本發明涉及材料領域，特別涉及一種腈綸纖維增強木塑復合材料及其制備方法。
背景技術：
：木塑復合材料（Wood-PlasticComposites,WPC）是國內外近年蓬勃興起的一類新型復合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的樹脂膠粘劑，與超過50%以上的木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維混合成新的木質材料，再經擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝，生產出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包裝等行業。將塑料和木質粉料按一定比例混合后經熱擠壓成型的板材，稱之為擠壓木塑復合板材。木塑復合材料的生產和使用不會向周圍環境散發危害人類健康的揮發物，木質塑料制品本身還可回收二次利用，因此木塑制品是一種全新的綠色環保制品，能夠生態自潔凈，有著廣闊的開發前景。所以現在研制出一款腈綸纖維增強的復合木塑材料顯得尤為重要。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供一種腈綸纖維增強木塑復合材料及其制備方法，通過采用特定原料進行組合，配合相應的生產工藝，得到的腈綸纖維增強木塑復合材料，其性能穩定，材料強度大，適用范圍廣，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。本發明的目的可以通過以下技術方案實現：一種腈綸纖維增強木塑復合材料，由下列重量份的原料制成：木粉10-15份、油菜秸稈16-20份、甘蔗秸稈5-10份、高粱秸稈4-9份、聚碳酸酯6-18份、聚苯乙烯5-12份、聚乙烯醇7-15份、晴綸纖維10-18份、苯甲酸3-6份、1-萘甲醛1-2份、5-甲氧基色胺鹽酸鹽2-3份、4,4'-聯苯二甲醛1-3份、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸3-4份、偶聯劑1-4份、阻燃劑1-3份、固化劑2-5份。優選地，所述硅烷偶聯劑選自乙烯基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。優選地，所述阻燃劑選自氫氧化鋁、硼酸鋅、氧化錫、亞磷酸酯中的一種或幾種。優選的，所述固化劑選自乙二胺、二乙烯三胺、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷中的一種或幾種。所述的腈綸纖維增強木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟：（1）按照重量份稱取各原料；（2）將木粉、油菜秸稈、甘蔗秸稈、高粱秸稈加入粉碎機中，進行機械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時間為15-30分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、晴綸纖維,攪拌混合，攪拌轉速為500-700轉/分鐘，攪拌時間為40分鐘,然后加入苯甲酸、1-萘甲醛、偶聯劑，攪拌15分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機中，然后依次加入5-甲氧基色胺鹽酸鹽、4,4'-聯苯二甲醛、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸、阻燃劑、固化劑，充分攪拌后，高溫反應75分鐘，溫度為760-850℃，設置爐內壓強為2-3MPa；（5）將步驟（4）的反應物在惰性氣體環境中冷卻至180-200℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機初步造粒，螺桿轉速為500-700轉/分鐘，螺桿溫度為200-220℃，初步造粒冷卻至45℃時放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉速為500-1000轉/分鐘，螺桿溫度為220-260℃。優選的，所述步驟（5）中的惰性氣體為氬氣。本發明與現有技術相比，其有益效果為：（1）本發明的腈綸纖維增強木塑復合材料以木粉、油菜秸稈、甘蔗秸稈、高粱秸稈、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、晴綸纖維為主要成分，通過加入苯甲酸、1-萘甲醛、5-甲氧基色胺鹽酸鹽、4,4'-聯苯二甲醛、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸、阻燃劑、固化劑、偶聯劑，輔以機械粉碎、攪拌混合、高溫密煉、擠出造粒、冷卻塑形等工藝，使得制備而成的腈綸纖維增強木塑復合材料，其性能穩定，材料強度大，適用范圍廣，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。（2）本發明的腈綸纖維增強木塑復合材料原料便宜、工藝簡單，適于大規模工業化運用，實用性強。具體實施方式下面結合具體實施例對發明的技術方案進行詳細說明。