CN106675068A - 一种生物质复合材料及其制备方法和围栏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种生物质复合材料及其制备方法和围栏。本发明的一种生物质复合材料由树脂20‑50%、生物质纤维40‑70%和助剂2‑10%制成，其中，助剂含有钙粉、抗紫外线剂、增韧剂、抗老化剂和抗氧化剂，抗紫外线剂为 2，4‑二羟基二苯甲酮，增韧剂为马来酸酐接枝聚丙烯，抗老化剂为2,2`‑亚甲基双（4‑甲基‑6‑叔丁基苯酚）。本发明的一种生物质复合材料，首先，通过引入上述原料进行分子结构的优化设计，使得其合成的复合材料完全固化后具有很好的抗紫外性能、抗老化性能、韧性、强度和抗氧化性能。本发明的围栏，采用上述复合材料制成，具有优良的耐候性和较长的使用寿命。

Description

一种生物质复合材料及其制备方法和围栏

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种生物质复合材料及其制备方法和围栏。

背景技术

围栏具有保护、装饰的作用，可广泛应用于公园园艺、小区别墅、工厂休闲区域、农场等。目前，市面上围栏的种类比较多，根据材质的不同，包括铁艺围栏、塑料围栏、水泥式围栏、木质围栏等。

铁艺围栏使用最广泛，是建筑中多年不变的装饰，展现给人们是一种残次的美，但存在不耐酷热严寒，容易在日晒雨淋下生锈，需刷油漆进行防护，造价高等缺点。PVC等塑料围栏造价低，可调色，装饰效果好，但存在冬天易碎，抗攻击性能差等弊端，更是无法满足城市的发展和新农村建设的需要。水泥围栏强度高，但形式比较单一，外观粗糙，不符合于现代审美标准。木质围栏常见于园林景观等，原材料丰富，但整体组装比较复杂，且长期暴露在室外，容易受恶劣的环境因素影响，发生腐蚀和虫害。于是向往，绿色环保的人们逐渐将目光转移到了木塑、防腐木围栏上，因为只有环保艺术围栏，才会成为今后建筑装饰围栏的亮点。木塑围栏具有造型精美、使用寿命高及经济环保等几大特点，再结合全新的形象、完美的设计，更能烘托出建筑物华贵的气质和品位。

目前塑木制品应用于户外其主要的缺点是：长期经阳光照射、雨水冲淋后容易褪色泛白、老化、松软等，总而言之，现有的木塑围栏的耐候性较差，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种耐候性好、使用寿命长的生物质复合材料及其制备方法以及采用该复合材料制成的围栏，采用该复合材料制成的围栏具有优良的耐候性和较长的使用寿命。

