[發(fā)明專利]一種天然植物長(zhǎng)纖維增強(qiáng)木塑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110097064.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN112898795A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳福濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宣城福美達(dá)新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L97/02
• 分類號(hào): C08L97/02;C08L23/12;C08L51/06;C08L67/00;C08J5/06
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本發(fā)明公開了一種天然植物長(zhǎng)纖維增強(qiáng)木塑及其制備方法，其原料包括：植物纖維粉、改性植物長(zhǎng)纖維、熱塑性塑料、相容劑、潤(rùn)滑劑、防霉劑以及其他加工助劑；本發(fā)明的制備方法為將農(nóng)作物秸稈段經(jīng)水洗、浸潤(rùn)、搓揉、保溫反應(yīng)、二次水洗、干燥制得改性植物長(zhǎng)纖維，再將改性植物長(zhǎng)纖維與熱塑性塑料及其他組份經(jīng)混合、造粒、擠出成型制得天然植物長(zhǎng)纖維增強(qiáng)木塑。本發(fā)明從農(nóng)作物秸稈中提取制備改性天然植物長(zhǎng)纖維做木塑增強(qiáng)體，解離掉了部分多糖及半纖維素等物質(zhì)，不僅大幅提升了木塑的抗彎強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能，還改善了耐候性和降低了密度，更為重要的是相比于玻璃纖維、碳纖維等人造纖維，天然植物長(zhǎng)纖維具有更為明顯的環(huán)保優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種天然植物長(zhǎng)纖維增強(qiáng)木塑及其制備方法，屬于新材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

木塑復(fù)合材料是以植物纖維和熱塑性塑料為主要原料，再配以功能性改性劑和加工助劑經(jīng)擠出成型的一種復(fù)合材料，目前主要應(yīng)用于戶外裝飾裝修領(lǐng)域。隨著木塑應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，對(duì)木塑的性能要求也越來(lái)越高，木塑力學(xué)性能偏低的不足以限制了其在結(jié)構(gòu)性建材中的應(yīng)用。為此，不少木塑制造企業(yè)采用填充玻璃纖維、碳纖維等人造纖維來(lái)增強(qiáng)其力學(xué)性能，人造增強(qiáng)纖維雖然能提升木塑力學(xué)性能，但其仍有一些不足，如玻璃纖維不夠環(huán)保，碳纖維價(jià)格高等，同時(shí)大量人造增強(qiáng)纖維的應(yīng)用也偏離了木塑的綠色環(huán)保屬性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述不足，本發(fā)明提供一種天然植物長(zhǎng)纖維增強(qiáng)木塑及其制備方法，本發(fā)明采用技術(shù)方案如下：

一種天然植物長(zhǎng)纖維增強(qiáng)木塑，按重量份數(shù)計(jì)，其原料至少包括：植物纖維70-90份、熱塑性塑料10-30份、相容劑5-10份、潤(rùn)滑劑3-5份、防霉劑0.5-1份以及其他加工助劑1-3份。

其中，所述植物纖維包括植物纖維粉及改性植物長(zhǎng)纖維，其中改性植物長(zhǎng)纖維的重量不少于植物纖維的重量的40％。

其中，所述其他加工助劑包括熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑。

本發(fā)明的天然植物長(zhǎng)纖維增強(qiáng)木塑的制備方法，其包括以下步驟：

(1)改性植物長(zhǎng)纖維的制備：將農(nóng)作物秸稈段水洗后與偶聯(lián)劑水溶液混合浸潤(rùn)，將浸潤(rùn)后的物料置于雙螺旋擠壓搓絲機(jī)中搓揉，將搓揉后的物料進(jìn)行保溫反應(yīng)，將保溫反應(yīng)后的物料進(jìn)行二次水洗，將二次水洗后的物料干燥，即制得改性植物長(zhǎng)纖維。

(2)天然植物長(zhǎng)纖維增強(qiáng)木塑的制備：將植物纖維粉、改性植物長(zhǎng)纖維、熱塑性塑料、相容劑、潤(rùn)滑劑、防霉劑以及其他加工助劑經(jīng)混料機(jī)混合、雙螺桿造粒機(jī)造粒、雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，即制得天然植物長(zhǎng)纖維增強(qiáng)木塑。

在步驟(1)中，農(nóng)作物秸稈段的長(zhǎng)度為3-40cm，偶聯(lián)劑為馬來(lái)酸酐、馬來(lái)酸酐接枝共聚物、丙烯酸、丙烯酸接枝共聚物、硅烷偶聯(lián)劑中的任意一種或幾種。

在步驟(1)中，偶聯(lián)劑水溶液的質(zhì)量濃度為5-20％，浸潤(rùn)時(shí)間為30min以上，保溫反應(yīng)的溫度為80-120℃，保溫反應(yīng)的時(shí)間為2-12h,干燥程度為含水率不高于10％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明從農(nóng)作物秸稈中提取制備改性天然植物長(zhǎng)纖維做木塑增強(qiáng)體，解離掉了部分多糖及半纖維素等物質(zhì)，其不僅大幅度的提升了木塑的抗彎強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能，還改善了耐候性和降低了密度，更為重要的是相比于玻璃纖維、碳纖維等人造纖維，天然植物長(zhǎng)纖維具有更為明顯的環(huán)保優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)。同時(shí)本發(fā)明的改性植物長(zhǎng)纖維制備工藝簡(jiǎn)單穩(wěn)定、安全環(huán)保且提取成本低。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步地的說(shuō)明。

實(shí)施例：

一種天然植物長(zhǎng)纖維增強(qiáng)木塑，按重量份數(shù)計(jì)，其原料包括：植物纖維粉40份、改性植物長(zhǎng)纖維40份、熱塑性塑料PP 20份、相容劑馬來(lái)酸酐接枝PP 5份、潤(rùn)滑劑聚酯蠟4份、防霉劑0.6份、其他加工助劑光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑各0.5份。