本發(fā)明涉及一種聚丙烯木塑復(fù)合板及其制備方法，屬于建筑裝飾材料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：木塑復(fù)合材料內(nèi)含塑料和纖維，因此，具有同木材相類似的加工性能，可鋸、可釘、可刨，使用木工器具即可完成，且握釘力明顯優(yōu)于其他合成材料，機(jī)械性能優(yōu)于木質(zhì)材料。握釘力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。木塑復(fù)合材料內(nèi)含塑料，因而具有較好的彈性模量。此外，由于內(nèi)含纖維并經(jīng)與塑料充分混合，因而具有與硬木相當(dāng)?shù)目箟?、抗彎曲等物理機(jī)械性能，并且其耐用性明顯優(yōu)于普通木質(zhì)材料。表面硬度高，一般是木材的2～5倍。木塑材料及其產(chǎn)品與木材相比，可抗強(qiáng)酸堿、耐水、耐腐蝕，并且不繁殖細(xì)菌，不易被蟲蛀、不長(zhǎng)真菌，使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)50年以上。目前的木塑板主要原料是：木粉50%、高密度聚乙烯25～30%、納米氧化鈣10%。在加工過程中由于木纖維是親水性的，塑料是疏水性的，兩者之間的界面結(jié)合力很小，植物纖維的加入降低了塑料本身的韌性，而導(dǎo)致木塑板制品在拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能方面，都比純塑料制品要低。因此如何提高木塑板的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能成為當(dāng)務(wù)之急。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)現(xiàn)有的木塑板中木纖維和塑料的界面結(jié)合力低，降低了塑料的韌性，導(dǎo)致木塑板的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度低的問題，提供了一種聚丙烯木塑復(fù)合板及其制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種聚丙烯木塑復(fù)合板，其特征在于：是由以下重量份數(shù)的原料組成：180～200份聚丙烯，60～80份改性聚丙烯，30～60份復(fù)配稻殼粉，80～100份改性木粉，20～40份玻璃纖維，4～6份穩(wěn)定劑，3～5份抗氧劑，1～3份增塑劑，2～4份潤(rùn)滑劑，4～6份硅烷偶聯(lián)劑kh-560；所述的聚丙烯木塑復(fù)合板具體制備步驟如下：（1）將木材經(jīng)蒸汽爆破后粉碎和過篩，得汽爆木粉，再將汽爆木粉與乙醇溶液按質(zhì)量比為1:30～1:50攪拌混合，邊攪拌邊滴加汽爆木粉質(zhì)量0.3～0.6倍的正硅酸乙酯，待滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌反應(yīng)后，過濾、洗滌和干燥，得干燥濾渣，再將所得干燥濾渣轉(zhuǎn)入炭化爐，于氬氣保護(hù)狀態(tài)下，以0.2～0.4℃/min速率程序升溫至600～700℃，保溫炭化1～3h后，繼續(xù)以0.4～0.8℃/min速率程序升溫至600～700℃，保溫炭化1～3h后，隨爐冷卻至室溫，出料，得改性木粉；（2）將改性木粉、復(fù)配稻殼粉、玻璃纖維和潤(rùn)滑劑于混料機(jī)中混合10～30min，得混合添加料；（3）將聚丙烯、改性聚丙烯、穩(wěn)定劑、抗氧劑、增塑劑和硅烷偶聯(lián)劑kh-560在攪拌機(jī)中混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，并將上述所得混合添加料由雙螺桿擠出機(jī)的玻纖加入口加入，擠出造粒后，注塑成型，即得聚丙烯木塑復(fù)合板。所述的改性聚丙烯為馬來酸酐接枝改性聚丙烯，甲基丙烯酸接枝改性聚丙烯或衣康酸接枝改性聚丙烯中的一種。所述的復(fù)配稻殼粉是由以下重量份數(shù)的稻殼粉復(fù)配混合而成：10～30份目數(shù)為60～80目的稻殼粉，20～40份目數(shù)為90～120目的稻殼粉，30～40份目數(shù)為140～200目的稻殼粉。所述的玻璃纖維為改性玻璃纖維，具體改性方法如下：將玻璃纖維經(jīng)堿液浸漬后浸泡于多巴胺溶液中，待浸泡結(jié)束，將玻璃纖維與水按質(zhì)量比為1:40～1:60混合攪拌，并在攪拌過程中滴加玻璃纖維質(zhì)量8～10%的鈦酸四丁酯，待反應(yīng)結(jié)束，過濾，得濾渣，并將所得濾渣干燥至恒重，即得改性玻璃纖維。所述的穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣中的一種或兩種。所述的抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168按質(zhì)量比為2:1～4:1混合而成。