一种具有辐射散热功能的塑木复合材料及其制备方法与应用与流程

本技术涉及一种具有辐射散热功能的塑木复合材料及其制备方法与应用，属于塑木复合材料。

背景技术：

1、辐射散热技术是一种将热源的热量透过大气传递到外太空去来实现散热的一种方法，其中大气层对于8-13μm的波段具有平均85％的透过性，并且8-13μm是地表物体向外太空辐射能量所处的波段，因此提高材料在此波段的发射率对于其散热能力至关重要。同时由于户外光照强烈的情况下，辐射散热器通常还要兼具对太阳光波段(0.3-2.5μm)的高反射率才能实现更好的控温效果。通过向聚合物基体中添加辐射散热粒子来提高材料在对应波段的反射率和发射率是一种实现辐射散热的有效方案，目前已经应用于汽车、太阳能电池冷却、户外设备散热、纺织物等领域，但还未见应用于塑木复合材料上的报道。

2、传统塑木复合材料作为户外用塑木复合地板应用时，其在夏季太阳辐射很强时大量吸热，温度可升高到使行人赤脚行走时感觉到烫脚，在此情景下，一种自发散热降低表面温度的塑木复合地板就格外重要。若将辐射粒子加入至塑木复合材料中，则有望降低塑木复合材料受热后的升温温度，但是辐射粒子加入至塑木复合材料中一是会引起整体成本的大幅上升，二是会导致材料的脆性变大，使用中易开裂，抗撕裂性能变差，难以维持原有的使用性能。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，提供了一种具有辐射散热功能的塑木复合材料，将其分为塑木基础层和辐射散热层，能够降低塑木复合材料的生产成本，并且通过辐射散热层中各物质的配合，既能够提高辐射散热粒子在辐射散热层中的分散性，还能够改善塑木复合材料的脆性，提高塑木复合材料的韧性、耐候性、抗撕裂能力和力学强度。

2、根据本技术的一个方面，提供了一种具有辐射散热功能的塑木复合材料，包括：

3、塑木基础层，所述塑木基础层包括聚乙烯基材；

4、辐射散热层，所述辐射散热层设置在所述塑木基础层的上方，按重量份数计，所述辐射散热层包括聚乙烯60-75份、耐磨剂10-25份、抗氧化剂0.5-1份、抗紫外线助剂1-2份，辐射散热粒子4-20份、分散剂1-2份。

5、首先塑木基础层和辐射散热层中均以聚乙烯为基础基材，该聚乙烯为废旧聚乙烯材料，能够降低该塑木复合材料的生产成本，还能够增强塑木基础层和辐射散热层之间的结合力，避免该塑木复合材料在上述两层的交界处发生开裂；其次仅将辐射散热粒子加入到辐射散热层中，得到的塑木复合材料在阳光照射时，能够对阳光进行反射和发射，从而达到辐射散热的目的，在此基础上仅加入到辐射散热层中也不会造成成本的大幅上升；最后复合散热层中以聚乙烯为基础聚合物材质，加入的耐磨剂能够提高该塑木复合材料的耐磨性，抗氧化剂和抗紫外线剂能够辅助辐射散热粒子进行降温，并提高塑木复合材料的耐候性，分散剂能够提高辐射散热粒子在辐射散热层中的分散性，从而改善塑木复合材料的脆性，提高塑木复合材料的抗撕裂能力和力学强度。

6、可选地，所述辐射散热层的厚度为50～200μm，优选为120～200μm。在上述范围内，能够保证辐射散热层对阳光进行红外辐射，从而对复合材料进行降温，若辐射散热层的厚度低于50μm，则会导致对塑木复合材料的降温效果下降，无法满足正常的使用需求，若辐射散热层的厚度高于200μm，一是对塑木复合材料的降温效果提升不够显著，还导致成本的上升；二是会使得辐射散热层与塑木基础层的粘结性变差，长期使用易导致塑木复合材料分层。

7、可选地，所述辐射散热粒子选自tio2、sio2和caso4中的一种或多种，优选为tio2。

8、可选地，所述辐射散热粒子的粒径为300nm～15μm，优选为300nm

9、～900nm。该粒径是指辐射散热粒子的平均粒径，上述粒径既能够保证对塑木复合材料进行红外辐射，从而起到降温效果，同时又能够提高塑木复合材料的力学性能和抗撕裂性能，并改善塑木复合材料的脆性。若辐射散热粒子的粒径小于300nm，则辐射散热粒子在辐射散热层的分散性不好，易产生团聚，从而降温效果不均匀，且塑木复合材料的力学性能下降；若辐射散热粒子的粒径大于15μm，则导致辐射散热粒子对阳光的辐射散热效果下降，并且也会降低塑木复合材料的力学性能，降低塑木复合材料的使用寿命。

