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一种环保高强清香木塑材料及其制备方法与流程

来源：花匠小妙招时间：2025-06-18 18:41

本发明涉及木塑板材
技术领域：
，具体涉及一种环保高强清香木塑材料及其制备方法。
背景技术：
：木塑材料作为一种新兴的环保材料，其主要以植物纤维类材料为主料，加入塑料合成，形成一种适用性广泛的复合材料。在木塑复合材料的加工中，由于木材纤维具有很强的极性、亲水性，而塑料为非极性、不亲水，木材纤维与塑料两者间的相容性很差，界面粘合力也很小，所以要将具有较强吸水性的木材与具有疏水性的塑料结合在一起，是一件很困难的事情，也会影响木塑复合材料的机械性能。而且，由于木材纤维之间有很强的相互作用，使得其在塑料中的分散性极差，要达到均匀分散较为困难。同时，成型制造时，木粉填料易降解变色，塑料也会热降解，不适合的配混和制造工艺会导致木塑复合材料的性能下降。随着全球资源日趋枯竭，社会环保意识日渐高涨，生产及生活中对木材和石化产品应用提出了更高的要求。由于木塑材料中含有较多的植物纤维，从而使得在长期使用过程中，尤其是在潮湿的环境下，塑木材料极易因水分含量较多导致细菌生长，从而使得木塑材料霉变报废，进而提高使用成本。此外目前的木塑材料还有很多性能方面的不足，不能够完全替代木材，使该行业产品在国内市场的应用受到限制，如pe、pp基材的塑木材料密度较大，自蠕变型大，不适合在建筑外墙等应用。其他近两年开发的共挤塑木产品，如木塑共挤金属材料、木塑共挤改性塑料等虽然能部分解决以上问题，但生产工艺繁琐，产品废品率高，在使用时存在两层材料剥离风险。因此目前市面上木塑材料在密度、强度、耐候性方面的品质和性能还需要有较大的提高才能满足市场的应用。技术实现要素：针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种环保高强清香木塑材料，该木塑材料耐磨、耐腐蚀性较好，具有阻燃、零甲醛、无污染的特点，此外还有优异的抗菌、防虫蛀、抗潮湿以及净化空气的性能，产品散发出植物香味；同时本发明的制备方法采用大量废弃木料，节约了资源、保护了环境，成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。本发明解决技术问题采用如下技术方案：本发明提供了一种环保高强清香木塑材料，包括以下重量份的原料：氨基树脂60-70份、改性竹粉7-9份、改性硅藻土7-9份、丙烯酸酯抗冲改性剂8-14份、偶联剂5-7份、混合橡胶8-10份、废弃秸秆30-40份、废弃木材20-30份、热稳定剂3-5份、天然植物精油12-18份、阻燃添加剂8-12份、耐磨添加剂8-12份、加工助剂10-14份。优选地，所述环保高强清香木塑材料包括以下重量份的原料：氨基树脂65份、改性竹粉8份、改性硅藻土8份、丙烯酸酯抗冲改性剂10份、偶联剂6份、混合橡胶9份、废弃秸秆35份、废弃木材25份、热稳定剂4份、天然植物精油16份、阻燃添加剂10份、耐磨添加剂10份、加工助剂12份。优选地，所述改性竹粉的制备方法为：先将竹粉置于浓度在4-6％稀硝酸溶液中浸泡30-40min，再用频率17-19khz、功率1.5-2.0kw的超声波处理15-20min，然后搅拌并加入等量聚丙烯酸钠，升温至80-100℃反应20-30min，反应结束后过滤，水洗三次，最后经烘箱干燥至水分含量低于7％即可；所述改性硅藻土的制备方法为：称取硅藻土，将其加入到3-5mol/l的盐酸水溶液中，充分搅拌反应20-30min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；将所述第一处理物加入到3-5mol/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌反应40-50min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至300-400℃，在该温度下煅烧20-30min，然后冷却至常温，并将所述煅烧后硅藻土充分研磨，并过300目筛，得到所述改性硅藻土。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种；所述混合橡胶为氯丁橡胶、乙丙橡胶按照重量比2:1组成的混合物；所述热稳定剂为钙锌稳定剂。优选地，所述所述加工助剂为增塑剂、润滑剂、抗静电剂按照重量比2:3:1组成的混合物，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述抗氧剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙按照重量比2:3组成的混合物。优选地，阻燃添加剂为氢氧化铝、次磷酸镁、氯化石蜡按照重量比2:1:3组成的混合物；所述天然植物精油为玫瑰精油、丁香花精油、百合花精油按照重量比3:1:2组成的混合物。优选地，所述废弃秸秆为稻草秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆按照重量比2:3:5组成的混合物。优选地，所述耐磨添加剂为纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌按照重量比4:3:1组成的混合物。