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，馬來酸二乙基己酯或己二酸二丁酯中的一種。所述的潤(rùn)滑劑為15#白油或聚乙烯蠟中的一種。步驟（1）所述的木材為楊木、杉木或香樟木中的一種。本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：（1）本發(fā)明利用堿液在浸漬過程中侵蝕玻璃纖維，在玻璃纖維表面形成腐蝕凹坑，再配合多巴胺的粘附性能，粘附于堿浸玻璃纖維表面及凹坑中，隨后利用多巴胺的吸附性能，吸附體系中水解產(chǎn)生的二氧化鈦，一旦形成二氧化鈦晶核即被吸附，在玻璃纖維凹坑和表面牢固包覆一層納米二氧化鈦，形成凹凸不平的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，提高玻璃纖維表面的粗糙度，提升纖維表面的浸潤(rùn)性，從而增強(qiáng)玻璃纖維與聚丙烯樹脂之間的機(jī)械咬合強(qiáng)度，提高產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能；（2）本發(fā)明通過添加改性的聚丙烯，通過改性聚丙烯與少量玻璃纖維表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)結(jié)合，提高纖維與基體樹脂之間的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)將木粉汽爆處理后吸附水解產(chǎn)生的二氧化硅，隨后嚴(yán)格控制較緩慢的升溫速率，使木粉發(fā)生脫水和有機(jī)物分解，形成中空殼層支撐結(jié)構(gòu)，在后續(xù)升溫收縮過程中，直徑較大的木粉纖維因收縮量和熱應(yīng)力較大，支撐結(jié)構(gòu)難以維持，使纖維的中空殼層破損形成裂紋，并沿受到剪切應(yīng)力的面蔓延形成螺旋形結(jié)構(gòu)，以釋放應(yīng)力，從而制得中空螺旋纖維，此結(jié)構(gòu)有利于木粉與塑料基體發(fā)生牢固的機(jī)械咬合，同時(shí)中空結(jié)構(gòu)可填充部分塑料基材和粒徑較小的稻殼粉，使木粉與塑料基材發(fā)生有效融合，形成有機(jī)整體，提高木粉與塑料基體的結(jié)合強(qiáng)度，提高產(chǎn)品韌性；（3）本發(fā)明利用稻殼粉外表面覆蓋的光滑角質(zhì)化的二氧化硅膜層，形成一種非極性的表層結(jié)構(gòu)，在擠出過程中能起到一定的潤(rùn)滑作用，并且擠出的產(chǎn)品相比于純木粉擠出的產(chǎn)品更密實(shí)，結(jié)構(gòu)更緊密，機(jī)械強(qiáng)度更高。具體實(shí)施方式首先按重量份數(shù)計(jì)，依次取10～30份目數(shù)為60～80目的稻殼粉，20～40份目數(shù)為90～120目的稻殼粉，30～40份目數(shù)為140～200目的稻殼粉，倒入攪拌機(jī)中，以300～500r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合45～60min，得復(fù)配稻殼粉；隨后將短切玻璃纖維與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4～8%氫氧化鈉溶液按質(zhì)量比為1：50～1：80混合浸漬30～60min，再將浸漬后的短切玻璃纖維取出，并用去離子水洗滌3～5次，再將洗滌后的短切玻璃纖維與質(zhì)量濃度為2g/l多巴胺溶液混合浸泡，再將浸泡后的短切玻璃纖維取出，并與水按質(zhì)量比為1:40～1:60倒入燒杯中，并將燒杯移入數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器，于溫度為45～60℃，轉(zhuǎn)速為400～600r/min條件下，邊攪拌邊滴加多巴胺溶液浸泡后的短切玻璃纖維質(zhì)量8～10%的鈦酸四丁酯，待滴加結(jié)束，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～4h，過濾，得濾渣，并將所得濾渣轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得改性玻璃纖維；隨后將木材倒入汽爆罐中，于壓力為2.8～3.2mpa條件下蒸汽爆破，再經(jīng)粉碎后過80～120目篩，得汽爆木粉，再將汽爆木粉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40～60%乙醇溶液按質(zhì)量比為1:30～1:50加入反應(yīng)釜中，于溫度為45～60℃，轉(zhuǎn)速為400～600r/min條件下，邊攪拌邊滴加汽爆木粉質(zhì)量0.3～0.6倍的正硅酸乙酯，待滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2～4h后，過濾，得濾餅，并用無水乙醇洗滌濾餅3～5次，再將洗滌后的濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅，再將所得干燥濾餅轉(zhuǎn)入炭化爐，于氬氣保