹、氧化銪中的一種或者多種混合。進一步的，所述長纖維木絮的長徑比為8-12。進一步的，所述馬來酸鈣和納米氧化鋁的質量比為4：1。上述用于戶外的耐高溫木塑復合材料的制備方法，主要包括以下步驟：（1）將氯化聚乙烯與氯化稀土一起于180-200℃中混合攪拌3h，得到稀土改性的聚乙烯；（2）將植物纖維混合均勻后進行烘干處理；（3）用改性劑對步驟（2）所得植物纖維進行預處理；（4）將步驟（1）得到的稀土改性的聚乙烯、步驟（3）所得植物纖維與剩余物料加入高速混合機，在轉速為500-600r/min下攪拌15-20min，得到混合物料；（5）將混合物料送入雙螺桿擠出機中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的融合，再經過摸頭擠出造粒；（6）最后將擠出造粒后的粒料放入熱壓模具中通過熱壓成型。進一步的，所述雙螺桿擠出機的長徑比為25:1-40:1；擠出機各區(qū)段的溫度在150-230℃，擠出機轉速不高于30rpm。與現有技術相比，本發(fā)明對植物纖維和氯化聚乙烯進行改性增強氯化聚乙烯與植物纖維的相容性，使得界面相互作用力增強，再使用稀土穩(wěn)定劑進一步增強相容性，使得界面潤濕性、界面粘合作用進一步提高，有效的提高了復合材料的機械強度，還能有效的降低氯化聚乙烯的樹脂的使用量和提高植物纖維的使用量，提高木塑復合材料的耐高溫性能，有效解決現有木塑材料在高溫下容易變形、容易老化、使用壽命短等問題。還有利于節(jié)省能源，提高廢棄植物纖維的利用率，經濟環(huán)保。無機玻化微珠和抗高溫凹凸棒土的使用能進一步提高木塑復合材料的耐高溫性，而且本發(fā)明木塑材料在戶外對紫外線有著較高的抗性，適合戶外使用。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明作進一步地詳細描述。實施例1一種用于戶外的耐高溫木塑復合材料，主要包括以下組分及其重量份：氯化聚乙烯40、長徑比為8-12的長纖維木絮56、粒度為30-50目纖維粉末24、抗紫外線吸收劑3、馬來酸酐接枝聚乙烯5、氯化釹6、稀土穩(wěn)定劑12、亞油酸3、氧化聚乙烯蠟7、馬來酸鈣4.8和納米氧化鋁1.2、無機玻化微珠7.5和抗高溫凹凸棒土2.5和抗氧劑1。其中稀土穩(wěn)定劑包括氯化銪10%、乙醇15%、丙酮20%、氯化銨5%、尿素5%、脂肪族二元羧酸30%。上述用于戶外的耐高溫木塑復合材料的制備方法，主要包括以下步驟：（1）將氯化聚乙烯與氯化稀土一起于180℃中混合攪拌3h，得到稀土改性的聚乙烯；（2）將植物纖維混合均勻后進行烘干處理；（3）用改性劑對步驟（2）所得植物纖維進行預處理；（4）將步驟（1）得到的稀土改性的聚乙烯、步驟（3）所得植物纖維與剩余物料加入高速混合機，在轉速為500r/min下攪拌20min，得到混合物料；（5）將混合物料送入雙螺桿擠出機中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的融合，再經過摸頭擠出造粒；（6）最后將擠出造粒后的粒料放入熱壓模具中通過熱壓成型。其中，雙螺桿擠出機的長徑比為25:1-40:1；擠出機各區(qū)段的溫度在150-230℃，擠出機轉速不高于30rpm。實施例2一種用于戶外的耐高溫木塑復合材料，主要包括以下組分及其重量份：氯化聚乙烯50、長徑比為8-12長纖維木絮72、粒度為30-50目纖維粉末18、抗紫外線吸收劑4、馬來酸酐接枝聚乙烯6、氯化銪8、稀土穩(wěn)定劑15、亞油酸5、氧化聚乙烯蠟8、馬來酸鈣7.2和納米氧化鋁1.8、無機玻化微珠11.25和抗高溫凹凸棒土3.75和抗氧劑2。其中稀土穩(wěn)定劑包括氧化銪15%、乙醇25%、丙酮35%、氯化銨10%、尿素10%、脂肪族二元羧酸25%。上述用于戶外的耐高溫木塑復合材料的制備方法，主要包括以下步驟：（1）將氯化聚乙烯與氯化稀土一起于200℃中混合攪拌3h，得到稀土改性的聚乙烯；（2）將植物纖維混合均勻后進行烘干處理；（3）用改性劑對步驟（2）所得植物纖維進行預處理；（4）將步驟（1）得到的稀土改性的聚乙烯、步驟（3）所得植物纖維與剩余物料加入高速混合機，在轉速為600r/min下攪拌15min，得到混合物料；（5）將混合物料送入雙螺桿擠出機中，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分的融合，再經過摸頭擠出造粒；（6）最后將擠出造粒后的粒料放入熱壓模具中通過熱壓成型。進一步的，所述雙螺桿擠出機的長徑比為25:1-40:1；擠出機各區(qū)段的溫度在150-230℃，擠出機轉速不高于30rpm。將本發(fā)明的實施例1-2的制備得到的木塑復合材料與市售的普通木塑復合材料進行對比試驗，對比試驗的結果如下表所示：抗拉強度（MPa）彎曲彈性模量（MPa)480h的紫外線照射實驗加熱后尺寸變化率（%）實施例142.213924無變形、無老化、無氣泡、無裂痕、無麻點±0.12實施例243.453859無變形、無老化、無氣泡、無裂痕、無麻點±0.11對比組35-373200-3500有變形、老化、氣泡、無裂痕、無麻點±0.8-±1.25以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3