一種玄武巖纖維增強的木塑複合材料的製作方法
2023-05-09 03:22:46
本發明涉及複合材料領域，特別是涉及一種玄武巖纖維增強的木塑複合材料。
背景技術：
：木塑複合材料內含塑料和纖維，因此，具有同木材相類似的加工性能，可鋸、可釘、可刨，使用木工器具即可完成，且握釘力明顯優於其他合成材料。機械性能優於木質材料。握釘力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。木塑複合材料內含塑料，因而具有較好的彈性模量。此外，由於內含纖維並經與塑料充分混合，因而具有與硬木相當的抗壓、抗彎曲等物理機械性能，並且其耐用性明顯優於普通木質材料。表面硬度高，一般是木材的2—5倍。木塑材料及其產品與木材相比，可抗強酸鹼、耐水、耐腐蝕，並且不繁殖細菌，不易被蟲蛀、不長真菌。使用壽命長，可達50年以上。但是現有的木塑複合材料耐老化性較差，綜合力學性能滿足不了市場某些場合的需求。技術實現要素：本發明的目的是提供一種玄武巖纖維增強的木塑複合材料，通過以下技術方案實現：一種玄武巖纖維增強的木塑複合材料，按重量份計由以下成分製成：PVC樹脂30-32、聚氯乙烯樹脂顆粒34-36、玄武巖纖維15-17、硫代二丙酸二月桂酸酯2-4、環烷酸鋅1-3、硬質酸鋅3-5、氨基丙基三乙氧基矽烷1-3、木纖維22-25、蛭石粉6-10、季戊四醇0.6-0.8、增塑劑2-4；所述木纖維按重量份計由以下成分製成：竹粉23、柳木粉32、桃木粉13；所述玄武巖纖維按重量份計由以下成分製成：玄武巖石料112-114、納米碳化鈦0.1-0.3、砭石粉0.6-0.8。進一步的，所述的玄武巖纖維製備方法為：將玄武巖石料、納米碳化鈦、砭石粉在1485℃下熔融後，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成。進一步的，所述的玄武巖纖維為短切的玄武巖纖維，其長度為8-10mm，直徑為8-15μm。進一步的，所述玄武巖纖維經過處理後使用：將玄武巖纖維先採用質量濃度為1.42%的次氯酸鈉溶液在48℃下浸泡處理20min，然後取出，再採用質量濃度為1.35%的馬來酸酐溶液在75℃下浸泡處理2小時，然後採用沸水清洗，最後烘乾。進一步的，所述蛭石粉經表面處理後使用：先將蛭石粉在350℃下煅燒15min，冷卻至室溫後，再加入質量濃度為30%的乙二醇溶液中混合浸泡30min，過濾，然後再添加到質量濃度為5.5%的鹽酸溶液中在2℃下混合浸泡45min，最後過濾，乾燥。進一步的，所述木纖維製備步驟包括：按蒸煮木漿、提取纖維、漂白、浸漬處理。進一步的，所述蒸煮木漿採用微波蒸煮木漿，將竹粉、柳木粉、桃木粉按各重量份混合後浸泡在水中，先加熱至80℃，保溫15min後，再進行微波蒸煮處理，微波頻率為250MHz,微波處理時間為10min；所述浸漬處理採用真空加壓處理，處理過程中將經過漂白後所得的木纖維裝入真空加壓罐抽真空使其真空度為-0.010Mpa，然後將浸漬劑加入罐內並將壓強加至0.25MPa，浸漬處理的時間為40min；所述浸漬劑按重量份數計由以下成分製成：磷酸氫二鈉12、山梨糖醇8、焦磷酸鉀7、硫酸銨3、硼酸4、水35。