本發明涉及木塑板材
技術領域：
，具體涉及一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料及其制備方法。
背景技術：
：木塑材料作為一種新興的環保材料，其主要以植物纖維類材料為主料，加入塑料合成，形成一種適用性廣泛的復合材料。在木塑復合材料的加工中，由于木材纖維具有很強的極性、親水性，而塑料為非極性、不親水，木材纖維與塑料兩者間的相容性很差，界面粘合力也很小，所以要將具有較強吸水性的木材與具有疏水性的塑料結合在一起，是一件很困難的事情，也會影響木塑復合材料的機械性能。而且，由于木材纖維之間有很強的相互作用，使得其在塑料中的分散性極差，要達到均勻分散較為困難。同時，成型制造時，木粉填料易降解變色，塑料也會熱降解，不適合的配混和制造工藝會導致木塑復合材料的性能下降。隨著全球資源日趨枯竭，社會環保意識日漸高漲，生產及生活中對木材和石化產品應用提出了更高的要求。由于木塑材料中含有較多的植物纖維，從而使得在長期使用過程中，尤其是在潮濕的環境下，塑木材料極易因水分含量較多導致細菌生長，從而使得木塑材料霉變報廢，進而提高使用成本。此外目前的木塑材料還有很多性能方面的不足，不能夠完全替代木材，使該行業產品在國內市場的應用受到限制，如pe、pp基材的塑木材料密度較大，自蠕變型大，不適合在建筑外墻等應用。其他近兩年開發的共擠塑木產品，如木塑共擠金屬材料、木塑共擠改性塑料等雖然能部分解決以上問題，但生產工藝繁瑣，產品廢品率高，在使用時存在兩層材料剝離風險。因此目前市面上木塑材料在密度、強度、耐候性方面的品質和性能還需要有較大的提高才能滿足市場的應用。技術實現要素：針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料，該木塑復合材料具有質輕、阻燃、零甲醛、無污染的特點，材料抗壓耐磨、機械強度高、耐老化，具有優異的抗菌、防蟲蛀、抗潮濕性能；同時本發明的制備方法采用大量廢棄木料，節約了資源、保護了環境，成本較低、原料易得、工藝簡明，具有較高的實用價值和良好的應用前景。本發明解決技術問題采用如下技術方案：本發明提供了一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料，包括以下重量份的原料：阻燃添加劑8-12份、增強纖維7-9份、煅燒礦物粉料8-10份、偶聯劑5-7份、氯丁橡膠4-8份、乙丙橡膠8-10份、木質化纖維30-40份、廢棄木材20-30份、鋅鈣復合穩定劑p7903-5份、增香木粉4-8份、聚氯乙烯樹脂80-90份、耐磨添加劑8-12份、加工助劑10-14份。優選地，所述輕質高強環保耐磨木塑復合材料包括以下重量份的原料：阻燃添加劑10份、增強纖維8份、煅燒礦物粉料9份、偶聯劑6份、氯丁橡膠6份、乙丙橡膠9份、木質化纖維35份、廢棄木材25份、鋅鈣復合穩定劑p7904份、增香木粉6份、聚氯乙烯樹脂85份、耐磨添加劑10份、加工助劑12份。優選地，所述阻燃添加劑為氫氧化鋁、次磷酸鎂、十溴聯苯醚、氯化石蠟按照重量比2:1:4:3組成的混合物。優選地，所述增強纖維為玻璃纖維和氮化硅纖維按照重量比2:1組成的混合物，所述增強纖維的規格為：長8-12mm，直徑為0.3-0.7mm。優選地，所述煅燒礦物粉料為煅燒膨脹珍珠巖、煅燒凹凸棒土、煅燒高嶺土按照重量3:3:2組成的混合物，所述煅燒礦物粉料的制備方法為：按重量比取高嶺土、膨脹珍珠巖原料、凹凸棒土進行煅燒，煅燒溫度從650℃逐漸升溫至750℃，升溫速率為4℃/min，然后在750℃下再煅燒1小時，保溫0.5小時，自然冷卻后出料，最后將煅燒后的混合料制成平均粒度為500nm以下的粉末即可。優選地，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種或幾種。優選地，所述木質化纖維為稻草秸稈、棉花秸稈、小麥秸稈按照重量比1:3:5組成的混合物；所述增香木粉為樟樹木粉、沉香木粉按照重量比8:1組成的混合物。