一種含聚碳酸酯的高強(qiáng)度木質(zhì)復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木材生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種含聚碳酸酯的高強(qiáng)度木質(zhì)復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]木材是一種可再生、可再循環(huán)利用和可自然降解的綠色材料和生物資源，它具有紋理美觀、色澤天然、質(zhì)感舒適、可塑性好、易于加工等優(yōu)點(diǎn)，深受人們的喜歡，并廣泛應(yīng)用于室內(nèi)裝修、家具制造、房屋建筑、外部裝飾等領(lǐng)域。與此同時(shí)，由于過(guò)度地利用、毀林開(kāi)荒、只砍不造，使木材資源短缺、森林資源遭到嚴(yán)重破環(huán)等，將影響到生態(tài)平衡與綠色環(huán)保的健康發(fā)展。因此，研制一種大眾化和廣為應(yīng)用的木質(zhì)復(fù)合材料替代原木材料，滿足建筑裝修、家具制造的需要，是一種節(jié)約木材、降低成本、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑。聚碳酸酯是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性工程塑料，它具有突出的抗沖擊性能，耐蠕變和尺寸穩(wěn)定性好，并能夠在較高的溫度范圍內(nèi)保持較高的力學(xué)強(qiáng)度，無(wú)毒，介電性能優(yōu)良，是近年來(lái)增長(zhǎng)迅速最快和產(chǎn)能規(guī)模最大的工程塑料，目前已廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑材料、機(jī)械零件、辦公自動(dòng)化設(shè)備、包裝業(yè)、運(yùn)動(dòng)器械、醫(yī)療、保健、光盤和家庭用品等領(lǐng)域，成為了繼尼龍之后的第二大工程塑料。因此，將聚碳酸酯應(yīng)用于木質(zhì)復(fù)合材料，具有很高的實(shí)用價(jià)值和推廣應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種綜合性能優(yōu)異、阻燃性好、成本低的含聚碳酸酯的高強(qiáng)度木質(zhì)復(fù)合材料。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種含聚碳酸酯的高強(qiáng)度木質(zhì)復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:木質(zhì)粉25%?40%、聚碳酸酯15%?25%、碳纖維8%?15%、阻燃劑6%?10%、高嶺土 2%?10%、橡膠粉5%?10%、交聯(lián)劑2%?4%、抗靜電劑1%?3%、紫外線穩(wěn)定劑0.5%?2%、偶聯(lián)劑0.5%?1%、抗氧劑0.1%?0.5%、分散劑0.5%?1%、
著色劑0.1%?1%。
[0005]所述木質(zhì)粉是以木材加工的邊角余料、廢舊木質(zhì)產(chǎn)品回收品、農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)過(guò)清潔加工、并粉碎成100?200目的木質(zhì)細(xì)粉；所述木材加工的邊角余料包括木肩、刨花或木片，所述農(nóng)作物稻桿包括玉米稻桿、小麥稻桿或水稻稻桿。
[0006]所述聚碳酸酯為重均分子量在20000?40000g/mol的雙酚A型芳香族聚碳酸酯。
[0007]所述碳纖維為直徑在5?20 μπκ長(zhǎng)度4?9mm范圍內(nèi)的聚丙稀腈碳纖維。
[0008]所述阻燃劑為質(zhì)量比2?4:1的十溴二苯乙烷與三氧化二銻的復(fù)配物。
[0009]所述高嶺土為縱向厚度在20?50nm、片層尺寸在300?500nm的高嶺土納米粒子。
[0010]所述橡膠粉為三元乙丙橡膠、乙丙橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一種。
[0011]所述交聯(lián)劑為封閉型水性異氰酸酯。
[0012]所述抗靜電劑為聚環(huán)氧乙烷、聚醚酯酰胺、聚醚酯酰亞胺、聚乙二醇烷基醚、丙三醇單硬脂酸酯、烷基磺酸鈉中的至少一種。
[0013]所述紫外線穩(wěn)定劑為苯并三唑類紫外線吸收劑或二苯甲酮類紫外線吸收劑。
