一种高性能低成本和可替代木材的木质复合材料

一种高性能低成本和可替代木材的木质复合材料

技术领域

本发明涉及木材生产技术领域，具体地说是一种高性能低成本和可替代木材的木质复合材料。

背景技术

木材是一种可再生、可再循环利用和可自然降解的绿材料和生物资源，它具有纹理美观、泽天然、质感舒适、可塑性好、易于加工等优点，深受人们的喜欢，并广泛应用于室内装修、家具制造、房屋建筑、外部装饰等领域。与此同时，由于过度地利用、毁林开荒、只砍不造，使木材资源短缺、森林资源遭到严重破环等，将影响到生态平衡与绿环保的健康发展。为此，寻求一种可代替木材的大众化材料将成为社会发展的迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强度高、可塑性好、阻燃性优良和环保健康的高性能低成本和可替代木材的木质复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高性能低成本和可替代木材的木质复合材料，其组分按质量百分数配比为：木质粉20%～50%、纳米碳纤维10%～15%、TPU 8%～12%、TPEE 6%～9%、复合阻燃剂6%～12%、沸石粉10%～20%、聚乙二醇2%～6%、多异氰酸酯1%～4%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1%、着剂0.1%～1%。

所述木质粉是以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸秆为原料，经过清洁加工、并粉碎成100～200目的木质细粉；所述木材加工的边角余料包括木屑、刨花或木片，所述农作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆或水稻秸秆。

所述纳米碳纤维为直径在50nm～200nm的气相生长纳米碳纤维。

所述TPU为热塑性聚氨酯弹性体。

所述TPEE为聚对苯二甲酸丁二酯-聚环氧乙烷-聚环氧丙烷三嵌段共聚物。

所述复合阻燃剂为质量比4：2：1的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与纳米蒙脱土的复配物。

所述沸石粉为粒径在800目～1500目的丝光沸石粉。

所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]酯。

所述润滑剂为硬脂酸钙、乙撑双硬酯酰胺、硬脂酸酯中的一种。

所述着剂为钛白粉、炭黑、镉红、镉黄、酞菁蓝、酞菁绿、永固紫中的一种。

上述的一种高性能低成本和可替代木材的木质复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸秆为原料，经过分选、清洁以去除杂质后，通过粉碎机加工成100～200目的细粉，然后加入滚筒烘干机中进行干燥，使木质粉在滚筒烘干机中将水分降低至8%～12%，即得所述的木质粉；

（2）、按重量配比称取各组分，并加入转速为80～160r/min的混料机中，包括步骤（1）得到的干燥木质粉，然后一起搅拌20～50min，待均匀分散后，出料；

（3）、将步骤（2）得到的均匀混合物加入双螺杆挤出机熔融挤入到成型模具中注模，并控制双螺杆挤出机的温度为155℃～260℃，然后冷却、脱模，得到的型坯即为本发明的一种高性能低成本和可替代木材的木质复合材料。

本发明的有益效果是，本发明具有强度高、可塑性好、阻燃性优良、环保性好、成本低、加工性能优良等特点，可替代木材应用于建筑装修、家具制造等领域，因而具有很好的实用价值与推广应用前景。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种高性能低成本和可替代木材的木质复合材料，其组分按质量百分数配比为：木质粉20%、纳米碳纤维15%、TPU 12%、TPEE 9%、复合阻燃剂12%、沸石粉20%、聚乙二醇6%、多异氰酸酯4%、抗氧剂0.5%、硬脂酸钙1%、酞菁蓝0.5%，所述纳米碳纤维为直径在50nm～200nm的气相生长纳米碳纤维，所述复合阻燃剂为质量比4：2：1的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与纳米蒙脱土的复配物，所述沸石粉为粒径在800目～1500目的丝光沸石粉，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]酯。

制备方法：（1）、以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸秆为原料，经过分选、清洁以去除杂质后，通过粉碎机加工成100～200目的细粉，然后加入滚筒烘干机中进行干燥，使木质粉在滚筒烘干机中将水分降低至8%～12%，即得所述的木质粉；（2）、按重量配比称取各组分，并加入转速为80～160r/min的混料机中，包括步骤（1）得到的干燥木质粉，然后一起搅拌20～50min，待均匀分散后，出料；（3）、将步骤（2）得到的均匀混合物加入双螺杆挤出机熔融挤入到成型模具中注模，并控制双螺杆挤出机的温度为155℃～260℃，然后冷却、脱模，得到的型坯即为本发明的一种高性能低成本和可替代木材的木质复合材料。

实施例2：

一种高性能低成本和可替代木材的木质复合材料，其组分按质量百分数配比为：木质粉50%、纳米碳纤维10%、TPU 8%、TPEE 6%、复合阻燃剂6%、沸石粉10%、聚乙二醇4%、多异氰酸酯4%、抗氧剂0.5%、硬脂酸酯0.5%、炭黑1%，所述纳米碳纤维为直径在50nm～200nm的气相生长纳米碳纤维，所述复合阻燃剂为质量比4：2：1的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与纳米蒙脱土的复配物，所述沸石粉为粒径在800目～1500目的丝光沸石粉，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]酯。

制备方法：（1）、以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸秆为原料，经过分选、清洁以去除杂质后，通过粉碎机加工成100～200目的细粉，然后加入滚筒烘干机中进行干燥，使木质粉在滚筒烘干机中将水分降低至8%～12%，即得所述的木质粉；（2）、按重量配比称取各组分，并加入转速为80～160r/min的混料机中，包括步骤（1）得到的干燥木质粉，然后一起搅拌20～50min，待均匀分散后，出料；（3）、将步骤（2）得到的均匀混合物加入双螺杆挤出机熔融挤入到成型模具中注模，并控制双螺杆挤出机的温度为155℃～260℃，然后冷却、脱模，得到的型坯即为本发明的一种高性能低成本和可替代木材的木质复合材料。