進一步的，所述增塑劑為檸檬酸三丁酯、茶籽油按50:1質量比例混合而成。進一步的，所述的玄武巖纖維增強的木塑複合材料的製備方法，包括以下步驟：按各重量份將PVC樹脂、聚氯乙烯樹脂顆粒、玄武巖纖維、硫代二丙酸二月桂酸酯混合，在115℃下攪拌加熱18min，降低溫度為85℃，加入環烷酸鋅、木纖維、蛭石粉、季戊四醇、增塑劑，500r/min攪拌分散8min，加入硬質酸鋅、氨基丙基三乙氧基矽烷，充分混合，通過雙螺杆擠出機熔融共混擠出，成型，即得所述玄武巖纖維增強的木塑複合材料。本發明製備的玄武巖纖維增強得木塑複合材料握釘力平均是木材的6倍，是刨花板的8倍，表面硬度高，平均是木材的7倍。本發明的玄武巖纖維增強的木塑複合材料具有優異的抗潮溼、耐摩擦性能，可鋸、可刨、可釘，加工性能好，尺寸穩定性強，適用範圍廣泛。本發明有益效果：本發明的玄武巖纖維增強的木塑複合材料通過加入本發明製備的玄武巖纖維、蛭石粉、木纖維和增塑劑的協同配合作用，極大的改善了力學性能，抗拉強度相較於普通木塑複合材料提高了175%以上，彎曲強度相較於普通木塑複合材料提高了112%以上，耐衝擊性同樣得到了很大的提高，本發明的木塑複合材料耐老化、耐腐蝕性能優越，尤其是耐紫外老化性能非常好，使用壽命長，穩定性好，本發明玄武巖纖維增強的木塑複合材料抗老化性能強，防水、防潮,從根本上解決了木質產品對潮溼和多水環境中吸水受潮後容易腐爛、膨脹變形的問題，極大的拓寬了木塑複合材料的使用範圍。具有較好的耐熱性能，重複利用性強，可降解性佳，更低碳環保，本發明玄武巖纖維增強的木塑複合材料銷售較普通木塑複合材料的平均銷量提高25.22%，經濟收入提高19.98%。具體實施方式實施例1一種玄武巖纖維增強的木塑複合材料，按重量份計由以下成分製成：PVC樹脂30、聚氯乙烯樹脂顆粒34、玄武巖纖維15、硫代二丙酸二月桂酸酯2、環烷酸鋅1、硬質酸鋅3、氨基丙基三乙氧基矽烷1、木纖維22、蛭石粉6、季戊四醇0.6、增塑劑2；所述木纖維按重量份計由以下成分製成：竹粉23、柳木粉32、桃木粉13；所述玄武巖纖維按重量份計由以下成分製成：玄武巖石料112、納米碳化鈦0.1、砭石粉0.6。實施例2一種玄武巖纖維增強的木塑複合材料，按重量份計由以下成分製成：PVC樹脂32、聚氯乙烯樹脂顆粒36、玄武巖纖維17、硫代二丙酸二月桂酸酯4、環烷酸鋅3、硬質酸鋅5、氨基丙基三乙氧基矽烷3、木纖維25、蛭石粉10、季戊四醇0.8、增塑劑4；所述木纖維按重量份計由以下成分製成：竹粉23、柳木粉32、桃木粉13；所述玄武巖纖維按重量份計由以下成分製成：玄武巖石料114、納米碳化鈦0.3、砭石粉0.8。實施例3一種玄武巖纖維增強的木塑複合材料，按重量份計由以下成分製成：PVC樹脂31、聚氯乙烯樹脂顆粒35、玄武巖纖維16、硫代二丙酸二月桂酸酯3、環烷酸鋅2、硬質酸鋅4、氨基丙基三乙氧基矽烷2、木纖維23、蛭石粉8、季戊四醇0.7、增塑劑3；所述木纖維按重量份計由以下成分製成：竹粉23、柳木粉32、桃木粉13；所述玄武巖纖維按重量份計由以下成分製成：玄武巖石料113、納米碳化鈦0.2、砭石粉0.7。上述實施例中：進一步的，所述的玄武巖纖維製備方法為：將玄武巖石料、納米碳化鈦、砭石粉在1485℃下熔融後，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成。