優選地，所述耐磨添加劑為納米碳化硅、納米氧化鋁、納米氧化鋅按照重量比4:3:1組成的混合物；所述加工助劑為增塑劑、潤滑劑、抗靜電劑按照重量比2:4:1組成的混合物，所述增塑劑為非鄰苯二甲酯類增塑劑，所述抗氧劑為乙氧基化脂肪族烷基胺抗靜電劑，所述潤滑劑為硬脂酸鋅和硬脂酸鈣按照重量比2:1組成的混合物。本發明還提供一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量各組分原料；步驟二，將偶聯劑、煅燒礦物粉料、增香木粉、耐磨添加劑加入高速攪拌機中，在攪拌轉速300-400r/min下，攪拌20-30分鐘，得到混合物a；步驟三、將木質化纖維和廢棄木材加入粉碎機中粉碎，過200目篩后加入濃度為16%-20%的過氧化氫溶液漂白，將漂白后的木粉送入烘干機中在60-70℃下干燥2-4小時，送入紫外線消毒室消毒1-2小時得到混合物b；步驟四，將氯丁橡膠、乙丙橡膠、步驟二制備的混合物b、聚氯乙烯樹脂、混合加入密煉機中加熱至90-100℃，保溫10-14分鐘后，加入阻燃添加劑、增強纖維、鋅鈣復合穩定劑p790、加工助劑、步驟二制備的混合物a，升溫至115-125℃，混煉10-15分鐘，得到混煉物c；步驟五，將混合物c加入送入雙螺桿擠出機中進行分段式控溫擠出、冷卻、切粒，分段式控溫分6段控溫，溫度分別為：區段一溫度為145-155℃，區段二溫度為155-165℃，區段三溫度為165-175℃，區段四溫度為175-185℃，區段五合流區溫度為185-195℃，區段六機頭溫度為195℃，螺桿轉速為120-140r/min，機頭壓力為5-6mpa，擠出型材冷卻定性后加入定長裁斷機中切斷得到發明的輕質高強環保耐磨木塑復合材料。優選地，所述輕質高強環保耐磨木塑復合材料的制備步驟為：步驟一，按要求稱量各組分原料；步驟二，將偶聯劑、煅燒礦物粉料、增香木粉、耐磨添加劑加入高速攪拌機中，在攪拌轉速350r/min下，攪拌25分鐘，得到混合物a；步驟三、將木質化纖維和廢棄木材加入粉碎機中粉碎，過200目篩后加入濃度為16%-20%的過氧化氫溶液漂白，將漂白后的木粉送入烘干機中在65℃下干燥3小時，送入紫外線消毒室消毒1.5小時得到混合物b；步驟四，將氯丁橡膠、乙丙橡膠、步驟二制備的混合物b、聚氯乙烯樹脂、混合加入密煉機中加熱至95℃，保溫12分鐘后，加入阻燃添加劑、增強纖維、鋅鈣復合穩定劑p790、加工助劑、步驟二制備的混合物a，升溫至120℃，混煉12分鐘，得到混煉物c；步驟五，將混合物c加入送入雙螺桿擠出機中進行分段式控溫擠出、冷卻、切粒，分段式控溫分6段控溫，溫度分別為：區段一溫度為145-155℃，區段二溫度為155-165℃，區段三溫度為165-175℃，區段四溫度為175-185℃，區段五合流區溫度為185-195℃，區段六機頭溫度為195℃，螺桿轉速為130r/min，機頭壓力為5.5mpa，擠出型材冷卻定性后加入定長裁斷機中切斷得到發明的輕質高強環保耐磨木塑復合材料。與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：（1）本發明的一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料添加了阻燃添加劑，主要為氫氧化鋁、次磷酸鎂、十溴聯苯醚、氯化石蠟，幾者復合作用，形成復配型阻燃效果，大大提高了發明的木塑材料的阻燃性能，提高了其抵抗風險的能力。（2）本發明的一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料采用了農業秸稈和廢棄木材作為主體材料，在充分利用廢棄物的基礎上，節約了資源，保護了環境，符合循環經濟的理念，實現了可持續發展；同時在制備過程中對農業秸稈和廢棄木材進行了漂白和殺菌，既保證了制備出的木塑復合材料的顏色鮮明，又使得其安全衛生，無菌無毒。