[发明专利]玄武岩纤维增强木塑复合材料及其制备方法

权利要求书

1.玄武岩纤维增强木塑复合材料，其特征在于玄武岩纤维增强木塑复合材料，按照重量份数比由95～105份的热塑性塑料、50～300份的木质纤维材料、1～50份的改性玄武岩纤维、5～20份的增容剂、1～10份的润滑剂制成；其中热塑性塑料为聚苯乙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种；木质纤维材料为木粉、竹粉、农作物秸秆粉、果壳粉的任何一种或几种；增容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯、马来酸酐-苯乙烯嵌段共聚物、钛酸酯、异氰酸酯、六甲基二硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡；硬脂酸金属盐为硬脂酸钠、硬脂酸锶、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料，其特征在于玄武岩纤维增强木塑复合材料，按照重量份数比由100份的热塑性塑料、100份的木质纤维材料、25份的改性玄武岩纤维、10份的增容剂、5份的润滑剂制成。

3.根据权利要求1或2所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料，其特征在于所述木质纤维材料为20～100目的细小纤维。

4.根据权利要求3所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料，其特征在于所述农作物秸秆粉中的农作物为玉米、小麦、水稻、大豆或高粱。

5.根据权利要求4所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料，其特征在于所述改性玄武岩纤维的制备如下：a、乙烯基硅烷偶联剂与乙醇水溶液按照质量体积比300g∶1000ml混合，获得溶液A；b、将玄武岩纤维置于溶液A中，在温度为25～60℃下反应20～40min，取出后在室温条件下干燥20～30h，再置于105～150℃烘箱中加热1～3h，即得到改性玄武岩纤维；其中所述乙醇水溶液中无水乙醇与蒸馏水的体积比为9∶1，pH值为3～4；乙烯基硅烷偶联剂与玄武岩纤维的质量比为1～4∶100；乙烯基硅烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷中的一种或几种；玄武岩纤维为玄武岩矿石经高温熔融后通过铂铑合金拉丝制成，纤维直径为7～25μm，短切长度为6～9mm，含水率为≤0.2％，短切率为≥95％。

6.制备如权利要求1所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料的方法，其特征在于它按以下步骤进行：

一、将木质纤维材料加入到高速混合机中，在温度为105～150℃、转速为400～1800r/min的条件下搅拌5～15min，获得含水率为1.5％～2.5％的木质纤维材料；

二、按照重量份数比称取100份的热塑性塑料、50～300份的木质纤维材料、1～50份的改性玄武岩纤维、5～20份的增容剂、1～10份的润滑剂，依次放入高速混合机中，在转速为400～1800r/min、温度为105～180℃的条件下搅拌5～20min，卸料至低速冷混机中，以20～100r/min的转速搅拌并通水冷却，当物料温度低于80℃时出料得到预混料；

三、预混料通过单螺杆挤出机、平行双螺杆双阶挤出机组或锥形双螺杆挤出机挤出成型，即得到玄武岩纤维增强木塑复合材料；

其中热塑性塑料为聚苯乙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种；

木质纤维材料为木粉、竹粉、农作物秸秆粉、果壳粉的任何一种或几种；

增容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯、马来酸酐-苯乙烯嵌段共聚物、钛酸酯、异氰酸酯、六甲基二硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；

润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡；硬脂酸金属盐为硬脂酸钠、硬脂酸锶、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的玄武岩纤维增强木塑复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中在温度为120℃、转速为1200r/min的条件下搅拌10min，获得含水率为2％的木质纤维材料。