護(hù)狀態(tài)下，以0.2～0.4℃/min速率程序升溫至600～700℃，保溫炭化1～3h后，繼續(xù)以0.4～0.8℃/min速率程序升溫至600～700℃，保溫炭化1～3h后，隨爐冷卻至室溫，出料，得改性木粉；按重量份數(shù)計(jì)，依次取180～200份聚丙烯，60～80份改性聚丙烯，30～60份復(fù)配稻殼粉，80～100份改性木粉，20～40份改性玻璃纖維，4～6份穩(wěn)定劑，3～5份抗氧劑，1～3份增塑劑，2～4份潤(rùn)滑劑，4～6份硅烷偶聯(lián)劑kh-560，先將改性木粉、復(fù)配稻殼粉、改性玻璃纖維和潤(rùn)滑劑于混料機(jī)中混合10～30min，得混合添加料，再將聚丙烯、改性聚丙烯、穩(wěn)定劑、抗氧劑、增塑劑和硅烷偶聯(lián)劑kh-560在攪拌機(jī)中混合10～15min后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，并將所得混合添加料由雙螺桿擠出機(jī)的玻纖加入口加入，擠出造粒后，注塑成型，即得聚丙烯木塑復(fù)合板。所述的改性聚丙烯為馬來酸酐接枝改性聚丙烯，甲基丙烯酸接枝改性聚丙烯或衣康酸接枝改性聚丙烯中的一種。所述的穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣中的一種或兩種。所述的抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168按質(zhì)量比為2:1～4:1混合而成。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，馬來酸二乙基己酯或己二酸二丁酯中的一種。所述的潤(rùn)滑劑為15#白油或聚乙烯蠟中的一種。所述的木材為楊木、杉木或香樟木中的一種。實(shí)例1首先按重量份數(shù)計(jì)，依次取30份目數(shù)為80目的稻殼粉，40份目數(shù)為120目的稻殼粉，40份目數(shù)為200目的稻殼粉，倒入攪拌機(jī)中，以500r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合60min，得復(fù)配稻殼粉；隨后將短切玻璃纖維與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%氫氧化鈉溶液按質(zhì)量比為1:80混合浸漬60min，再將浸漬后的短切玻璃纖維取出，并用去離子水洗滌5次，再將洗滌后的短切玻璃纖維與質(zhì)量濃度為2g/l多巴胺溶液混合浸泡，再將浸泡后的短切玻璃纖維取出，并與水按質(zhì)量比為1:60倒入燒杯中，并將燒杯移入數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器，于溫度為60℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，邊攪拌邊滴加多巴胺溶液浸泡后的短切玻璃纖維質(zhì)量10%的鈦酸四丁酯，待滴加結(jié)束，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)4h，過濾，得濾渣，并將所得濾渣轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，得改性玻璃纖維；隨后將木材倒入汽爆罐中，于壓力為3.2mpa條件下蒸汽爆破，再經(jīng)粉碎后過120目篩，得汽爆木粉，再將汽爆木粉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%乙醇溶液按質(zhì)量比為1:50加入反應(yīng)釜中，于溫度為60℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，邊攪拌邊滴加汽爆木粉質(zhì)量0.6倍的正硅酸乙酯，待滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h后，過濾，得濾餅，并用無水乙醇洗滌濾餅5次，再將洗滌后的濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅，再將所得干燥濾餅轉(zhuǎn)入炭化爐，于氬氣保護(hù)狀態(tài)下，以0.4℃/min速率程序升溫至700℃，保溫炭化3h后，繼續(xù)以0.8℃/min速率程序升溫至700℃，保溫炭化3h后，隨爐冷卻至室溫，出料，得改性木粉；按重量份數(shù)計(jì)，依次取200份聚丙烯，80份改性聚丙烯，60份復(fù)配稻殼粉，100份改性木粉，40份改性玻璃纖維，6份穩(wěn)定劑，5份抗氧劑，3份增塑劑，4份潤(rùn)滑劑，6份硅烷偶聯(lián)劑kh-560，先將改性木粉、復(fù)配稻殼粉、改性玻璃纖維和潤(rùn)滑劑于混料機(jī)中混合30min，得混合添加料，再將聚丙烯、改性聚丙烯、穩(wěn)定劑、抗氧劑、增塑劑和硅烷偶聯(lián)劑kh-560在攪拌機(jī)中混合15min后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，并將所得混合添加料由雙螺桿擠出機(jī)的玻纖加入口加入，擠出造粒后，注塑成型，即得聚丙烯木塑復(fù)合板。