（3）本發明的一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料添加的鋅鈣復合穩定劑p790，它不但可以取代鉛鎘鹽類和有機錫類等有毒穩定劑，而且具有相當好的熱穩定性、光穩定性和透明性及著色力，能夠使聚氯乙烯樹脂結構更加致密、塑化速率增加、改善物料的流動性，擠出加工工藝性好，產品質量穩定性高。（4）本發明的一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料添加的耐磨添加劑，主要為納米碳化硅、納米氧化鋁、納米氧化鋅，一方面其能夠有效提高復合材料的耐磨性能，另一方面還能夠有效屏蔽紫外線，有效增加木塑材料耐老化性能。（5）本發明的一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料添加了增香木粉，主要為樟樹木粉、沉香木粉，一方面其能夠使制備的復合材料具有木材的清香，有益健康，另一方面還能夠增加木塑材料的驅蟲殺蟲能力，防止蟲蛀現象的發生，增加材料的使用壽命。（6）本發明的一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料具有質輕、阻燃、零甲醛、無污染的特點，材料抗壓耐磨、機械強度高、耐老化，具有優異的抗菌、防蟲蛀、抗潮濕性能；同時本發明的制備方法采用大量廢棄木料，節約了資源、保護了環境，成本較低、原料易得、工藝簡明，具有較高的實用價值和良好的應用前景。具體實施方式下面結合具體實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例1.本實施例的一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料，包括以下重量份的原料：阻燃添加劑8份、增強纖維7份、煅燒礦物粉料8份、偶聯劑5份、氯丁橡膠4份、乙丙橡膠8份、木質化纖維30份、廢棄木材20份、鋅鈣復合穩定劑p7903份、增香木粉4份、聚氯乙烯樹脂80份、耐磨添加劑8份、加工助劑10份。本實施例中的阻燃添加劑為氫氧化鋁、次磷酸鎂、十溴聯苯醚、氯化石蠟按照重量比2:1:4:3組成的混合物。本實施例中的增強纖維為玻璃纖維和氮化硅纖維按照重量比2:1組成的混合物，所述增強纖維的規格為：長8-12mm，直徑為0.3-0.7mm。本實施例中的煅燒礦物粉料為煅燒膨脹珍珠巖、煅燒凹凸棒土、煅燒高嶺土按照重量3:3:2組成的混合物，所述煅燒礦物粉料的制備方法為：按重量比取高嶺土、膨脹珍珠巖原料、凹凸棒土進行煅燒，煅燒溫度從650℃逐漸升溫至750℃，升溫速率為4℃/min，然后在750℃下再煅燒1小時，保溫0.5小時，自然冷卻后出料，最后將煅燒后的混合料制成平均粒度為500nm以下的粉末即可。本實施例中的偶聯劑為硅烷偶聯劑。本實施例中的木質化纖維為稻草秸稈、棉花秸稈、小麥秸稈按照重量比1:3:5組成的混合物。本實施例中的增香木粉為樟樹木粉、沉香木粉按照重量比8:1組成的混合物。本實施例中的耐磨添加劑為納米碳化硅、納米氧化鋁、納米氧化鋅按照重量比4:3:1組成的混合物。本實施例中的加工助劑為增塑劑、潤滑劑、抗靜電劑按照重量比2:4:1組成的混合物，所述增塑劑為非鄰苯二甲酯類增塑劑，所述抗氧劑為乙氧基化脂肪族烷基胺抗靜電劑，所述潤滑劑為硬脂酸鋅和硬脂酸鈣按照重量比2:1組成的混合物。