本发明涉及化工材料领域，具体涉及一种用于户外的耐高温木塑复合材料及其制备。
背景技术：
：木塑复合材料是将植物纤维与塑料进行共混挤出得到的一类复合材料，木塑复合材料既能发挥材料中各组分的优点，克服因木材强度低、变异性大及有机材料弹性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用废弃的木材和塑料，可以解决由于废旧塑料无法回收对环境造成污染的问题，并使纤维废弃资源得到充分利用等优点。木塑复合材料具有密比性能高、价格低廉等优点。而提高材料的附加值也愈来愈受到人们广泛关注，从而增加材料的多功能性。目前木塑复合材料已经应用于地板、墙板、建筑模板等领域。但是由于塑料与植物纤维相容性差，界面相互作用力弱，从而导致目前大部分木塑材料的力学强度相对较低、在高温下容易变形、容易老化、使用寿命短等缺点。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种用于户外的耐高温木塑复合材料及其制备以解决现有木塑材料的力学强度相对较低、在高温下容易变形、容易老化、使用寿命短等问题。一种用于户外的耐高温木塑复合材料，主要包括以下组分及其重量份：氯化聚乙烯40-50、植物纤维80-90、抗紫外线吸收剂3-4、马来酸酐接枝聚乙烯5-6、氯化稀土6-8、稀土稳定剂12-15、亚油酸3-5、氧化聚乙烯蜡7-8、改性剂6-9、无机填充物10-15和抗氧剂1-2。进一步的，所述改性剂为马来酸钙和纳米氧化铝。利用马来酸钙和纳米氧化铝对植物进行改性预处理，可以增强氯化聚乙烯与植物纤维的相容性，使得界面相互作用力增强，提高了木塑复合材料的力学性能。纳米氧化铝还提高了木塑复合材料的耐磨性和高温性能。进一步的，所述植物纤维包括质量分数为70-80%长径比大的长纤维木絮与质量分数为20-30%的粒度为30-50目纤维粉末；所述植物纤维的含水率不超过5%。氯化聚乙烯与长径比大的长纤维木絮相互嵌入，相互穿插、形成三维网络结构，粒径小的纤维粉末填充氯化聚乙烯与长径比大的长纤维木絮形成的间隙之间。可以进一步提高木塑复合材料的机械强度。进一步的，所述无机填充物为无机玻化微珠和抗高温凹凸棒土，其中所述无机玻化微珠和抗高温凹凸棒土的质量比为3：1。无机玻化微珠是一种酸性玻璃质溶岩矿物质，经过气炉高温膨胀等特种技术处理和生产工艺加工形成内部多孔﹑表面玻化封闭、理化性能稳定、燃烧性能为A级、呈球状体细径颗粒，是一种环保型无机轻质绝热材料。由于膨胀玻化微珠表面玻化形成一定的颗粒强度，理化性能十分稳定，耐老化耐候性强，具有优异的绝热﹑防火，适合诸多领域中作轻质填充骨料，还可减少材料收缩率，提高产品综合性能，降低综合生产成本。抗高温凹凸棒土具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力、可塑性及粘结力。无机玻化微珠和抗高温凹凸棒土质量比为3：1可以起到最佳的协同作用。进一步的，所述稀土稳定剂包括稀土化合物10-15%、乙醇15-25%、丙酮20-35%、氯化铵5-10%、尿素5-10%、脂肪族二元羧酸25-30%。稀土稳定剂的一端含有与改性植物纤维的极性部分亲和的极性基团，另一端则是与弱极性的稀土改性聚乙烯树脂基体亲和的非极性基团，在稀土稳定剂的桥梁作用下，植物纤维与树脂基体之间的界面能被削弱，提高了植物纤维在树脂基体中的分散的均匀性以及二者之间的界面亲和力，因此可进一步提高复合材料的力学性能。进一步的，所述氯化稀土为氯化钕或氯化铕；所述稀土化合物包括氯化钕、氯化铕、氧化钕、氧化铕中的一种或者多种混合。进一步的，所述长纤维木絮的长径比为8-12。进一步的，所述马来酸钙和纳米氧化铝的质量比为4：1。上述用于户外的耐高温木塑复合材料的制备方法，主要包括以下步骤：（1）将氯化聚乙烯与氯化稀土一起于180-200℃中混合搅拌3h，得到稀土改性的聚乙烯；（2）将植物纤维混合均匀后进行烘干处理；（3）用改性剂对步骤（2）所得植物纤维进行预处理；（4）将步骤（1）得到的稀土改性的聚乙烯、步骤（3）所得植物纤维与剩余物料加入高速混合机，在转速为500-600r/min下搅拌15-20min，得到混合物料；（5）将混合物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的融合，再经过摸头挤出造粒；（6）最后将挤出造粒后的粒料放入热压模具中通过热压成型。