[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

本发明涉及复合材料领域，具体地，本发明涉及一种木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料集木材和塑料的优点于一身，具有质量轻、强度高、成本低和绿色环保、效益明显的优点，凭借成本和性能上的双重优势，近几年来得到世界上许多国家，特别是欧美及日本等发达国家的普遍重视，各国的科研人员都在积极地进行木塑复合材料及其加工设备的研究开发工作。木塑复合材料的应用领域不断扩大，越来越多地替代其它传统材料。

虽然木塑复合材料具有上述优点但是在实际应用中，由于极性的木质纤维和非极性的塑料相容性较差，给材料造成力学及其它性能上的缺陷。随着材料技术的发展，木塑材料应用日益广泛，并在许多功能性领域展现出良好的应用前景，但同时也暴露出材料本身的性能缺陷，需要进一步优化，如隔热性能、隔音性能等。而常规采用的发泡木塑材料，往往会存在尺寸不稳定和热稳定性差的问题，并且会导致材料衰减常数增加。而采用无机粒子可使声波多次折射、散射和绕射导致传播路径增加，且中空粒子具有极低的导热系数和更优越的隔声性能从而达到良好的隔热、隔音效果。

CN102702767A公开了一种生物质纳米二氧化硅及聚磷酸铵协效阻燃木塑复合材料，按如下重量百分比的原料制成：30～50％植物纤维、50～70％塑料、2～8％生物质纳米二氧化硅、8～12％聚磷酸铵、1～2％润滑剂。该发明还涉及该阻燃木塑复合材料的制备方法：将称取好的植物纤维、塑料、生物质纳米二氧化硅、聚磷酸铵、润滑剂进行初混、干燥，然后将干燥好的预混物置于双螺杆造粒机中进行造粒，得到木塑颗粒，再将木塑颗粒经各种模具成型、冷却，制成阻燃木塑复合材料。但是专利中采用将阻燃剂聚磷酸铵接枝到纳米二氧化硅表面协同作用的方法来使木材达到阻燃效果，而本发明中采用的中空二氧化硅本身就具有优异的隔热性能，因此本发明的方法更加简单易行。

因此，开发一种具有优异的物理性能及优良的保温隔热和隔音效果的木塑复合材料是所属领域的技术难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种功能性木塑复合材料，其是在以木粉和塑料为基体的基础上，通过改性的多尺度纳米二氧化硅中空球颗粒共混挤出制成，产品除具有优异的力学性能、防水性能外，还有优良的保温隔热及隔音效果。

所述木塑复合材料按照重量份数包括如下原料组分：木粉60-90、塑料10-40、中空二氧化硅1-15和改性剂0.1-10。

优选地，所述木粉为树木粉、锯末粉、木材废料粉、果壳粉或农作物粉中的1种或至少2种的组合。

优选地，所述木粉的重量份数为65-87，特别优选为70-85。

优选地，所述塑料的重量份数为12-35，特别优选为15-30。

优选地，所述中空二氧化硅的重量份数为3-10，特别优选为5-8。

优选地，所述改性剂的重量份数为0.2-3，特别优选为0.3-0.6。

优选地，所述木塑复合材料按照重量份数包括如下原料组分：木粉65-87、塑料12-35、中空二氧化硅3-10和改性剂0.2-3。

优选地，所述木塑复合材料按照重量份数包括如下原料组分：木粉70-85、塑料15-30、中空二氧化硅5-8和改性剂0.3-0.6。

优选地，所述塑料为聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS）中的1种或至少2种的组合。

优选地，所述中空二氧化硅为中空二氧化硅颗粒，进一步优选为二氧化硅中空球颗粒，特别优选为无团聚、单分散、亚微米二氧化硅中空球颗粒。

优选地，所述中空二氧化硅的中空内径为100-720nm，外壁厚度为50-100nm。

优选地，所述中空二氧化硅的中空内径为100-500nm，特别优选为150-300nm。

优选地，所述中空二氧化硅颗粒的外壁厚度为50-75nm。

所述的中空二氧化硅颗粒的制备方法在专利CN101585954A中有详细描述，现简述如下：