本實施例的輕質高強環保耐磨木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量各組分原料；步驟二，將偶聯劑、煅燒礦物粉料、增香木粉、耐磨添加劑加入高速攪拌機中，在攪拌轉速300r/min下，攪拌30分鐘，得到混合物a；步驟三、將木質化纖維和廢棄木材加入粉碎機中粉碎，過200目篩后加入濃度為16%-20%的過氧化氫溶液漂白，將漂白后的木粉送入烘干機中在60℃下干燥4小時，送入紫外線消毒室消毒1小時得到混合物b；步驟四，將氯丁橡膠、乙丙橡膠、步驟二制備的混合物b、聚氯乙烯樹脂、混合加入密煉機中加熱至90℃，保溫10分鐘后，加入阻燃添加劑、增強纖維、鋅鈣復合穩定劑p790、加工助劑、步驟二制備的混合物a，升溫至115℃，混煉10分鐘，得到混煉物c；步驟五，將混合物c加入送入雙螺桿擠出機中進行分段式控溫擠出、冷卻、切粒，分段式控溫分6段控溫，溫度分別為：區段一溫度為145-155℃，區段二溫度為155-165℃，區段三溫度為165-175℃，區段四溫度為175-185℃，區段五合流區溫度為185-195℃，區段六機頭溫度為195℃，螺桿轉速為120r/min，機頭壓力為5mpa，擠出型材冷卻定性后加入定長裁斷機中切斷得到發明的輕質高強環保耐磨木塑復合材料。實施例2.本實施例的一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料，包括以下重量份的原料：阻燃添加劑12份、增強纖維9份、煅燒礦物粉料10份、偶聯劑7份、氯丁橡膠8份、乙丙橡膠10份、木質化纖維40份、廢棄木材30份、鋅鈣復合穩定劑p7905份、增香木粉8份、聚氯乙烯樹脂90份、耐磨添加劑12份、加工助劑14份。本實施例中的阻燃添加劑為氫氧化鋁、次磷酸鎂、十溴聯苯醚、氯化石蠟按照重量比2:1:4:3組成的混合物。本實施例中的增強纖維為玻璃纖維和氮化硅纖維按照重量比2:1組成的混合物，所述增強纖維的規格為：長8-12mm，直徑為0.3-0.7mm。本實施例中的煅燒礦物粉料為煅燒膨脹珍珠巖、煅燒凹凸棒土、煅燒高嶺土按照重量3:3:2組成的混合物，所述煅燒礦物粉料的制備方法為：按重量比取高嶺土、膨脹珍珠巖原料、凹凸棒土進行煅燒，煅燒溫度從650℃逐漸升溫至750℃，升溫速率為4℃/min，然后在750℃下再煅燒1小時，保溫0.5小時，自然冷卻后出料，最后將煅燒后的混合料制成平均粒度為500nm以下的粉末即可。本實施例中的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑。本實施例中的木質化纖維為稻草秸稈、棉花秸稈、小麥秸稈按照重量比1:3:5組成的混合物。本實施例中的增香木粉為樟樹木粉、沉香木粉按照重量比8:1組成的混合物。本實施例中的耐磨添加劑為納米碳化硅、納米氧化鋁、納米氧化鋅按照重量比4:3:1組成的混合物。本實施例中的加工助劑為增塑劑、潤滑劑、抗靜電劑按照重量比2:4:1組成的混合物，所述增塑劑為非鄰苯二甲酯類增塑劑，所述抗氧劑為乙氧基化脂肪族烷基胺抗靜電劑，所述潤滑劑為硬脂酸鋅和硬脂酸鈣按照重量比2:1組成的混合物。本實施例的輕質高強環保耐磨木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量各組分原料；步驟二，將偶聯劑、煅燒礦物粉料、增香木粉、耐磨添加劑加入高速攪拌機中，在攪拌轉速400r/min下，攪拌20分鐘，得到混合物a；步驟三、將木質化纖維和廢棄木材加入粉碎機中粉碎，過200目篩后加入濃度為16%-20%的過氧化氫溶液漂白，將漂白后的木粉送入烘干機中在70℃下干燥2小時，送入紫外線消毒室消毒2小時得到混合物b；步驟四，將氯丁橡膠、乙丙橡膠、步驟二制備的混合物b、聚氯乙烯樹脂、混合加入密煉機中加熱至100℃，保溫14分鐘后，加入阻燃添加劑、增強纖維、鋅鈣復合穩定劑p790、加工助劑、步驟二制備的混合物a，升溫至125℃，混煉15分鐘，得到混煉物c；步驟五，將混合物c加入送入雙螺桿擠出機中進行分段式控溫擠出、冷卻、切粒，分段式控溫分6段控溫，溫度分別為：區段一溫度為145-155℃，區段二溫度為155-165℃，區段三溫度為165-175℃，區段四溫度為175-185℃，區段五合流區溫度為185-195℃，區段六機頭溫度為195℃，螺桿轉速為140r/min，機頭壓力為6mpa，擠出型材冷卻定性后加入定長裁斷機中切斷得到發明的輕質高強環保耐磨木塑復合材料。