10、可选地，所述抗氧化剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂245中的一种或多种；

11、所述抗紫外线助剂选自uv-531、uv-326、uv-329、紫外线吸收剂bp-4、紫外线吸收剂3638中的一种或多种。

12、上述抗氧化剂和抗紫外线助剂能够提高塑木复合材料的耐候性，并且还能够对辐射散热粒子起到润滑的作用，辅助提高辐射散热粒子的分散性，同时与辐射散热粒子相互配合，共同达到辐射散热的目的，改善塑木复合材料的脆性和抗撕裂性。

13、可选地，所述的分散剂选自kh550、kh560、kh570、钛酸酯中的一种或多种；

14、所述耐磨剂为沙林树脂。

15、耐磨剂能够增强辐射散热层的耐磨性，提高塑木复合材料的力学性能，分散剂能够对辐射散热粒子进行表面改性，从而提高辐射散热粒子在辐射散热层中的分散性，避免团聚，进而提高塑木复合材料整体的降温均匀性、韧性、力学性能和抗撕裂性能的均匀性。

16、可选地，按重量份数计，所述塑木基础层包括聚乙烯20-35份、木粉50-60份、马来酸酐接枝聚乙烯5-10份、碳酸钙5-10份、聚乙烯蜡0.5-2份、硬脂酸锌0.5-2份和抗氧化剂0.5-1份；

17、优选的，所述碳酸钙为微米级碳酸钙。

18、塑木基础层中使用聚乙烯和木粉为基础材质，能够为辐射散热层提供基础的力学支撑，添加的马来酸酐接枝聚乙烯、聚乙烯蜡和硬脂酸锌能够增加与辐射散热层的相容性，从而提高塑木基础层和辐射散热层的粘结性、避免分层；使用微米级的碳酸钙，能够在塑木复合材料的制备中，使得塑木基础层和辐射散热层的粘结面处，碳酸钙和辐射散热粒子进行嵌合，进一步提高两层之间的粘结效果，还能够辅助提高辐射散热粒子在粘结面处的分散性，进而提高辐射降温效果。

19、根据本技术的另一个方面，提供了上述所述的制备方法，包括下述步骤：

20、将所述塑木基础层中的聚乙烯、木粉、马来酸酐接枝聚乙烯、碳酸钙、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和抗氧化剂混合，得到第一混合料；

21、将所述辐射散热层中的分散剂和辐射散热粒子混合，得到预混物，之后将所述预混物与聚乙烯、耐磨剂、抗氧化剂和抗紫外线助剂混合，得到第二混合料；

22、将所述第一混合料和第二混合料通过共挤工艺得到所述塑木复合材料。

23、先将分散剂与辐射散热粒子混合，能够提高分散剂对辐射散热粒子的改性率，进而保证辐射散热粒子在辐射散热层中与其他物质均匀混合，采用共挤工艺能够提高塑木基础层与辐射散热层的结合强度，并提高塑木复合材料的生产效率。

24、可选地，第一预混料的混合温度为100-120℃，混合时间为20-30min，该温度及时间能够保证塑木基础层中的物料充分混合，提高上述原料的分散均匀性；所述第二混合料的混合温度为80-100℃，混合时间为20-30min。该温度及时间能够保证辐射散热层中物料充分混合均匀，尤其是预混料与抗氧化剂和抗紫外线助剂之间的混合均匀性得到提高；所述预混物的混合温度为50-70℃，处理时间为0.5-1h，该温度及时间能够保证分散剂均匀附着在辐射散热粒子的表面，提高辐射散热离子的表面改性率及改性效率；所述共挤的温度为180-190℃，该共挤温度能够保证辐射散热层和塑木基础层中的物料均匀挤出，提高两个层的致密性，降低塑木复合材料的表面粗糙度。

25、根据本技术的又一个方面，提供了上述任一项所述的塑木复合材料或上述任一项所述的制备方法制备得到的塑木复合材料在制备家居用品、日用品、汽车用品、玩具用品或园林装饰中的应用。

26、本技术的有益效果包括但不限于：

27、1.根据本技术的具有辐射散热功能的塑木复合材料，当其作为塑木地板用于户外建筑和装饰时，辐射散热层中的辐射散热粒子会持续通过红外辐射对塑木地板进行降温，同时通过对太阳光的高反射率持续阻挡太阳光对塑木地板的加热，从而使得塑木地板在强烈阳光照射下也并不会显著升高温度。

28、2.根据本技术的具有辐射散热功能的塑木复合材料，辐射散热层中以聚合物为基体，添加辐射散热粒子以及其他加工助剂，达到辐射散热的目的，并改善塑木复合材料的脆性，提高塑木复合材料的耐候性、抗撕裂能力和力学强度。

29、3.根据本技术的具有辐射散热功能的塑木复合材料，通过在塑木基础层表面设置辐射散热层，辐射散热层向外辐射热量同时阻挡太阳光加热塑木基础层，进而可以在强烈光照下保持一个较为舒适的温度，可获得媲美实木地板的舒适感。

30、4.根据本技术的制备方法，制备原料便宜易得，生产成本低，制备工艺简单好操作，适用于大批量生产加工。