實施例1（1）按照重量份稱取木粉10份、油菜秸稈16份、甘蔗秸稈5份、高粱秸稈4份、聚碳酸酯6份、聚苯乙烯5份、聚乙烯醇7份、晴綸纖維10份、苯甲酸3份、1-萘甲醛1份、5-甲氧基色胺鹽酸鹽2份、4,4'-聯苯二甲醛1份、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸3份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、氫氧化鋁1份、乙二胺2份；（2）將木粉、油菜秸稈、甘蔗秸稈、高粱秸稈加入粉碎機中，進行機械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時間為15分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、晴綸纖維,攪拌混合，攪拌轉速為500轉/分鐘，攪拌時間為40分鐘,然后加入苯甲酸、1-萘甲醛、乙烯基三乙氧基硅烷，攪拌15分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機中，然后依次加入5-甲氧基色胺鹽酸鹽、4,4'-聯苯二甲醛、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸、氫氧化鋁、乙二胺，充分攪拌后，高溫反應75分鐘，溫度為760℃，設置爐內壓強為2MPa；（5）將步驟（4）的反應物在氬氣環境中冷卻至180℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機初步造粒，螺桿轉速為500轉/分鐘，螺桿溫度為200℃，初步造粒冷卻至45℃時放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉速為500轉/分鐘，螺桿溫度為220℃。制得的腈綸纖維增強木塑復合材料測試結果如表1所示。實施例2（1）按照重量份稱取木粉12份、油菜秸稈18份、甘蔗秸稈7份、高粱秸稈5份、聚碳酸酯8份、聚苯乙烯7份、聚乙烯醇9份、晴綸纖維13份、苯甲酸4份、1-萘甲醛1份、5-甲氧基色胺鹽酸鹽2份、4,4'-聯苯二甲醛1份、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸3份、3-氨丙基三甲氧基硅烷劑2份、硼酸鋅2份、二乙烯三胺3份；（2）將木粉、油菜秸稈、甘蔗秸稈、高粱秸稈加入粉碎機中，進行機械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時間為20分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、晴綸纖維,攪拌混合，攪拌轉速為550轉/分鐘，攪拌時間為40分鐘,然后加入苯甲酸、1-萘甲醛、3-氨丙基三甲氧基硅烷，攪拌15分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機中，然后依次加入5-甲氧基色胺鹽酸鹽、4,4'-聯苯二甲醛、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸、硼酸鋅、二乙烯三胺，充分攪拌后，高溫反應75分鐘，溫度為780℃，設置爐內壓強為2.3MPa；（5）將步驟（4）的反應物在氬氣環境中冷卻至190℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機初步造粒，螺桿轉速為550轉/分鐘，螺桿溫度為205℃，初步造粒冷卻至45℃時放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉速為700轉/分鐘，螺桿溫度為230℃。制得的腈綸纖維增強木塑復合材料測試結果如表1所示。實施例3（1）按照重量份稱取木粉14份、油菜秸稈19份、甘蔗秸稈9份、高粱秸稈8份、聚碳酸酯17份、聚苯乙烯11份、聚乙烯醇13份、晴綸纖維16份、苯甲酸5份、1-萘甲醛2份、5-甲氧基色胺鹽酸鹽3份、4,4'-聯苯二甲醛2份、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸4份、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷3份、氧化錫2份、間苯二胺4份；（2）將木粉、油菜秸稈、甘蔗秸稈、高粱秸稈加入粉碎機中，進行機械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時間為25分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、晴綸纖維,攪拌混合，攪拌轉速為650轉/分鐘，攪拌時間為40分鐘,然后加入苯甲酸、1-萘甲醛、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，攪拌15分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機中，然后依次加入5-甲氧基色胺鹽酸鹽、4,4'-聯苯二甲醛、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸、氧化錫、間苯二胺，充分攪拌后，高溫反應75分鐘，溫度為810℃，設置爐內壓強為2.8MPa；（5）將步驟（4）的反應物在氬氣環境中冷卻至195℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機初步造粒，螺桿轉速為650轉/分鐘，螺桿溫度為215℃，初步造粒冷卻至45℃時放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉速為900轉/分鐘，螺桿溫度為250℃。制得的腈綸纖維增強木塑復合材料測試結果如表1所示。實施例4（1）按照重量份稱取木粉15份、油菜秸稈20份、甘蔗秸稈10份、高粱秸稈9份、聚碳酸酯18份、聚苯乙烯12份、聚乙烯醇15份、晴綸纖維18份、苯甲酸6份、1-萘甲醛2份、5-甲氧基色胺鹽酸鹽3份、4,4'-聯苯二甲醛3份、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸4份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、亞磷酸酯3份、二氨基二苯基甲烷5份；（2）將木粉、油菜秸稈、甘蔗秸稈、高粱秸稈加入粉碎機中，進行機械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時間為30分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、晴綸纖維,攪拌混合，攪拌轉速為700轉/分鐘，攪拌時間為40分鐘,然后加入苯甲酸、1-萘甲醛、乙烯基三甲氧基硅烷，攪拌15分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機中，然后依次加入5-甲氧基色胺鹽酸鹽、4,4'-聯苯二甲醛、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸、亞磷酸酯、二氨基二苯基甲烷，充分攪拌后，高溫反應75分鐘，溫度為850℃，設置爐內壓強為3MPa；（5）將步驟（4）的反應物在氬氣環境中冷卻至200℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機初步造粒，螺桿轉速為700轉/分鐘，螺桿溫度為220℃，初步造粒冷卻至45℃時放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉速為1000轉/分鐘，螺桿溫度為260℃。