實施例3.本實施例的一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料，包括以下重量份的原料：阻燃添加劑10份、增強纖維8份、煅燒礦物粉料9份、偶聯劑6份、氯丁橡膠6份、乙丙橡膠9份、木質化纖維35份、廢棄木材25份、鋅鈣復合穩定劑p7904份、增香木粉6份、聚氯乙烯樹脂85份、耐磨添加劑10份、加工助劑12份。本實施例中的阻燃添加劑為氫氧化鋁、次磷酸鎂、十溴聯苯醚、氯化石蠟按照重量比2:1:4:3組成的混合物。本實施例中的增強纖維為玻璃纖維和氮化硅纖維按照重量比2:1組成的混合物，所述增強纖維的規格為：長8-12mm，直徑為0.3-0.7mm。本實施例中的煅燒礦物粉料為煅燒膨脹珍珠巖、煅燒凹凸棒土、煅燒高嶺土按照重量3:3:2組成的混合物，所述煅燒礦物粉料的制備方法為：按重量比取高嶺土、膨脹珍珠巖原料、凹凸棒土進行煅燒，煅燒溫度從650℃逐漸升溫至750℃，升溫速率為4℃/min，然后在750℃下再煅燒1小時，保溫0.5小時，自然冷卻后出料，最后將煅燒后的混合料制成平均粒度為500nm以下的粉末即可。本實施例中的偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑。本實施例中的木質化纖維為稻草秸稈、棉花秸稈、小麥秸稈按照重量比1:3:5組成的混合物。本實施例中的增香木粉為樟樹木粉、沉香木粉按照重量比8:1組成的混合物。本實施例中的耐磨添加劑為納米碳化硅、納米氧化鋁、納米氧化鋅按照重量比4:3:1組成的混合物。本實施例中的加工助劑為增塑劑、潤滑劑、抗靜電劑按照重量比2:4:1組成的混合物，所述增塑劑為非鄰苯二甲酯類增塑劑，所述抗氧劑為乙氧基化脂肪族烷基胺抗靜電劑，所述潤滑劑為硬脂酸鋅和硬脂酸鈣按照重量比2:1組成的混合物。本實施例的輕質高強環保耐磨木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量各組分原料；步驟二，將偶聯劑、煅燒礦物粉料、增香木粉、耐磨添加劑加入高速攪拌機中，在攪拌轉速350r/min下，攪拌25分鐘，得到混合物a；步驟三、將木質化纖維和廢棄木材加入粉碎機中粉碎，過200目篩后加入濃度為16%-20%的過氧化氫溶液漂白，將漂白后的木粉送入烘干機中在65℃下干燥3小時，送入紫外線消毒室消毒1.5小時得到混合物b；步驟四，將氯丁橡膠、乙丙橡膠、步驟二制備的混合物b、聚氯乙烯樹脂、混合加入密煉機中加熱至95℃，保溫12分鐘后，加入阻燃添加劑、增強纖維、鋅鈣復合穩定劑p790、加工助劑、步驟二制備的混合物a，升溫至120℃，混煉12分鐘，得到混煉物c；步驟五，將混合物c加入送入雙螺桿擠出機中進行分段式控溫擠出、冷卻、切粒，分段式控溫分6段控溫，溫度分別為：區段一溫度為145-155℃，區段二溫度為155-165℃，區段三溫度為165-175℃，區段四溫度為175-185℃，區段五合流區溫度為185-195℃，區段六機頭溫度為195℃，螺桿轉速為130r/min，機頭壓力為5.5mpa，擠出型材冷卻定性后加入定長裁斷機中切斷得到發明的輕質高強環保耐磨木塑復合材料。以上各實施例制得的輕質高強環保耐磨木塑復合材料的性能測試結果如下：拉伸強度/mpa斷裂伸長率（%）防火等級環保等級實施例14011.7b1e1實施例24211.1b1e1實施例34112.3b1e1對比例328.7b2e2本發明的一種輕質高強環保耐磨木塑復合材料具有質輕、阻燃、零甲醛、無污染的特點，材料抗壓耐磨、機械強度高、耐老化，具有優異的抗菌、防蟲蛀、抗潮濕性能；同時本發明的制備方法采用大量廢棄木料，節約了資源、保護了環境，成本較低、原料易得、工藝簡明，具有較高的實用價值和良好的應用前景。對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁12