一种抗藻木塑复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于木塑复合材料制备领域，具体涉及一种抗藻木塑复合材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 木塑复合材料是近年来发展起来的一种新型材料，由木质纤维、热塑性塑料及特 定加工助剂复合而成，兼具木材和塑料二者优点。木塑复合材料相比木材及塑料具有其 独特优势，在环境保护、缓解森林资源匮乏等方面有重要意义，目前被广泛应用于室内外建 筑、园林景观、汽车行业、包装运输、仓储等领域。
[0003] 由于藻类的生长繁殖需要满足系列条件，如适宜的温度、湿度（最少25% )、氧气、 培养基和光照条件等，而大部分木塑板材和产品的水分含量都在2%以下，远远低于25% 这一临界阈值。因而，早期人们普遍认为，藻类不能在木塑复合材料上生长繁殖。然而，实 践证明，尽管木塑复合材料及制品在刚生产出的水分含量都极低，但当被安装使用后，会逐 渐吸收空气中的水分从而导致材料表面的水分含量不断增加，尤其是当木塑复合材料被安 装用于户外时，在不断经历日光暴晒/雨水冲刷等往复性的循环过程后，材料的湿度会快 速增加，表面水分含量常常在30 %以上，为藻类的生长繁殖提供了适宜的环境。此外，随着 木塑复合材料技术的快速发展，木塑复合材料的应用环境更多样化，从早期单纯的户外庭 院地上环境发展到现在的临地、入地、临水、入水等多种可能存在藻类的环境，增加了木塑 复合材料被藻类侵染危害的几率。发明人前期对不同种类和含量木粉填充木塑复合材料的 藻类抗性进行了测试，结果表明，当将木塑复合材料与藻类共培养时，木塑复合材料表面滋 生了大量藻细胞与孢子，藻类覆盖了材料的大部分面积，材料表面变色严重，影响其外观和 美感。因此，开发一种具有高效抗藻性能的木塑复合材料将有利于降低藻类危害，提升使用 美观度和耐用性，拓展木塑复合材料应用范围，具有很好的市场前景。
【发明内容】
[0004] 本发明的第一个目的是针对现有木塑复合材料及制品在应用过程中出现的藻类 危害问题而提供一种高效抗藻的木塑复合材料。
[0005] 本发明的抗藻木塑复合材料，其特征在于，其原料为：按质量份数计，包括塑料基 体100份、经微波改性接枝抗藻活性物质的木质纤维粉40-150份、活性碳酸钙6-30份、润 滑剂2-5份、偶联剂2-6份和其它加工助剂2-15份；
[0006] 所述的经微波改性接枝抗藻活性物质的木质纤维粉是通过以下方法制备的：将抗 藻活性物质用无水乙醇分散后喷洒到木质纤维粉表面，搅拌混合均匀后，用微波辐射处理 得到经微波改性接枝抗藻活性物质的木质纤维粉。
[0007] 所述的经微波改性接枝抗藻活性物质的木质纤维粉优选是通过以下方法制备的： 将木质纤维粉质量的0. 5-3%的抗藻活性物质用无水乙醇分散后喷洒到木质纤维粉表面， 搅拌混合均匀后，用5-20kW功率的微波辐射处理0. 5-2min，得到经微波改性接枝抗藻活性 物质的木质纤维粉。
[0008] 所述的抗藻活性物质为吡啶硫酮锌（ZPT)、多菌灵（MBC)、噻苯咪唑（TBZ)、N-辛 基-异噻唑啉酮（OIT)、4, 5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮（DCOIT)、1，2-苯并异噻唑 啉-3-酮（BIT)、正-丁基-1，2-异噻唑啉-3-酮（BBIT)、N- (3, 4-二氯苯基）-N，N-二甲 基脲（敌草隆）和10, 10' -氧代双吩恶砒（OBPA)中的一种或两种以上的混合物。