制得的腈綸纖維增強木塑復合材料測試結果如表1所示。對比例1（1）按照重量份稱取木粉10份、油菜秸稈16份、甘蔗秸稈5份、高粱秸稈4份、聚碳酸酯6份、聚苯乙烯5份、聚乙烯醇7份、晴綸纖維10份、1-萘甲醛1份、4,4'-聯苯二甲醛1份、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸3份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、氫氧化鋁1份、乙二胺2份；（2）將木粉、油菜秸稈、甘蔗秸稈、高粱秸稈加入粉碎機中，進行機械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時間為15分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、晴綸纖維,攪拌混合，攪拌轉速為500轉/分鐘，攪拌時間為40分鐘,然后加入1-萘甲醛、乙烯基三乙氧基硅烷，攪拌15分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機中，然后依次加入4,4'-聯苯二甲醛、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸、氫氧化鋁、乙二胺，充分攪拌后，高溫反應75分鐘，溫度為760℃，設置爐內壓強為2MPa；（5）將步驟（4）的反應物在氬氣環境中冷卻至180℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機初步造粒，螺桿轉速為500轉/分鐘，螺桿溫度為200℃，初步造粒冷卻至45℃時放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉速為500轉/分鐘，螺桿溫度為220℃。制得的腈綸纖維增強木塑復合材料測試結果如表1所示。對比例2（1）按照重量份稱取木粉15份、油菜秸稈20份、甘蔗秸稈10份、高粱秸稈9份、聚碳酸酯18份、聚苯乙烯12份、聚乙烯醇15份、晴綸纖維18份、苯甲酸6份、1-萘甲醛2份、5-甲氧基色胺鹽酸鹽3份、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸4份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、亞磷酸酯3份、二氨基二苯基甲烷5份；（2）將木粉、油菜秸稈、甘蔗秸稈、高粱秸稈加入粉碎機中，進行機械粉碎，粉碎功率為7.5KW，粉碎時間為30分鐘；（3）將步驟（2）的粉碎物注入攪拌機中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、晴綸纖維,攪拌混合，攪拌轉速為700轉/分鐘，攪拌時間為40分鐘,然后加入苯甲酸、1-萘甲醛、乙烯基三甲氧基硅烷，攪拌15分鐘；（4）將步驟（3）中的攪拌混合物注入密煉機中，然后依次加入5-甲氧基色胺鹽酸鹽、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸、亞磷酸酯、二氨基二苯基甲烷，充分攪拌后，高溫反應75分鐘，溫度為850℃，設置爐內壓強為3MPa；（5）將步驟（4）的反應物在氬氣環境中冷卻至200℃，得到材料前體；（6）將步驟（5）的材料前體加入平行雙螺桿擠出機初步造粒，螺桿轉速為700轉/分鐘，螺桿溫度為220℃，初步造粒冷卻至45℃時放出；（7）將步驟（6）的初步造粒注入錐形螺桿擠出機中，擠出、壓模塑形，冷卻得成品，螺桿轉速為1000轉/分鐘，螺桿溫度為260℃。制得的腈綸纖維增強木塑復合材料測試結果如表1所示。將實施例1-4和對比例1-2的制得的腈綸纖維增強木塑復合材料分別進行拉伸強度、斷裂伸長率、壓縮強度、無缺口Izod沖擊強度這幾項性能測試。表1拉伸強度（MPa）斷裂伸長率（%）壓縮強度（MPa）無缺口Izod沖擊強度（J/m）實施例151.723.4329.52152實施例253.163.5328.77154實施例354.593.3229.63155實施例451.723.6430.39153對比例115.558.8912.66107對比例217.308.1413.90123本發明的腈綸纖維增強木塑復合材料以木粉、油菜秸稈、甘蔗秸稈、高粱秸稈、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、晴綸纖維為主要成分，通過加入苯甲酸、1-萘甲醛、5-甲氧基色胺鹽酸鹽、4,4'-聯苯二甲醛、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸、阻燃劑、固化劑、偶聯劑，輔以機械粉碎、攪拌混合、高溫密煉、擠出造粒、冷卻塑形等工藝，使得制備而成的腈綸纖維增強木塑復合材料，其性能穩定，材料強度大，適用范圍廣，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。本發明的腈綸纖維增強木塑復合材料原料便宜、工藝簡單，適于大規模工業化運用，實用性強。以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。當前第1頁1 2 3