为实现上述目的，本发明首先提供以下技术方案：一种生物质复合材料，所述生物质复合材料由以下重量百分比的原料制成：

树脂20-50%、生物质纤维35-70%和助剂2-10%，

所述助剂含有钙粉、抗紫外线剂、增韧剂、抗老化剂和抗氧化剂，

所述抗紫外线剂为 2，4-二羟基二苯甲酮，

所述增韧剂为马来酸酐接枝聚丙烯，

所述抗老化剂为2,2`-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）。

优选的，所述助剂按重量百分比含有钙粉20-30%、抗紫外线剂20-30%、增韧剂5-15%、抗老化剂20-30%和抗氧化剂10-20%。

优选的，所述助剂按重量比还含有调色剂1-3%和润滑剂3-5%。

优选的，所述树脂为聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯中的至少一种。

优选的，所述生物质纤维为木制纤维、竹制纤维、秸秆、甘蔗渣、火麻杆粉和淀粉中的至少一种。

优选的，所述抗氧化剂为四[甲基-β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯。

优选的，所述调色剂为铁红、铁黄和金银色粉中的至少一种。

优选的，所述润滑剂为聚乙烯蜡和硬脂酸中的至少一种。

另外，本发明还提供一种如上所述生物质复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

预处理步骤：将所述重量百分比的生物质纤维搅碎成颗粒并过50-500目筛，得颗粒状生物质纤维；

混炼步骤：将所述重量百分比的颗粒状的生物质纤维、树脂和助剂加入混合机中混炼，得混合料；

成型步骤：将所述混合料加入挤出机中挤出造粒，得所述生物质复合材料。

最后，本发明还提供一种采用如上所述生物质复合材料制成的围栏。

本发明的有益效果：

本发明的一种生物质复合材料，首先，通过设计树脂和生物质纤维之间的重量比例以及助剂与生物质纤维之间的重量比例来提高该复合材料的耐候性；其次，通过在助剂中引入2，4-二羟基二苯甲酮、马来酸酐接枝聚丙烯和2,2`-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）这三种特殊原料进行分子结构的优化设计，使得其合成的复合材料完全固化后具有很好的抗紫外性能、抗老化性能和韧性；最后，通过在助剂中还引入钙粉和抗氧化剂，使得该复合材料具有较好的强度和抗氧化性能，另外，钙粉、抗氧化剂、2，4-二羟基二苯甲酮、马来酸酐接枝聚丙烯、2,2`-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）这五种原料共同构成2-10%的助剂，从而与20-50%的树脂和35-70%的生物质纤维协同作用，共同提高了该复合材料的综合性能，这种综合性能体现在由该复合材料制成的围栏上，便是具有优良的耐候性和较长的使用寿命。

本发明一种生物质复合材料的制备方法，工艺简单易产业化，由于采用上述复合材料的配方及其配比，使得由该复合材料制成的围栏具有优良的耐候性和较长的使用寿命。

本发明一种采用上述生物质复合材料制成的围栏，由于采用了上述复合材料作为围栏的原材料，使得由该复合材料制成的围栏具有优良的耐候性和较长的使用寿命。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本发明一种生物质复合材料由以下重量百分比的原料制成：树脂20%、生物质纤维70%和助剂10%。其中，助剂由以下重量百分比的原料制成：钙粉20%、 2，4-二羟基二苯甲酮（抗紫外线剂）30%、马来酸酐接枝聚丙烯（增韧剂）10%、2,2`-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）（抗老化剂）20%和四[甲基-β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧化剂）20%。

本实施例的一种生物质复合材料的制备方法，包括以下步骤：

预处理步骤：将所述重量百分比的生物质纤维搅碎成颗粒并过50目筛，得颗粒状生物质纤维；

混炼步骤：将所述重量百分比的颗粒状的生物质纤维、树脂和助剂加入混合机中混炼，得混合料；

成型步骤：将所述混合料加入挤出机中挤出造粒，得所述生物质复合材料。

本实施例的一种围栏，采用本实施例的生物质复合材料作为原材料现有技术中的挤出成型工艺制成，本实施例不再赘述。

经测定，本实施例的围栏的物理性能如下：1000小时老化ΔE0.65、氧指数32、热膨胀系数1.60×10、导热系数0.066W/（m.k）。

实施例2

本发明一种生物质复合材料由以下重量百分比的原料制成：树脂50%、生物质纤维40%和助剂10%。其中，助剂以下重量百分比的原料制成：钙粉30%、 2，4-二羟基二苯甲酮（抗紫外线剂）25%、马来酸酐接枝聚丙烯（增韧剂）5%、2,2`-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）（抗老化剂）24%、四[甲基-β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧化剂）10%、调色剂2%和润滑剂4%。

