本发明涉及一种聚丙烯木塑复合板及其制备方法，属于建筑装饰材料
技术领域：
。
背景技术：
：木塑复合材料内含塑料和纤维，因此，具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料，机械性能优于木质材料。握钉力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于内含纤维并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高，一般是木材的2～5倍。木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌，使用寿命长，可达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%、纳米氧化钙10%。在加工过程中由于木纤维是亲水性的，塑料是疏水性的，两者之间的界面结合力很小，植物纤维的加入降低了塑料本身的韧性，而导致木塑板制品在拉伸强度和冲击强度等力学性能方面，都比纯塑料制品要低。因此如何提高木塑板的拉伸强度和冲击强度等力学性能成为当务之急。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对现有的木塑板中木纤维和塑料的界面结合力低，降低了塑料的韧性，导致木塑板的拉伸强度和冲击强度低的问题，提供了一种聚丙烯木塑复合板及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种聚丙烯木塑复合板，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：180～200份聚丙烯，60～80份改性聚丙烯，30～60份复配稻壳粉，80～100份改性木粉，20～40份玻璃纤维，4～6份稳定剂，3～5份抗氧剂，1～3份增塑剂，2～4份润滑剂，4～6份硅烷偶联剂kh-560；所述的聚丙烯木塑复合板具体制备步骤如下：（1）将木材经蒸汽爆破后粉碎和过筛，得汽爆木粉，再将汽爆木粉与乙醇溶液按质量比为1:30～1:50搅拌混合，边搅拌边滴加汽爆木粉质量0.3～0.6倍的正硅酸乙酯，待滴加结束，继续搅拌反应后，过滤、洗涤和干燥，得干燥滤渣，再将所得干燥滤渣转入炭化炉，于氩气保护状态下，以0.2～0.4℃/min速率程序升温至600～700℃，保温炭化1～3h后，继续以0.4～0.8℃/min速率程序升温至600～700℃，保温炭化1～3h后，随炉冷却至室温，出料，得改性木粉；（2）将改性木粉、复配稻壳粉、玻璃纤维和润滑剂于混料机中混合10～30min，得混合添加料；（3）将聚丙烯、改性聚丙烯、稳定剂、抗氧剂、增塑剂和硅烷偶联剂kh-560在搅拌机中混合均匀后，加入双螺杆挤出机中，并将上述所得混合添加料由双螺杆挤出机的玻纤加入口加入，挤出造粒后，注塑成型，即得聚丙烯木塑复合板。所述的改性聚丙烯为马来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种。所述的复配稻壳粉是由以下重量份数的稻壳粉复配混合而成：10～30份目数为60～80目的稻壳粉，20～40份目数为90～120目的稻壳粉，30～40份目数为140～200目的稻壳粉。所述的玻璃纤维为改性玻璃纤维，具体改性方法如下：将玻璃纤维经碱液浸渍后浸泡于多巴胺溶液中，待浸泡结束，将玻璃纤维与水按质量比为1:40～1:60混合搅拌，并在搅拌过程中滴加玻璃纤维质量8～10%的钛酸四丁酯，待反应结束，过滤，得滤渣，并将所得滤渣干燥至恒重，即得改性玻璃纤维。所述的稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或两种。所述的抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为2:1～4:1混合而成。所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，马来酸二乙基己酯或己二酸二丁酯中的一种。所述的润滑剂为15#白油或聚乙烯蜡中的一种。步骤（1）所述的木材为杨木、杉木或香樟木中的一种。