本发明还提供一种环保高强清香木塑材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将改性竹粉、改性硅藻土、偶联剂、热稳定剂、天然植物精油、耐磨添加剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速350-450r/min下，搅拌25-35分钟，得到混合物a；步骤三、将废弃秸秆和废弃木材加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为20%-30%的过氧化氢溶液漂白，将漂白后的木粉送入烘干机中在65-75℃下干燥2-4小时，送入紫外线消毒室消毒1-3小时得到混合物b；步骤四，将混合橡胶、步骤二制备的混合物b、氨基树脂混合加入密炼机中加热至90-100℃，保温10-14分钟后，加入丙烯酸酯抗冲改性剂、阻燃添加剂、加工助剂、步骤二制备的混合物a，升温至120-130℃，混炼15-25分钟，得到混炼物c；步骤五，将混合物c加入送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为155-165℃，区段二温度为165-175℃，区段三温度为175-185℃，区段四温度为185-195℃，区段五合流区温度为195-205℃，区段六机头温度为200℃，螺杆转速为60-80r/min，机头压力为5-6mpa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的环保高强清香木塑材料。优选地，所述环保高强清香木塑材料的制备步骤为：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将改性竹粉、改性硅藻土、偶联剂、热稳定剂、天然植物精油、耐磨添加剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速400r/min下，搅拌30分钟，得到混合物a；步骤三、将废弃秸秆和废弃木材加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为25%的过氧化氢溶液漂白，将漂白后的木粉送入烘干机中在70℃下干燥3小时，送入紫外线消毒室消毒2小时得到混合物b；步骤四，将混合橡胶、步骤二制备的混合物b、氨基树脂混合加入密炼机中加热至95℃，保温12分钟后，加入丙烯酸酯抗冲改性剂、阻燃添加剂、加工助剂、步骤二制备的混合物a，升温至125℃，混炼20分钟，得到混炼物c；步骤五，将混合物c加入送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为160℃，区段二温度为170℃，区段三温度为180℃，区段四温度为190℃，区段五合流区温度为200℃，区段六机头温度为200℃，螺杆转速为70r/min，机头压力为5.5mpa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的环保高强清香木塑材料。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）本发明的一种环保高强清香木塑材料添加的改性竹粉配合改性硅藻土，具有极强的物理吸附性能和离子交换性能，并缓慢持续释放负氧离子，能有效分解甲醛、苯、氡气等有害致癌物质。（2）本发明的一种环保高强清香木塑材料采用了农业秸秆和废弃木材作为主体材料，在充分利用废弃物的基础上，节约了资源，保护了环境，符合循环经济的理念，实现了可持续发展；同时在制备过程中对农业秸秆和废弃木材进行了漂白和杀菌，既保证了制备出的木塑复合材料的颜色鲜明，又使得其安全卫生，无菌无毒。（3）本发明的一种环保高强清香木塑材料添加的了阻燃添加剂，主要为氢氧化铝、次磷酸镁、十溴联苯醚、氯化石蜡，几者复合作用，形成复配型阻燃效果，大大提高了发明的木塑材料的阻燃性能，提高了其抵抗风险的能力。（4）本发明的一种环保高强清香木塑材料添加的耐磨添加剂，主要为纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌，一方面其能够有效提高复合材料的耐磨性能，另一方面还能够有效屏蔽紫外线，有效增加木塑材料耐老化性能。（5）本发明的一种环保高强清香木塑材料添加了天然植物精油，主要为玫瑰精油、丁香花精油、百合花精油，一方面其能够使制备的木塑材料具有鲜花清香，有益健康，另一方面还能够增加木塑材料的驱虫杀虫能力，防止虫蛀现象的发生，增加材料的使用寿命。（6）本发明的一种环保高强清香木塑材料耐磨、耐腐蚀性较好，具有阻燃、零甲醛、无污染的特点，此外还有优异的抗菌、防虫蛀、抗潮湿以及净化空气的性能，产品散发出植物香味；同时本发明的制备方法采用大量废弃木料，节约了资源、保护了环境，成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1.本实施例的一种环保高强清香木塑材料，包括以下重量份的原料：氨基树脂60份、改性竹粉7份、改性硅藻土7份、丙烯酸酯抗冲改性剂8份、偶联剂5份、混合橡胶8份、废弃秸秆30份、废弃木材20份、热稳定剂3份、天然植物精油12份、阻燃添加剂8份、耐磨添加剂8份、加工助剂10份。本实施例中的改性竹粉的制备方法为：先将竹粉置于浓度在4％稀硝酸溶液中浸泡30min，再用频率17khz、功率1.5kw的超声波处理15min，然后搅拌并加入等量聚丙烯酸钠，升温至80℃反应20min，反应结束后过滤，水洗三次，最后经烘箱干燥至水分含量低于7％即可；所述改性硅藻土的制备方法为：称取硅藻土，将其加入到3mol/l的盐酸水溶液中，充分搅拌反应20min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；将所述第一处理物加入到3mol/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌反应40min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至300℃，在该温度下煅烧20min，然后冷却至常温，并将所述煅烧后硅藻土充分研磨，并过300目筛，得到所述改性硅藻土。