[發(fā)明專利]一種木質(zhì)素增強(qiáng)型木塑材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710659376.7
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107298868B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 應(yīng)漢杰;仲凌霞;朱晨杰;唐成倫;張曉;陳勇;吳菁嵐;柳東
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L23/06;C08L23/12;C08L27/06;C08L55/02;C08L25/06;C08L51/06;C08L97/00;C08L33/04;C08L51/04;C08L53/02;C08L23/08;C08L23/28;C08K3/26
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華

本發(fā)明公開了一種木質(zhì)素增強(qiáng)型木塑復(fù)合材料，屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。該木塑復(fù)合材料由植物纖維、木質(zhì)素、再生熱塑性塑料、礦物質(zhì)粉、加工助劑中的一種或多種組成，采用螺桿造粒擠出工藝加工而成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過向木塑材料中加入木質(zhì)素，以提高木塑材料的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和抗老化性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于木塑材料領(lǐng)域，具體涉及一種木質(zhì)素增強(qiáng)型木塑材料及其制備方法。

背景技術(shù)

木質(zhì)素是由聚合的芳香醇構(gòu)成的一類物質(zhì)，存在于木質(zhì)組織中，主要作用是通過形成交織網(wǎng)來硬化細(xì)胞壁，為次生壁主要成分。其所含基本官能團(tuán)中苯環(huán)、醛基、酮基、羧基、雙鍵等都具有一定的紫外吸收效果，可應(yīng)用于木塑復(fù)合材料中，提高其抗紫外老化效果；此外，木質(zhì)素含有光敏性基團(tuán)，如羰基等，對光不穩(wěn)定，可以通過合理的配比以達(dá)到對木塑復(fù)合材料降解周期的可控性；并且，木質(zhì)素主要位于纖維素纖維之間，起抗壓作用，因此木質(zhì)素添加到木塑材料中能夠提高木塑材料的性能。

現(xiàn)有的木塑復(fù)合材料，通常為提高其抗紫外效果，都是在原料中直接加入光穩(wěn)定劑，如光屏蔽劑、自由基捕獲劑、紫外線吸收劑等，及UV-P(2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑)、UV-0(2，4-二羥基二苯甲酮)、UV-9(2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮)、UV-531(2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮)等，而這些光穩(wěn)定劑價(jià)格比較昂貴。相比較于這些光穩(wěn)定劑，木質(zhì)素廣泛存在于大自然中，且每年都會(huì)有大量的廢棄物產(chǎn)生。所以，將這些廢棄物與植物纖維素相結(jié)合，利用其中的紫外吸收基團(tuán)可以提高木塑復(fù)合材料的抗紫外效果，且可以在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)還能降低成本。另外，木質(zhì)素還含有大量的醇羥基、酚羥基，可以提高復(fù)合材料的相容性，從而提高其力學(xué)性能。

目前，植物木質(zhì)纖維作為生產(chǎn)木塑復(fù)合材料中的主要組成部分，從用量種類上已經(jīng)被廣泛研究與應(yīng)用。申請?zhí)枺篊N201310324655.X應(yīng)用不同種類的植物纖維進(jìn)行木塑材料的生產(chǎn)。申請?zhí)枺篊N204398445U和CN105315688A為解決農(nóng)業(yè)秸稈的應(yīng)用問題及木粉短缺等問題重點(diǎn)研究了以農(nóng)業(yè)秸稈等植物纖維的木素產(chǎn)品也取得良好的效果。而木質(zhì)素作為第二大可再生資源，對其應(yīng)用于木塑材料的研究卻比較少，CN102051002A應(yīng)用酶解木質(zhì)素與木質(zhì)纖維和聚烯烴的混合制備木塑復(fù)合材料，但是其僅限于酶解木質(zhì)素，對其他木質(zhì)素并沒有有效利用；且其是將所有物質(zhì)在高速混合機(jī)中混合的，但其中的潤滑劑和染色劑等不利于相容劑對秸稈粉和木質(zhì)素進(jìn)行改性接枝，因此，原料(塑料，秸稈粉，木質(zhì)素，無機(jī)礦粉等)無法充分相容混合。因此，本發(fā)明對不同的木質(zhì)素的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且采用兩級原位改性造粒擠出法，即先是在是在第一步中使各物料進(jìn)行相容性共混，使原料充分混合，而后再擠出造粒時(shí)加入其他加工助劑，造粒后即可擠出制備力學(xué)性能好，且具有抗老化、抗紫外老化的木塑復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種木質(zhì)素增強(qiáng)型木塑材料，以解決現(xiàn)有技術(shù)中木塑材料抗老化性能差的問題。

本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供上述木質(zhì)素增強(qiáng)型木塑材料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種木質(zhì)素增強(qiáng)型木塑材料，該木塑材料的配方包括如下重量份的組分：

其中，所述的木質(zhì)纖維素為植物纖維，該植物纖維可以是木粉、竹粉、秸稈粉、棉桿、木材加工下腳料、木糖渣、糠醛渣中的任意一種或幾種的組合，優(yōu)選木糖渣、糠醛渣中的一種或兩種的組合物。

木糖渣即是玉米芯、甘蔗渣、竹屑等經(jīng)過酸預(yù)處理后，提取木糖后所剩的殘?jiān)Ｅc其它植物木質(zhì)纖維素相比，木糖渣中的結(jié)晶纖維素與木質(zhì)素含量比較高。以木糖渣為原料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明相比較于竹粉、稻殼、木糖渣能明顯提高善木塑材料的物理性能、力學(xué)性能(如抗沖擊強(qiáng)度、拉伸性能等)，同時(shí)抗紫外老化效果也明顯提高。

其中，所述的木質(zhì)素為造紙木質(zhì)素、酶解木質(zhì)素、堿木質(zhì)素、有機(jī)溶劑木質(zhì)素、木質(zhì)素磺酸鹽中的任意一種或幾種的組合。