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明利用碱液在浸渍过程中侵蚀玻璃纤维，在玻璃纤维表面形成腐蚀凹坑，再配合多巴胺的粘附性能，粘附于碱浸玻璃纤维表面及凹坑中，随后利用多巴胺的吸附性能，吸附体系中水解产生的二氧化钛，一旦形成二氧化钛晶核即被吸附，在玻璃纤维凹坑和表面牢固包覆一层纳米二氧化钛，形成凹凸不平的复杂结构，提高玻璃纤维表面的粗糙度，提升纤维表面的浸润性，从而增强玻璃纤维与聚丙烯树脂之间的机械咬合强度，提高产品的拉伸强度和冲击强度等力学性能；（2）本发明通过添加改性的聚丙烯，通过改性聚丙烯与少量玻璃纤维表面发生化学反应结合，提高纤维与基体树脂之间的结合强度，同时将木粉汽爆处理后吸附水解产生的二氧化硅，随后严格控制较缓慢的升温速率，使木粉发生脱水和有机物分解，形成中空壳层支撑结构，在后续升温收缩过程中，直径较大的木粉纤维因收缩量和热应力较大，支撑结构难以维持，使纤维的中空壳层破损形成裂纹，并沿受到剪切应力的面蔓延形成螺旋形结构，以释放应力，从而制得中空螺旋纤维，此结构有利于木粉与塑料基体发生牢固的机械咬合，同时中空结构可填充部分塑料基材和粒径较小的稻壳粉，使木粉与塑料基材发生有效融合，形成有机整体，提高木粉与塑料基体的结合强度，提高产品韧性；（3）本发明利用稻壳粉外表面覆盖的光滑角质化的二氧化硅膜层，形成一种非极性的表层结构，在挤出过程中能起到一定的润滑作用，并且挤出的产品相比于纯木粉挤出的产品更密实，结构更紧密，机械强度更高。具体实施方式首先按重量份数计，依次取10～30份目数为60～80目的稻壳粉，20～40份目数为90～120目的稻壳粉，30～40份目数为140～200目的稻壳粉，倒入搅拌机中，以300～500r/min转速搅拌混合45～60min，得复配稻壳粉；随后将短切玻璃纤维与质量分数为4～8%氢氧化钠溶液按质量比为1：50～1：80混合浸渍30～60min，再将浸渍后的短切玻璃纤维取出，并用去离子水洗涤3～5次，再将洗涤后的短切玻璃纤维与质量浓度为2g/l多巴胺溶液混合浸泡，再将浸泡后的短切玻璃纤维取出，并与水按质量比为1:40～1:60倒入烧杯中，并将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为45～60℃，转速为400～600r/min条件下，边搅拌边滴加多巴胺溶液浸泡后的短切玻璃纤维质量8～10%的钛酸四丁酯，待滴加结束，继续恒温搅拌反应2～4h，过滤，得滤渣，并将所得滤渣转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得改性玻璃纤维；随后将木材倒入汽爆罐中，于压力为2.8～3.2mpa条件下蒸汽爆破，再经粉碎后过80～120目筛，得汽爆木粉，再将汽爆木粉与质量分数为40～60%乙醇溶液按质量比为1:30～1:50加入反应釜中，于温度为45～60℃，转速为400～600r/min条件下，边搅拌边滴加汽爆木粉质量0.3～0.6倍的正硅酸乙酯，待滴加结束，继续搅拌反应2～4h后，过滤，得滤饼，并用无水乙醇洗涤滤饼3～5次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得干燥滤饼，再将所得干燥滤饼转入炭化炉，于氩气保护状态下，以0.2～0.4℃/min速率程序升温至600～700℃，保温炭化1～3h后，继续以0.4～0.8℃/min速率程序升温至600～700℃，保温炭化1～3h后，随炉冷却至室温，出料，得改性木粉；按重量份数计，依次取180～200份聚丙烯，60～80份改性聚丙烯，30～60份复配稻壳粉，80～100份改性木粉，20～40份改性玻璃纤维，4～6份稳定剂，3～5份抗氧剂，1～3份增塑剂，2～4份润滑剂，4～6份硅烷偶联剂kh-560，先将改性木粉、复配稻壳粉、改性玻璃纤维和润滑剂于混料机中混合10～30min，得混合添加料，再将聚丙烯、改性聚丙烯、稳定剂、抗氧剂、增塑剂和硅烷偶联剂kh-560在搅拌机中混合10～15min后，加入双螺杆挤出机中，并将所得混合添加料由双螺杆挤出机的玻纤加入口加入，挤出造粒后，注塑成型，即得聚丙烯木塑复合板。所述的改性聚丙烯为马来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种。所述的稳定剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙中的一种或两种。所述的抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为2:1～4:1混合而成。所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，马来酸二乙基己酯或己二酸二丁酯中的一种。所述的润滑剂为15#白油或聚乙烯蜡中的一种。所述的木材为杨木、杉木或香樟木中的一种。