[发明专利]一种木塑复合材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及胶粘剂技术领域，特别涉及一种木塑复合材料及其制备方法。

【背景技术】

木塑复合材料是用塑料和木纤维、稻壳、麦秸、玉米杆、花生壳等天然纤维加入少量的化学添加剂和填料，经过专用配混设备加工制成的一种复合材料，它兼备塑料和木材的主要特点，可以在许多场合替代塑料和木材，这对木材资源严重匮乏的我国来说，具有重大的开发价值。木塑复合材料耐用、使用寿命长、有木材的外观，刚性好；有优良的物性，比木材尺寸稳定性好，不会产生裂纹、翘曲、无木材节疤等外观缺点，通过斜纹覆膜或复合表层等工艺制成外观绚丽的制品；有良好的加工性，便于推广应用；可锯、可刨、粘结、用钉子或螺钉固定，并且容易维修；不怕虫蛀、耐老化、耐腐蚀、不易吸潮变形；也可生物降解，对环境友好。

现有木塑复合材料主要以热塑性的树脂作为基体树脂，强度不高，不能作为承重材料，而以热固性树脂作为基体树脂存在脆性大的缺点，这些问题均限制了木塑复合材料的使用范围，而且，由于木粉含有大量极性的羟基，与亲油的树脂混合不能形成良好的界面，导致木塑复合材料相对塑料制品更容易吸湿而影响性能。

【发明内容】

鉴于上述内容，有必要提供一种木塑复合材料及其制备方法，该木塑复合材料能形成良好的界面，改善木塑复合材料的吸湿性，具有强度高，不易吸湿的特点，有较长的使用寿命。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种木塑复合材料，主要由下述重量份数的原料制成：端羧基不饱和聚酯40-54份、端胺基聚酰胺酸5-10份、交联剂15-20份、活化木粉25-30份、固化剂0.4-0.8份、促进剂0.05-0.1份和溶剂43-57份；

所述端胺基聚酰胺酸由双酚A型二醚二酐和二氨基二苯醚按摩尔比为1:1.05-1.1的比例溶解在二甲基甲酰胺中制成；

所述活化木粉是将木粉用质量浓度为3-6％的氢氧化钠溶液处理并干燥后，再用重量为干燥木粉1-3％的脂肪酸甲酯乙氧基化物进行活化处理制成。

进一步的，所述交联剂为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸二烯丙酯中的一种或两种以上的组合物。

进一步的，所述固化剂为过氧化甲乙酮或过氧化苯甲酰。

进一步的，所述促进剂为异辛酸钴或环烷酸钴。

进一步的，所述溶剂包括下述重量份数的原料：丙酮33-45份和苯10-12份。

本发明还提供一种所述木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备端胺基聚酰胺酸：按摩尔比称取双酚A型二醚二酐和二氨基二苯醚，并分别溶解在二甲基甲酰胺中配成20-25％的溶液，在40-60℃下将双酚A型二醚二酐溶液按3-5mL/min的速率滴入二氨基二苯醚溶液中，滴加完成后继续搅拌15-20h，冷却出料，制得端胺基聚酰胺酸；

(2)木粉活化处理：将脂肪酸甲酯乙氧基化物用水配成质量浓度为3-5％的混合液，将木粉浸泡在重量为其9-12倍的氢氧化钠溶液中，在40-60℃下搅拌处理12-18h后，再用水洗至中性并烘干，按重量配比将脂肪酸甲酯乙氧基化物的混合液喷洒在干燥后的木粉上，在600-800r/min的转速下搅拌25-30min，烘干水分，制得活化木粉；

(3)制备木塑复合材料：按重量份配比称取端羧基不饱和聚酯、步骤(1)制得的端胺基聚酰胺酸、交联剂、步骤(2)制成的活化木粉、固化剂、促进剂和溶剂，将端羧基不饱和聚酯、端胺基聚酰胺酸、交联剂、固化剂、促进剂和溶剂混合并搅拌制成均匀胶液，将上述胶液与活化木粉混匀后，放入模具中，在室温下用22-23MPa的压力预压3-5min，再在130-150℃下，用22-23MPa的压力压合3-5min，冷却并脱模，在150-160℃固化1-1.5h，制得木塑复合材料。

木粉主要含有木纤维、木质素、半纤维、果胶、挥发份等，其中木纤维对木塑复合材料强度的提高起主要作用，而木质素、半纤维、果胶、挥发份等均会导致木塑复合材料强度下降，木质素、半纤维和果胶能溶解在碱中，因此可用一定浓度的碱液处理木粉，除去木纤维以外的其他成分，碱还可以提高木粉表面粗糙度，提高木粉与树脂的机械结合强度；木纤维中含有大量的羟基，油性的树脂不能很好的浸润木粉，对木粉进行表面活化处理，降低木粉表面极性，利于木粉和树脂在界面的相容性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：