[0014]所述偶聯(lián)劑為γ -氨丙基三甲氧基硅烷或γ -環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0015]所述抗氧劑為抗氧劑168(三[2.4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯)、抗氧劑264(2-叔丁基-4-甲基苯酚)、抗氧劑300 (4,4r -硫代雙(6-叔丁基間甲酚))、抗氧劑565 (4-硝基-2，6_ 二叔丁基苯酌O、抗氧劑1010 (四[甲基-β- (3，5_ 二叔丁基_4_輕基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)、抗氧劑1076 (β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯)中的至少一種。
[0016]所述分散劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、白油、超細(xì)TAS-2A粉、乙撐雙硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一種。
[0017]所述著色劑為鈦白粉、炭黑、立德粉、氧化鐵紅、有機(jī)紅顏料、有機(jī)黃顏料、有機(jī)綠顏料、有機(jī)藍(lán)顏料中的一種。
[0018]上述的一種含聚碳酸酯的高強(qiáng)度木質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)、以木材加工的邊角余料、廢舊木質(zhì)產(chǎn)品回收品、農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)過(guò)分選、清潔以去除雜質(zhì)后，通過(guò)粉碎機(jī)加工成100?200目的細(xì)粉，然后加入滾筒烘干機(jī)中進(jìn)行干燥，使木質(zhì)粉在滾筒烘干機(jī)中將水分降低至8%?12%，即得所述的木質(zhì)粉；
(2)、按重量配比稱取高嶺土加入料筒溫度在80°C?120°C的攪拌器中，攪拌10?25min，然后按重量配比加入碳纖維和偶聯(lián)劑，在保持80 °C?120 °C溫度下、以3000?6000r/min轉(zhuǎn)速攪拌20?50min，待均勻分散后，按重量配比加入步驟(I)得到的干燥木質(zhì)粉，再按重量配比加入其它組分，在50°C?60°C下、以80?200r/min轉(zhuǎn)速攪拌20?30min，待混合均勻后，出料；
(3)、將步驟(2)得到的物料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠入到成型模具中注模，并控制雙螺桿擠出機(jī)的溫度為155°C?220°C，然后冷卻、脫模，得到的型坯即為本發(fā)明的一種含聚碳酸酯的高強(qiáng)度木質(zhì)復(fù)合材料。
[0019]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有強(qiáng)度高、韌性好、抗腐蝕性強(qiáng)、阻燃性好、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可替代木材適于建筑裝修、家具制造、裝璜等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0021]實(shí)施例1:
一種含聚碳酸酯的高強(qiáng)度木質(zhì)復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:木質(zhì)粉25%、聚碳酸酯20%、碳纖維15%、阻燃劑10%、高嶺土 10%、三元乙丙橡膠10%、封閉型水性異氰酸酯3%、聚環(huán)氧乙烷2%、苯并三唑類紫外線吸收劑2%、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5%、抗氧劑1010 0.5%、硬脂酸鈣1%、鈦白粉1%，所述聚碳酸酯為重均分子量在20000?40000g/mol的雙酸A型芳香族聚碳酸醋，所述碳纖維為直徑在5?20 μπκ長(zhǎng)度4?9_范圍內(nèi)的聚丙稀腈碳纖維，所述阻燃劑為質(zhì)量比2:1的十溴二苯乙烷與三氧化二銻的復(fù)配物，所述高嶺土為縱向厚度在20?50nm、片層尺寸在300?500nm的高嶺土納米粒子。
[0022]制備方法:(I)、以木材加工的邊角余料、廢舊木質(zhì)產(chǎn)品回收品、農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)過(guò)分選、清潔以去除雜質(zhì)后，通過(guò)粉碎機(jī)加工成100?200目的細(xì)粉，然后加入滾筒烘干機(jī)中進(jìn)行干燥，使木質(zhì)粉在滾筒烘干機(jī)中將水分降低至8%?12%，即得所述的木質(zhì)粉；
(2)、按重量配比稱取高嶺土加入料筒溫度在80°C?120°C的攪拌器中，攪拌10?25min，然后按重量配比加入碳纖維和γ-氨丙基三甲氧基硅烷，在保持8