進一步的，所述的玄武巖纖維為短切的玄武巖纖維，其長度為8-10mm，直徑為8-15μm。進一步的，所述玄武巖纖維經過處理後使用：將玄武巖纖維先採用質量濃度為1.42%的次氯酸鈉溶液在48℃下浸泡處理20min，然後取出，再採用質量濃度為1.35%的馬來酸酐溶液在75℃下浸泡處理2小時，然後採用沸水清洗，最後烘乾。進一步的，所述蛭石粉經表面處理後使用：先將蛭石粉在350℃下煅燒15min，冷卻至室溫後，再加入質量濃度為30%的乙二醇溶液中混合浸泡30min，過濾，然後再添加到質量濃度為5.5%的鹽酸溶液中在2℃下混合浸泡45min，最後過濾，乾燥。進一步的，所述木纖維製備步驟包括：按蒸煮木漿、提取纖維、漂白、浸漬處理。進一步的，所述蒸煮木漿採用微波蒸煮木漿，將竹粉、柳木粉、桃木粉按各重量份混合後浸泡在水中，先加熱至80℃，保溫15min後，再進行微波蒸煮處理，微波頻率為250MHz,微波處理時間為10min；所述浸漬處理採用真空加壓處理，處理過程中將經過漂白後所得的木纖維裝入真空加壓罐抽真空使其真空度為-0.010Mpa，然後將浸漬劑加入罐內並將壓強加至0.25MPa，浸漬處理的時間為40min；所述浸漬劑按重量份數計由以下成分製成：磷酸氫二鈉12、山梨糖醇8、焦磷酸鉀7、硫酸銨3、硼酸4、水35。進一步的，所述增塑劑為檸檬酸三丁酯、茶籽油按50:1質量比例混合而成。進一步的，所述的玄武巖纖維增強的木塑複合材料的製備方法，包括以下步驟：按各重量份將PVC樹脂、聚氯乙烯樹脂顆粒、玄武巖纖維、硫代二丙酸二月桂酸酯混合，在115℃下攪拌加熱18min，降低溫度為85℃，加入環烷酸鋅、木纖維、蛭石粉、季戊四醇、增塑劑，500r/min攪拌分散8min，加入硬質酸鋅、氨基丙基三乙氧基矽烷，充分混合，通過雙螺杆擠出機熔融共混擠出，成型，即得所述玄武巖纖維增強的木塑複合材料。對比例1：與實施例1區別僅將本發明製備的玄武巖纖維替換成玻璃纖維。對比例2：與實施例1區別僅為將本發明製備的玄武巖纖維替換成普通玄武巖纖維。對比例3：與實施例1區別僅為不添加經過處理的蛭石粉。對比例4：與實施例1區別僅為木纖維採用楊樹木粉製成的木纖維。本發明的材料經國家建築材料測試中心檢測，數據如下（玄武巖纖維直徑均為13μm）：表1長度吸水尺寸變化率%常溫落球衝擊mm耐冷熱循環尺寸變化mm彎曲強度MPa拉伸強度MPa實施例10.068.120.0850.346.9實施例20.068.160.0950.246.8實施例30.068.180.0950.046.7對比例10.089.520.1043.840.3對比例20.099.860.1145.342.5對比例30.089.380.0946.943.2對比例40.1010.000.1045.242.8由表1可以看出，本發明玄武巖纖維增強的木塑複合材料性能優越。經檢測，本發明製備的玄武巖纖維增強得木塑複合材料握釘力平均是木材的6倍，是刨花板的8倍，表面硬度高，平均是木材的7倍。採用對比例2製成的木塑複合材料握釘力平均是木材的5倍，是刨花板的6倍，表面硬度高，平均是木材的6倍。當前第1頁1 2 3