[發(fā)明專利]一種基于木質(zhì)素與咖啡殼粉的木塑復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910936266.X
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110643191B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏炎;趙毅力;羅蓓;徐志偉;李方方
• 申請（專利權(quán)）人: 西南林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L97/00;C08L99/00;C08L23/06;C08L51/06;C08L91/06;C08K3/26;C08K5/098;C08K5/09
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;亢能

本發(fā)明公開了一種木質(zhì)素與咖啡殼粉制備木塑復(fù)合材料及其制備方法，該材料包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料：木質(zhì)素5%?30%、咖啡殼粉5%?60%、木粉0?30%、密度為0.90?0.96g/cm³的聚乙烯20?30%、相容劑0?10%、填料含量為8%、潤滑劑含量為1%以及分散劑1%。本發(fā)明的復(fù)合材料的多項性能得到較大提高，同時使木塑復(fù)合材料的抗真菌侵蝕作用也得到顯著性的提高，在木塑復(fù)合材料的老化過程中，可以提高其生物耐久性，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種木塑復(fù)合材料，尤其是一種基于木質(zhì)素與咖啡殼粉的木塑復(fù)合材料，還涉及其制備方法，屬于木塑復(fù)合材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

木塑復(fù)合材料（Wood-Plastic Composites）簡寫WPC，主要是指聚乙烯、聚丙稀等塑料與木質(zhì)纖維材料復(fù)合而成的一類高性能、高附加值的綠色環(huán)保型復(fù)合材料。塑料成本高，并且由于木塑復(fù)合材料中含有一定數(shù)量的木纖維，當(dāng)其長期用于戶外環(huán)境時，陽光、雨水以及適宜的溫度都為真菌的生長提供了客觀條件，因此易受使用環(huán)境中真菌、細(xì)菌等微生物的影響而導(dǎo)致霉變、腐朽進(jìn)而劣化降低使用壽命。

木質(zhì)素是制漿造紙過程中的副產(chǎn)物，來源廣泛、價廉易得，具有熱塑性，可以用于制備性能優(yōu)異的高分子材料。

目前常見的木塑復(fù)合材料制備中塑料與木粉成本較高，使用過程中產(chǎn)品易被真菌侵蝕進(jìn)而劣化失效等問題。

咖啡是云南的重要農(nóng)作物之一，咖啡殼作為咖啡加工業(yè)的副產(chǎn)物之一，與木質(zhì)素同樣來源廣泛、價廉易得，但是利用咖啡殼粉與熱塑性塑料制備的木塑復(fù)合材料性能較差。因此利用將咖啡殼粉與木質(zhì)素共同用來制備木塑復(fù)合材料，咖啡殼粉極性小于木粉，并且顆粒細(xì)小均勻，與木質(zhì)素以及塑料的結(jié)合性更好，能夠提高復(fù)合材料的界面結(jié)合作用，因而可以制備內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為致密均勻的木塑復(fù)合材料，如何使用咖啡殼與木質(zhì)素結(jié)合改善并提高改性木質(zhì)素基木塑復(fù)合材料的綜合性能是值得研究的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于木質(zhì)素與咖啡殼粉的木塑復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一種基于木質(zhì)素與咖啡殼粉的木塑復(fù)合材料，包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料：

木質(zhì)素5%-30%、咖啡殼粉5%-60%、木粉0-30%、密度為0.90-0.96g/cm³的聚乙烯20-30%、相容劑0-10%、填料含量為8%、潤滑劑含量為1%以及分散劑1%。

本發(fā)明還涉及的上述的木塑復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟（1）、干燥：

將木質(zhì)素單獨干燥，將咖啡殼粉和木粉一起干燥，兩個干燥工藝不相同；

步驟（2）、混料：

將木質(zhì)素5%-30%、咖啡殼粉5%-60%、木粉0-30%、密度為0.90-0.96g/cm³的聚乙烯20-30%、相容劑0-10%、填料8%、潤滑劑1%和分散劑1%，在高速混合機(jī)中混合；

步驟（3）、混煉、造粒：

將混合后的原料送至擠出機(jī)中進(jìn)行熔融混煉，一區(qū)至七區(qū)溫度分別為80-100℃、170-190℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃、170-190℃、160-170℃；將混煉后的細(xì)條形材料放在切粒機(jī)中切粒；

步驟（4）、對輥擠出、熱壓成型：

將造好粒的材料送到在對輥機(jī)中熱壓擠出，最后在熱壓機(jī)中熱壓成型，熱壓溫度為160-190℃，加熱預(yù)壓時間為6-10min，加壓時間為2-5min，加壓壓力為5-8Mpa，即獲得環(huán)保型木塑復(fù)合材料。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，先將木質(zhì)素在50-60℃干燥24h，咖啡殼粉、木粉在鼓風(fēng)干燥箱中105℃下干燥4h；