所述的改性聚丙烯為馬來酸酐接枝改性聚丙烯。所述的穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅。所述的抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168按質(zhì)量比為4:1混合而成。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。所述的潤(rùn)滑劑為15#白油。所述的木材為楊木。實(shí)例2首先按重量份數(shù)計(jì)，依次取30份目數(shù)為80目的稻殼粉，40份目數(shù)為120目的稻殼粉，40份目數(shù)為200目的稻殼粉，倒入攪拌機(jī)中，以500r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合60min，得復(fù)配稻殼粉；隨后將木材倒入汽爆罐中，于壓力為3.2mpa條件下蒸汽爆破，再經(jīng)粉碎后過120目篩，得汽爆木粉，再將汽爆木粉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%乙醇溶液按質(zhì)量比為1:50加入反應(yīng)釜中，于溫度為60℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，邊攪拌邊滴加汽爆木粉質(zhì)量0.6倍的正硅酸乙酯，待滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h后，過濾，得濾餅，并用無水乙醇洗滌濾餅5次，再將洗滌后的濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅，再將所得干燥濾餅轉(zhuǎn)入炭化爐，于氬氣保護(hù)狀態(tài)下，以0.4℃/min速率程序升溫至700℃，保溫炭化3h后，繼續(xù)以0.8℃/min速率程序升溫至700℃，保溫炭化3h后，隨爐冷卻至室溫，出料，得改性木粉；按重量份數(shù)計(jì)，依次取200份聚丙烯，80份改性聚丙烯，60份復(fù)配稻殼粉，100份改性木粉，40份玻璃纖維，6份穩(wěn)定劑，5份抗氧劑，3份增塑劑，4份潤(rùn)滑劑，6份硅烷偶聯(lián)劑kh-560，先將改性木粉、復(fù)配稻殼粉、玻璃纖維和潤(rùn)滑劑于混料機(jī)中混合30min，得混合添加料，再將聚丙烯、改性聚丙烯、穩(wěn)定劑、抗氧劑、增塑劑和硅烷偶聯(lián)劑kh-560在攪拌機(jī)中混合15min后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，并將所得混合添加料由雙螺桿擠出機(jī)的玻纖加入口加入，擠出造粒后，注塑成型，即得聚丙烯木塑復(fù)合板。所述的改性聚丙烯為馬來酸酐接枝改性聚丙烯。所述的穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅。所述的抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168按質(zhì)量比為4:1混合而成。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。所述的潤(rùn)滑劑為15#白油。所述的木材為楊木。對(duì)照例：無錫市某有限公司生產(chǎn)的木塑板。將實(shí)例及對(duì)照例的木塑板進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)，其具體檢測(cè)如下：1.拉伸強(qiáng)度：參照astmdg38-03標(biāo)準(zhǔn)在萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試，拉伸速度設(shè)置為5mm/min，試件為標(biāo)準(zhǔn)啞鈴型試件。2.彎曲強(qiáng)度：參照astmd790-03標(biāo)準(zhǔn)在萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試。3.沖擊強(qiáng)度：參照gb/t1043.1-2008標(biāo)準(zhǔn)在組合沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試，沖擊速度為2.9m/s，錘擺能量為2j。其具體檢測(cè)結(jié)果如表1。表1檢測(cè)項(xiàng)目實(shí)例1實(shí)例2對(duì)照例拉伸強(qiáng)度（mpa）827162彎曲強(qiáng)度（mpa）604943沖擊強(qiáng)度（mpa）554335由表1可知，本發(fā)明制備的木塑板拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及沖擊強(qiáng)度高，韌性好，具有較好的力學(xué)性能。當(dāng)前第1頁(yè)12