实例1首先按重量份数计，依次取30份目数为80目的稻壳粉，40份目数为120目的稻壳粉，40份目数为200目的稻壳粉，倒入搅拌机中，以500r/min转速搅拌混合60min，得复配稻壳粉；随后将短切玻璃纤维与质量分数为8%氢氧化钠溶液按质量比为1:80混合浸渍60min，再将浸渍后的短切玻璃纤维取出，并用去离子水洗涤5次，再将洗涤后的短切玻璃纤维与质量浓度为2g/l多巴胺溶液混合浸泡，再将浸泡后的短切玻璃纤维取出，并与水按质量比为1:60倒入烧杯中，并将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，边搅拌边滴加多巴胺溶液浸泡后的短切玻璃纤维质量10%的钛酸四丁酯，待滴加结束，继续恒温搅拌反应4h，过滤，得滤渣，并将所得滤渣转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得改性玻璃纤维；随后将木材倒入汽爆罐中，于压力为3.2mpa条件下蒸汽爆破，再经粉碎后过120目筛，得汽爆木粉，再将汽爆木粉与质量分数为60%乙醇溶液按质量比为1:50加入反应釜中，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，边搅拌边滴加汽爆木粉质量0.6倍的正硅酸乙酯，待滴加结束，继续搅拌反应4h后，过滤，得滤饼，并用无水乙醇洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得干燥滤饼，再将所得干燥滤饼转入炭化炉，于氩气保护状态下，以0.4℃/min速率程序升温至700℃，保温炭化3h后，继续以0.8℃/min速率程序升温至700℃，保温炭化3h后，随炉冷却至室温，出料，得改性木粉；按重量份数计，依次取200份聚丙烯，80份改性聚丙烯，60份复配稻壳粉，100份改性木粉，40份改性玻璃纤维，6份稳定剂，5份抗氧剂，3份增塑剂，4份润滑剂，6份硅烷偶联剂kh-560，先将改性木粉、复配稻壳粉、改性玻璃纤维和润滑剂于混料机中混合30min，得混合添加料，再将聚丙烯、改性聚丙烯、稳定剂、抗氧剂、增塑剂和硅烷偶联剂kh-560在搅拌机中混合15min后，加入双螺杆挤出机中，并将所得混合添加料由双螺杆挤出机的玻纤加入口加入，挤出造粒后，注塑成型，即得聚丙烯木塑复合板。所述的改性聚丙烯为马来酸酐接枝改性聚丙烯。所述的稳定剂为硬脂酸锌。所述的抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为4:1混合而成。所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。所述的润滑剂为15#白油。所述的木材为杨木。实例2首先按重量份数计，依次取30份目数为80目的稻壳粉，40份目数为120目的稻壳粉，40份目数为200目的稻壳粉，倒入搅拌机中，以500r/min转速搅拌混合60min，得复配稻壳粉；随后将木材倒入汽爆罐中，于压力为3.2mpa条件下蒸汽爆破，再经粉碎后过120目筛，得汽爆木粉，再将汽爆木粉与质量分数为60%乙醇溶液按质量比为1:50加入反应釜中，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，边搅拌边滴加汽爆木粉质量0.6倍的正硅酸乙酯，待滴加结束，继续搅拌反应4h后，过滤，得滤饼，并用无水乙醇洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得干燥滤饼，再将所得干燥滤饼转入炭化炉，于氩气保护状态下，以0.4℃/min速率程序升温至700℃，保温炭化3h后，继续以0.8℃/min速率程序升温至700℃，保温炭化3h后，随炉冷却至室温，出料，得改性木粉；按重量份数计，依次取200份聚丙烯，80份改性聚丙烯，60份复配稻壳粉，100份改性木粉，40份玻璃纤维，6份稳定剂，5份抗氧剂，3份增塑剂，4份润滑剂，6份硅烷偶联剂kh-560，先将改性木粉、复配稻壳粉、玻璃纤维和润滑剂于混料机中混合30min，得混合添加料，再将聚丙烯、改性聚丙烯、稳定剂、抗氧剂、增塑剂和硅烷偶联剂kh-560在搅拌机中混合15min后，加入双螺杆挤出机中，并将所得混合添加料由双螺杆挤出机的玻纤加入口加入，挤出造粒后，注塑成型，即得聚丙烯木塑复合板。所述的改性聚丙烯为马来酸酐接枝改性聚丙烯。所述的稳定剂为硬脂酸锌。所述的抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为4:1混合而成。所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。所述的润滑剂为15#白油。所述的木材为杨木。对照例：无锡市某有限公司生产的木塑板。将实例及对照例的木塑板进行力学性能检测，其具体检测如下：1.拉伸强度：参照astmdg38-03标准在万能力学试验机上进行测试，拉伸速度设置为5mm/min，试件为标准哑铃型试件。2.弯曲强度：参照astmd790-03标准在万能力学试验机上进行测试。3.冲击强度：参照gb/t1043.1-2008标准在组合冲击试验机上进行测试，冲击速度为2.9m/s，锤摆能量为2j。其具体检测结果如表1。表1检测项目实例1实例2对照例拉伸强度（mpa）827162弯曲强度（mpa）604943冲击强度（mpa）554335由表1可知，本发明制备的木塑板拉伸强度、弯曲强度及冲击强度高，韧性好，具有较好的力学性能。当前第1页12