本实施例的一种生物质复合材料的制备方法，包括以下步骤：

预处理步骤：将所述重量百分比的生物质纤维搅碎成颗粒并过300目筛，得颗粒状生物质纤维；

混炼步骤：将所述重量百分比的颗粒状的生物质纤维、树脂和助剂加入混合机中混炼，得混合料；

成型步骤：将所述混合料加入挤出机中挤出造粒，得所述生物质复合材料。

本实施例的一种围栏，采用本实施例的生物质复合材料作为原材料现有技术中的挤出成型工艺制成，本实施例不再赘述。

经测定，本实施例的围栏的物理性能如下：1000小时老化ΔE0.62、氧指数29、热膨胀系数1.54×10、导热系数0.062W/（m.k）。

实施例3

本发明一种生物质复合材料由以下重量百分比的原料制成：树脂38%、生物质纤维56%和助剂6%。其中，助剂由以下重量百分比的原料制成：钙粉25%、 2，4-二羟基二苯甲酮（抗紫外线剂）20%、马来酸酐接枝聚丙烯（增韧剂）15%、2,2`-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）（抗老化剂）25%、四[甲基-β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧化剂）15%。

本实施例的一种生物质复合材料的制备方法，包括以下步骤：

预处理步骤：将所述重量百分比的生物质纤维搅碎成颗粒并过500目筛，得颗粒状生物质纤维；

混炼步骤：将所述重量百分比的颗粒状的生物质纤维、树脂和助剂加入混合机中混炼，得混合料；

成型步骤：将所述混合料加入挤出机中挤出造粒，得所述生物质复合材料。

本实施例的一种围栏，采用本实施例的生物质复合材料作为原材料现有技术中的挤出成型工艺制成，本实施例不再赘述。

经测定，本实施例的围栏的物理性能如下：1000小时老化ΔE0.60、氧指数27、热膨胀系数1.58×10、导热系数0.060W/（m.k）。

由上述实施例1-3可知，采用本发明实施例1-3的复合材料制成的围栏的物理性能如下：

1000小时老化ΔE0.60~0.65、氧指数27~32、热膨胀系数1.54×10~1.60×10、导热系数0.060~0.066W/（m.k），说明本发明实施例1-3的复合材料制成的围栏具有较好的抗老化性能、抗氧化性能、热稳定性能，具有较好的耐候性，可以延长围栏的使用寿命。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种生物质复合材料，其特征在于，所述生物质复合材料由以下重量百分比的原料制成：

树脂20-50%、生物质纤维40-70%和助剂2-10%，

所述助剂含有钙粉、抗紫外线剂、增韧剂、抗老化剂和抗氧化剂，

所述抗紫外线剂为 2，4-二羟基二苯甲酮，

所述增韧剂为马来酸酐接枝聚丙烯，

所述抗老化剂为2,2`-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）。

2.如权利要求1所述的生物质复合材料，所述助剂按重量百分比含有钙粉20-30%、抗紫外线剂20-30%、增韧剂5-15%、抗老化剂20-30%和抗氧化剂10-20%。

3.如权利要求2所述的生物质复合材料，其特征在于，所述助剂按重量比还含有调色剂1-3%和润滑剂3-5%。

4.如权利要求1-3任一项所述的生物质复合材料，其特征在于，所述树脂为聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯中的至少一种。

5.如权利要求1-3任一项所述的生物质复合材料，其特征在于，所述生物质纤维为木制纤维、竹制纤维、秸秆、甘蔗渣、火麻杆粉和淀粉中的至少一种。

6.如权利要求1-3任一项所述的生物质复合材料，其特征在于，所述抗氧化剂为四[甲基-β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯。

7.如权利要求3所述的生物质复合材料，其特征在于，所述调色剂为铁红、铁黄和金银色粉中的至少一种。

8.如权利要求3所述的生物质复合材料，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡和硬脂酸中的至少一种。

9.一种如权利要求1-8任一项所述生物质复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

预处理步骤：将所述重量百分比的生物质纤维搅碎成颗粒并过50-500目筛，得颗粒状生物质纤维；

混炼步骤：将所述重量百分比的颗粒状的生物质纤维、树脂和助剂加入混合机中混炼，得混合料；

成型步骤：将所述混合料加入挤出机中挤出造粒，得所述生物质复合材料。

10.一种采用如权利要求1-8任一项所述生物质复合材料制成的围栏。