本發(fā)明涉及木塑復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種相變蓄熱木塑復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、相變材料(pcm)是指物質(zhì)在發(fā)生相態(tài)變化時可以實現(xiàn)熱量的儲存、轉(zhuǎn)化和利用。由于在相變過程存在熱量的吸收和釋放，所以pcm可以在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)出一個溫度近似恒定的區(qū)間，該溫度即為相變溫度，吸收或釋放的熱量即為pcm的相變潛熱。相變材料在能源領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如建筑、航天航空、電力工業(yè)、太陽能、農(nóng)業(yè)、食物藥物的儲存運輸以及廢棄能源的利用方面。

2、相變蓄熱木塑復(fù)合材料(tes-wpc)是通過將高分子材料、木質(zhì)材料和相變材料混合制備而成的一類材料，具有木塑材料和相變材料的特點，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于建筑節(jié)能等領(lǐng)域。

3、tes-wpc具有明顯的溫度調(diào)節(jié)能力，且隨著tes-wpc中石蠟質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增加，tes-wpc的蓄熱能力越強。但熱重分析和冷熱循環(huán)實驗表明tes-wpc熱穩(wěn)定性和耐久性較差，循環(huán)實驗后熔融熱焓值下降約37％，并且由于石蠟主要團聚在木粉周圍，因而對木粉和hdpe的結(jié)合形成阻隔，同時石蠟在相變過程中變?yōu)橐簯B(tài)，加之體積膨脹，更加劇了tes-wpc的界面結(jié)合性的破壞，導(dǎo)致力學(xué)性能下降。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種相變蓄熱木塑復(fù)合材料及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有tes-wpc熱穩(wěn)定性差、耐久性較差、力學(xué)性能下降的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種相變蓄熱木塑復(fù)合材料，包括中間層以及包覆在中間層外的包覆層；

3、按重量份，所述中間層包括以下原料：木質(zhì)纖維粉45～60、高密度聚乙烯20～25、相變材料10～15、多孔性材料粉末5～10、馬來酸酐接枝聚乙烯2.5～3、硅氧烷0.3～0.5；

4、按重量份，所述包覆層包括以下原料：高密度聚乙烯10、馬來酸酐接枝聚乙烯0.2～0.3、顏料色母0.1～0.3。

5、進一步地，所述中間層和所述包覆層的質(zhì)量比為94～95：5～6。

6、進一步地，所述木質(zhì)纖維粉的粒徑為80～120目，木質(zhì)纖維為玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、木材中的一種或者兩種以上的按任意比例混合的混合物。

7、進一步地，所述相變材料為石蠟。

8、進一步地，所述多孔性材料粉末的粒徑為10～50μm，多孔性材料為氧化石墨、氧化石墨烯、硅藻土、膨脹珍珠巖、蛭石中的一種或者兩種以上的按任意比例混合的混合物。

9、進一步地，所述硅氧烷為聚二甲基硅氧烷。

10、本發(fā)明還提供上述相變蓄熱木塑復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

11、(1)將硅氧烷加入到木質(zhì)纖維粉中，攪拌均勻，得到處理后的木質(zhì)纖維粉；

12、(2)對多孔性材料粉末進行干燥處理，然后在－0.03～0.05mpa的真空條件下，將相變材料加入到多孔性材料粉末中，再通入氮氣加壓至3～4mpa壓力，之后將多孔性材料粉末和相變材料的混合物取出進行烘干處理，得到處理后的相變材料；

13、(3)將處理后的木質(zhì)纖維粉、處理后的相變材料與中間層的剩余原料混合均勻后投入第一單螺桿擠出機，在機筒溫度160～190℃條件下熔融擠出；

14、將包覆層的各原料混合均勻后投入第二單螺桿擠出機，在機筒溫度130～175℃條件下熔融擠出；

15、將第一單螺桿擠出機、第二單螺桿擠出機擠出的熔體通入共擠模具，模具溫度為180～250℃，經(jīng)過模具口模冷卻水或壓縮空氣冷卻到120～170℃，得到所述相變蓄熱木塑復(fù)合材料。

16、進一步地，步驟(2)中，多孔性材料粉末為氧化石墨烯，干燥處理溫度為103～105℃，時間為24h，烘干處理溫度為40℃，時間為2h。

17、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

18、本發(fā)明制得的相變蓄熱木塑復(fù)合材料具有良好的熱穩(wěn)定性差、耐久性和力學(xué)性能，且制備方法簡單，容易實施，便于規(guī)?；a(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種相變蓄熱木塑復(fù)合材料，其特征在于，包括中間層以及包覆在中間層外的包覆層；

2.如權(quán)利要求1所述的相變蓄熱木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述中間層和所述包覆層的質(zhì)量比為94～95：5～6。

3.如權(quán)利要求1或2所述的相變蓄熱木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述木質(zhì)纖維粉的粒徑為80～120目，木質(zhì)纖維為玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、木材中的一種或者兩種以上的按任意比例混合的混合物。

4.如權(quán)利要求1或2所述的相變蓄熱木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述相變材料為石蠟。

5.如權(quán)利要求1或2所述的相變蓄熱木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述多孔性材料粉末的粒徑為10～50μm，多孔性材料為氧化石墨、氧化石墨烯、硅藻土、膨脹珍珠巖、蛭石中的一種或者兩種以上的按任意比例混合的混合物。

6.如權(quán)利要求1或2所述的相變蓄熱木塑復(fù)合材料，其特征在于，所述硅氧烷為聚二甲基硅氧烷。

7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的相變蓄熱木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.如權(quán)利要求7中所述的相變蓄熱木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，多孔性材料粉末為氧化石墨烯，干燥處理溫度為103～105℃，時間為24h，烘干處理溫度為40℃，時間為2h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種相變蓄熱木塑復(fù)合材料及其制備方法，相變蓄熱木塑復(fù)合材料包括中間層以及包覆在中間層外的包覆層；按重量份，所述中間層包括以下原料：木質(zhì)纖維粉45～60、高密度聚乙烯20～25、相變材料10～15、多孔性材料粉末5～10、馬來酸酐接枝聚乙烯2.5～3、硅氧烷0.3～0.5；按重量份，所述包覆層包括以下原料：高密度聚乙烯10、馬來酸酐接枝聚乙烯0.2～0.3、顏料色母0.1～0.3。本發(fā)明制得的相變蓄熱木塑復(fù)合材料具有良好的熱穩(wěn)定性差、耐久性和力學(xué)性能，且制備方法簡單，容易實施，便于規(guī)?；a(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：汪中祥,方曉鐘,吳子權(quán),褚琛
受保護的技術(shù)使用者：安徽國風(fēng)木塑科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9