进一步的，所述双螺杆挤出机的长径比为25:1-40:1；挤出机各区段的温度在150-230℃，挤出机转速不高于30rpm。与现有技术相比，本发明对植物纤维和氯化聚乙烯进行改性增强氯化聚乙烯与植物纤维的相容性，使得界面相互作用力增强，再使用稀土稳定剂进一步增强相容性，使得界面润湿性、界面粘合作用进一步提高，有效的提高了复合材料的机械强度，还能有效的降低氯化聚乙烯的树脂的使用量和提高植物纤维的使用量，提高木塑复合材料的耐高温性能，有效解决现有木塑材料在高温下容易变形、容易老化、使用寿命短等问题。还有利于节省能源，提高废弃植物纤维的利用率，经济环保。无机玻化微珠和抗高温凹凸棒土的使用能进一步提高木塑复合材料的耐高温性，而且本发明木塑材料在户外对紫外线有着较高的抗性，适合户外使用。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。实施例1一种用于户外的耐高温木塑复合材料，主要包括以下组分及其重量份：氯化聚乙烯40、长径比为8-12的长纤维木絮56、粒度为30-50目纤维粉末24、抗紫外线吸收剂3、马来酸酐接枝聚乙烯5、氯化钕6、稀土稳定剂12、亚油酸3、氧化聚乙烯蜡7、马来酸钙4.8和纳米氧化铝1.2、无机玻化微珠7.5和抗高温凹凸棒土2.5和抗氧剂1。其中稀土稳定剂包括氯化铕10%、乙醇15%、丙酮20%、氯化铵5%、尿素5%、脂肪族二元羧酸30%。上述用于户外的耐高温木塑复合材料的制备方法，主要包括以下步骤：（1）将氯化聚乙烯与氯化稀土一起于180℃中混合搅拌3h，得到稀土改性的聚乙烯；（2）将植物纤维混合均匀后进行烘干处理；（3）用改性剂对步骤（2）所得植物纤维进行预处理；（4）将步骤（1）得到的稀土改性的聚乙烯、步骤（3）所得植物纤维与剩余物料加入高速混合机，在转速为500r/min下搅拌20min，得到混合物料；（5）将混合物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的融合，再经过摸头挤出造粒；（6）最后将挤出造粒后的粒料放入热压模具中通过热压成型。其中，双螺杆挤出机的长径比为25:1-40:1；挤出机各区段的温度在150-230℃，挤出机转速不高于30rpm。实施例2一种用于户外的耐高温木塑复合材料，主要包括以下组分及其重量份：氯化聚乙烯50、长径比为8-12长纤维木絮72、粒度为30-50目纤维粉末18、抗紫外线吸收剂4、马来酸酐接枝聚乙烯6、氯化铕8、稀土稳定剂15、亚油酸5、氧化聚乙烯蜡8、马来酸钙7.2和纳米氧化铝1.8、无机玻化微珠11.25和抗高温凹凸棒土3.75和抗氧剂2。其中稀土稳定剂包括氧化铕15%、乙醇25%、丙酮35%、氯化铵10%、尿素10%、脂肪族二元羧酸25%。上述用于户外的耐高温木塑复合材料的制备方法，主要包括以下步骤：（1）将氯化聚乙烯与氯化稀土一起于200℃中混合搅拌3h，得到稀土改性的聚乙烯；（2）将植物纤维混合均匀后进行烘干处理；（3）用改性剂对步骤（2）所得植物纤维进行预处理；（4）将步骤（1）得到的稀土改性的聚乙烯、步骤（3）所得植物纤维与剩余物料加入高速混合机，在转速为600r/min下搅拌15min，得到混合物料；（5）将混合物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的融合，再经过摸头挤出造粒；（6）最后将挤出造粒后的粒料放入热压模具中通过热压成型。进一步的，所述双螺杆挤出机的长径比为25:1-40:1；挤出机各区段的温度在150-230℃，挤出机转速不高于30rpm。将本发明的实施例1-2的制备得到的木塑复合材料与市售的普通木塑复合材料进行对比试验，对比试验的结果如下表所示：抗拉强度（MPa）弯曲弹性模量（MPa)480h的紫外线照射实验加热后尺寸变化率（%）实施例142.213924无变形、无老化、无气泡、无裂痕、无麻点±0.12实施例243.453859无变形、无老化、无气泡、无裂痕、无麻点±0.11对比组35-373200-3500有变形、老化、气泡、无裂痕、无麻点±0.8-±1.25以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3