[0009] 所述的木质纤维粉为木粉、竹粉、亚麻粉、蓖麻粉、秸杆粉、蔗渣和/或稻糠，粒径 为 40-160 目。
[0010] 所述的塑料基体为PP、HDPE、PVC和PS中的一种或两种以上组合物，可为新料或回 收料。
[0011] 所述的润滑剂为硬脂酸、PE蜡和石蜡中的一种或两种以上的组合物。
[0012] 所述的偶联剂为双氨基硅烷、乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷和马来酸酐接枝 聚丙烯中的一种或两种以上的组合物。
[0013] 所述的其它加工助剂为光稳定剂、热稳定剂、色粉和增塑剂中的一种或两种以上 组合物。
[0014] 本发明的第二个目的是提供一种抗藻木塑复合材料的制备方法。
[0015] 本发明的抗藻木塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按上述抗藻 木塑复合材料各原料质量份数比，将塑料基体与经微波改性接枝抗藻活性物质的木质纤维 粉加入高速混合机中，于90_110°C、600-1000r/min高速混合10_15min后，加入活性碳酸 钙、偶联剂、润滑剂和其他加工助剂，继续混合l〇_15min后冷却出料得到预混料；将预混料 投入到双螺杆机中进行造粒、挤出及成型，得到抗藻木塑复合材料。
[0016] 本发明的有益效果是：（1)高效持久的抗藻性能：通过微波辐射改性，在木质纤维 表面接枝上具有抗藻活性的抗藻剂。微波辐射可以使木质纤维表面的木质素与纤维素大分 子得以活化，从而使木质纤维更容易地接枝上抗藻活性物质，并通过化学键形成稳定结构， 赋予木塑复合材料高效持久的抗藻性能，降低藻类在材料表面的生长繁殖和随之引发的材 料变色等问题，有利于木塑复合材料综合性能的提升及应用领域的扩展；使木塑复合材料 及制品可被应用于户外临水或入水环境，如海/江/湖/河边栈道、铺板、亭台、临水或水下 支架、立柱等。（2)良好的界面性能和力学性能：通过微波改性在木质纤维表面接枝抗藻活 性物质，不仅提高了木塑复合材料的抗藻性能，也可有效改善木质纤维与塑料二者间的界 面结合力，提高材料的力学性能。一方面，微波辐射降低了木质纤维的表面亲水性，有利于 木质纤维与高分子基体的复合，增加了木质纤维与塑料基体二者间的界面结合力；另一方 面，微波改性增加了纤维表面的粗糙度，提高了塑料基体在纤维内部的渗透和黏糊作用，使 复合材料的界面效应减弱，力学性能增强。
【具体实施方式】
[0017] 以下给出实施例对本发明进行具体的描述，有必要指出的是，本实施范例只用于 对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域熟练人员根据本
【发明内容】
做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
[0018] 实施例1
[0019] 木质纤维粉（木粉）的表面改性接枝：将用无水乙醇分散均匀的吡啶硫酮锌 (ZPT)溶液喷洒到80目木粉表面，吡啶硫酮锌用量为木粉质量的I. 0%，搅拌均匀后，用5kW 功率的微波辐射处理2min，得到经微波改性接枝抗藻活性物质的木粉。
[0020] 抗藻木塑复合材料的制备：按质量份数比，称取PP基体100份，经微波改性接枝抗 藻活性物质的木粉100份加入到高速混合机中，于100°c、700r/min的条件下高速搅拌混合 IOmin后，加入活性碳酸钙15份，硬脂酸2份，双氨基硅烷偶联剂2份，光稳定剂4份，色粉 2份，继续混合IOmin后，冷却出料得到预混料。将预混料投入到双螺杆机中进行造粒、挤出 及成型，得到抗藻木塑复合材料。