本实施例中偶联剂为硅烷偶联剂；所述混合橡胶为氯丁橡胶、乙丙橡胶按照重量比2:1组成的混合物；所述热稳定剂为钙锌稳定剂。本实施例中所述加工助剂为增塑剂、润滑剂、抗静电剂按照重量比2:3:1组成的混合物，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述抗氧剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙按照重量比2:3组成的混合物。本实施例中阻燃添加剂为氢氧化铝、次磷酸镁、氯化石蜡按照重量比2:1:3组成的混合物；所述天然植物精油为玫瑰精油、丁香花精油、百合花精油按照重量比3:1:2组成的混合物。本实施例中废弃秸秆为稻草秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆按照重量比2:3:5组成的混合物。本实施例中耐磨添加剂为纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌按照重量比4:3:1组成的混合物。本实施例的环保高强清香木塑材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将改性竹粉、改性硅藻土、偶联剂、热稳定剂、天然植物精油、耐磨添加剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速350r/min下，搅拌25分钟，得到混合物a；步骤三、将废弃秸秆和废弃木材加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为20%的过氧化氢溶液漂白，将漂白后的木粉送入烘干机中在65℃下干燥2小时，送入紫外线消毒室消毒1小时得到混合物b；步骤四，将混合橡胶、步骤二制备的混合物b、氨基树脂混合加入密炼机中加热至90℃，保温10分钟后，加入丙烯酸酯抗冲改性剂、阻燃添加剂、加工助剂、步骤二制备的混合物a，升温至120℃，混炼15分钟，得到混炼物c；步骤五，将混合物c加入送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为155℃，区段二温度为165℃，区段三温度为175℃，区段四温度为185℃，区段五合流区温度为195℃，区段六机头温度为200℃，螺杆转速为60r/min，机头压力为5mpa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的环保高强清香木塑材料。实施例2.本实施例的一种环保高强清香木塑材料，包括以下重量份的原料：氨基树脂70份、改性竹粉9份、改性硅藻土9份、丙烯酸酯抗冲改性剂14份、偶联剂7份、混合橡胶10份、废弃秸秆40份、废弃木材30份、热稳定剂5份、天然植物精油18份、阻燃添加剂12份、耐磨添加剂12份、加工助剂14份。本实施例中的改性竹粉的制备方法为：先将竹粉置于浓度在6％稀硝酸溶液中浸泡40min，再用频率19khz、功率2.0kw的超声波处理20min，然后搅拌并加入等量聚丙烯酸钠，升温至100℃反应30min，反应结束后过滤，水洗三次，最后经烘箱干燥至水分含量低于7％即可；所述改性硅藻土的制备方法为：称取硅藻土，将其加入到5mol/l的盐酸水溶液中，充分搅拌反应30min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；将所述第一处理物加入到5mol/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌反应50min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至400℃，在该温度下煅烧30min，然后冷却至常温，并将所述煅烧后硅藻土充分研磨，并过300目筛，得到所述改性硅藻土。本实施例中偶联剂为钛酸酯偶联剂；所述混合橡胶为氯丁橡胶、乙丙橡胶按照重量比2:1组成的混合物；所述热稳定剂为钙锌稳定剂。本实施例中所述加工助剂为增塑剂、润滑剂、抗静电剂按照重量比2:3:1组成的混合物，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述抗氧剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙按照重量比2:3组成的混合物。本实施例中阻燃添加剂为氢氧化铝、次磷酸镁、氯化石蜡按照重量比2:1:3组成的混合物；所述天然植物精油为玫瑰精油、丁香花精油、百合花精油按照重量比3:1:2组成的混合物。本实施例中废弃秸秆为稻草秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆按照重量比2:3:5组成的混合物。本实施例中耐磨添加剂为纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌按照重量比4:3:1组成的混合物。