[发明专利]核壳结构的层层自组装型耐候木塑复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了核壳结构的层层自组装型耐候木塑复合材料及其制备方法，以木粉和聚丙烯为主要原料，通过双螺杆挤出成型制备木塑复合材料，通过水热合成法制备稀土元素掺杂的H2Ti2O5·H2O纳米管并通过SiO2纳米粒子包覆的方式，以稀土元素掺杂的H2Ti2O5·H2O纳米管核心形成核壳结构，在保留H2Ti2O5·H2O纳米管对光的吸收屏蔽作用的同时，使其在“外壳”的保护下，消除或降低其光催化作用产生的负面影响，最后采用层层自组装的方式使其以纳米膜的形式包覆木纤维基复合材料表面，使其获得耐候性能。

主权项

1.核壳结构的层层自组装型耐候木塑复合材料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）将20‑30份木粉过100‑150目筛，干燥，然后加入木粉重量2‑4%的钛酸酯偶联剂，于80‑90℃搅拌反应3‑5h，然后冷却至室温，得到改性木粉；2）将步骤1）得到的改性木粉、60‑100份聚丙烯、2‑5 份邻苯二甲酸二辛酯、8‑12 份乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物、1‑3份偶氮二甲酰胺、2‑8份滑石粉和1‑3份硬脂酸锌混合后，于130‑160℃下搅拌10‑20分钟，得到混合物料；3）将上述混合物料置于双螺杆挤出机中挤出成型，得到木塑复合材料；4）将木塑复合材料放置于1‑1.5M的NaOH溶液中，在65‑75℃下浸泡25‑35 min，得到预处理后的木塑复合材料；5）制备稀土元素掺杂的H2Ti2O5•H2O纳米管：将二氧化钛粉末和稀土元素的盐加入NaOH溶液中，在N2气氛中搅拌混合1.5‑2.5 h后，将乳浊液倒入反应釜中，然后于90‑150 ℃下反应8‑30 h，然后将反应釜冷却，除去上层清液得到反应中间产物，最后往中间产物中添加酸液并搅拌酸化，使得整个体系的pH值保持在1.5‑3并继续搅拌18‑24 h，然后过滤，收集沉淀物并用去离子水洗涤至中性，然后将沉淀物干燥，得到稀土元素掺杂的H2Ti2O5•H2O纳米管；6) 制备核壳结构的H2Ti2O5•H2O纳米管：将0.5‑3.0 份稀土元素掺杂的H2Ti2O5•H2O纳米管分散在100 份乙醇溶液中，然后加入0.5 份聚乙烯吡咯烷酮，超声振荡10‑20 min；用氨水调节混合液pH值至8.8‑9.2，然后缓慢向混合液中添加2‑8 份正硅酸乙酯，搅拌7‑9 h，然后水洗至pH为6.8‑7.2，得到核壳结构的H2Ti2O5•H2O纳米管；7）将0.2‑0.3份核壳结构的 H2Ti2O5•H2O纳米管、0.5 份 γ‑氨丙基三乙氧基硅烷和9份无水乙醇混合成分散液，超声振荡15‑25 min，得到纳米管/γ‑氨丙基三乙氧基硅烷分散液；8）将步骤4）预处理后的木塑复合材料在上述纳米管/γ‑氨丙基三乙氧基硅烷分散液和聚苯乙烯磺酸钠溶液中交替浸泡若干次，每次浸泡20‑25 min，然后烘干，得到核壳结构的层层自组装型耐候木塑复合材料。