[0021] 实施例2
[0022] 木质纤维粉（竹粉）的表面改性接枝：将用无水乙醇分散均匀的多菌灵（MBC)溶 液喷洒到40目竹粉表面，多菌灵用量为竹粉质量的1. 5%，搅拌均匀后，用IOkW功率的微波 辐射处理I. 5min，得到经微波改性接枝抗藻活性物质的竹粉。
[0023] 抗藻木塑复合材料的制备：按质量份数比，称取HDPE基体100份，经微波改性接枝 抗藻活性物质的竹粉80份加入到高速混合机中，于90°C、800r/min的条件下高速搅拌混合 IOmin后，加入活性碳酸钙10份，PE蜡5份，马来酸酐接枝聚丙烯4份，光稳定剂2份，色粉 2份，继续混合12min后，冷却出料得到预混料。将预混料投入到双螺杆机中进行造粒、挤出 及成型，得到抗藻木塑复合材料。
[0024] 实施例3
[0025] 木质纤维粉（亚麻粉）的表面改性接枝：将用无水乙醇分散均匀的噻苯咪唑 (TBZ)溶液喷洒到60目亚麻粉表面，噻苯咪唑用量为亚麻粉质量的2.0%，搅拌均匀后，用 15kW功率的微波辐射处理lmin，得到经微波改性接枝抗藻活性物质的亚麻粉。
[0026] 抗藻木塑复合材料的制备：按质量份数比，称取HDPE基体100份，经微波改性接枝 抗藻活性物质的亚麻粉60份加入到高速混合机中，于110°C、600r/min的条件下高速搅拌 混合15min后，加入活性碳酸钙20份，PE蜡5份，乙烯基硅烷偶联剂5份，光稳定剂3份，色 粉3份，继续混合IOmin后，冷却出料得到预混料。将预混料投入到双螺杆机中进行造粒、 挤出及成型，得到抗藻木塑复合材料。
[0027] 实施例4
[0028] 木质纤维粉（蓖麻粉）的表面改性接枝：将用无水乙醇分散均匀的N-辛基-异 噻唑啉酮（OIT)溶液喷洒到80目蓖麻粉表面，N-辛基-异噻唑啉酮用量为蓖麻粉质量的 2. 5%，搅拌均匀后，用20kW功率的微波辐射处理lmin，得到经微波改性接枝抗藻活性物质 的蓖麻粉。
[0029] 抗藻木塑复合材料的制备：按质量份数比，称取PVC基体100份，经微波改性接枝 抗藻活性物质的蓖麻粉100份加入到高速混合机中，于ll〇°C、800r/min的条件下高速搅拌 混合12min后，加入活性碳酸钙15份，石蜡3份，乙烯基硅烷偶联剂6份，光稳定剂3份，色 粉3份，热稳定剂5份，继续混合15min后，冷却出料得到预混料。将预混料投入到双螺杆 机中进行造粒、挤出及成型，得到抗藻木塑复合材料。
[0030] 实施例5
[0031] 木质纤维粉（秸杆粉）的表面改性接枝：将用无水乙醇分散均匀的4, 5-二 氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮（DCOIT)溶液喷洒到60目秸杆粉表面，4, 5-二氯-N-辛 基-4-异噻唑啉-3-酮用量为秸杆粉质量的1. 5%，搅拌均匀后，用IOkW功率的微波辐射处 理2min，得到经微波改性接枝抗藻活性物质的秸杆粉。
[0032] 抗藻木塑复合材料的制备：按质量份数比，称取PVC基体100份，经微波改性接枝 抗藻活性物质的秸杆粉80份加入到高速混合机中，于100°C、lOOOr/min的条件下高速搅拌 混合IOmin后，加入活性碳酸钙30份，PE蜡2份，石蜡2份，双氨基硅烷偶联剂6份，光稳 定剂4份，色粉2份，热稳定剂4份，继续混合15min后，冷却出料得到预混料。将预混料投 入到双螺杆机中进行造粒、挤出及成型，得到抗藻木塑复合材料。
[0033] 实施例6
[0034] 木质