本实施例的环保高强清香木塑材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将改性竹粉、改性硅藻土、偶联剂、热稳定剂、天然植物精油、耐磨添加剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速450r/min下，搅拌35分钟，得到混合物a；步骤三、将废弃秸秆和废弃木材加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为30%的过氧化氢溶液漂白，将漂白后的木粉送入烘干机中在75℃下干燥4小时，送入紫外线消毒室消毒1-3小时得到混合物b；步骤四，将混合橡胶、步骤二制备的混合物b、氨基树脂混合加入密炼机中加热至100℃，保温14分钟后，加入丙烯酸酯抗冲改性剂、阻燃添加剂、加工助剂、步骤二制备的混合物a，升温至130℃，混炼25分钟，得到混炼物c；步骤五，将混合物c加入送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为165℃，区段二温度为175℃，区段三温度为185℃，区段四温度为195℃，区段五合流区温度为205℃，区段六机头温度为200℃，螺杆转速为80r/min，机头压力为6mpa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的环保高强清香木塑材料。实施例3.本实施例的一种环保高强清香木塑材料，包括以下重量份的原料：氨基树脂65份、改性竹粉8份、改性硅藻土8份、丙烯酸酯抗冲改性剂10份、偶联剂6份、混合橡胶9份、废弃秸秆35份、废弃木材25份、热稳定剂4份、天然植物精油16份、阻燃添加剂10份、耐磨添加剂10份、加工助剂12份。本实施例中的改性竹粉的制备方法为：先将竹粉置于浓度在5％稀硝酸溶液中浸泡35min，再用频率18khz、功率1.8kw的超声波处理18min，然后搅拌并加入等量聚丙烯酸钠，升温至90℃反应25min，反应结束后过滤，水洗三次，最后经烘箱干燥至水分含量低于7％即可；所述改性硅藻土的制备方法为：称取硅藻土，将其加入到4mol/l的盐酸水溶液中，充分搅拌反应25min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；将所述第一处理物加入到4mol/l的氢氧化钠溶液中，充分搅拌反应45min，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至350℃，在该温度下煅烧25min，然后冷却至常温，并将所述煅烧后硅藻土充分研磨，并过300目筛，得到所述改性硅藻土。本实施例中偶联剂为铝酸酯偶联剂；所述混合橡胶为氯丁橡胶、乙丙橡胶按照重量比2:1组成的混合物；所述热稳定剂为钙锌稳定剂。本实施例中所述加工助剂为增塑剂、润滑剂、抗静电剂按照重量比2:3:1组成的混合物，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述抗氧剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙按照重量比2:3组成的混合物。本实施例中阻燃添加剂为氢氧化铝、次磷酸镁、氯化石蜡按照重量比2:1:3组成的混合物；所述天然植物精油为玫瑰精油、丁香花精油、百合花精油按照重量比3:1:2组成的混合物。本实施例中废弃秸秆为稻草秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆按照重量比2:3:5组成的混合物。本实施例中耐磨添加剂为纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌按照重量比4:3:1组成的混合物。本实施例的环保高强清香木塑材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将改性竹粉、改性硅藻土、偶联剂、热稳定剂、天然植物精油、耐磨添加剂加入高速搅拌机中，在搅拌转速400r/min下，搅拌30分钟，得到混合物a；步骤三、将废弃秸秆和废弃木材加入粉碎机中粉碎，过200目筛后加入浓度为25%的过氧化氢溶液漂白，将漂白后的木粉送入烘干机中在70℃下干燥3小时，送入紫外线消毒室消毒2小时得到混合物b；步骤四，将混合橡胶、步骤二制备的混合物b、氨基树脂混合加入密炼机中加热至95℃，保温12分钟后，加入丙烯酸酯抗冲改性剂、阻燃添加剂、加工助剂、步骤二制备的混合物a，升温至125℃，混炼20分钟，得到混炼物c；步骤五，将混合物c加入送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为160℃，区段二温度为170℃，区段三温度为180℃，区段四温度为190℃，区段五合流区温度为200℃，区段六机头温度为200℃，螺杆转速为70r/min，机头压力为5.5mpa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的环保高强清香木塑材料。以上各实施例制得的环保高强清香木塑材料的性能测试结果如下：拉伸强度/mpa断裂伸长率（%）防火等级环保等级实施例15412.7b1e1实施例25212.2b1e1实施例35112.6b1e1对比例349.1b2e2本发明的一种环保高强清香木塑材料耐磨、耐腐蚀性较好，具有阻燃、零甲醛、无污染的特点，此外还有优异的抗菌、防虫蛀、抗潮湿以及净化空气的性能，产品散发出植物香味；同时本发明的制备方法采用大量废弃木料，节约了资源、保护了环境，成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12