本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)復(fù)合材料及其制備方法和圍欄。

背景技術(shù)：

圍欄具有保護(hù)、裝飾的作用，可廣泛應(yīng)用于公園園藝、小區(qū)別墅、工廠休閑區(qū)域、農(nóng)場(chǎng)等。目前，市面上圍欄的種類比較多，根據(jù)材質(zhì)的不同，包括鐵藝圍欄、塑料圍欄、水泥式圍欄、木質(zhì)圍欄等。

鐵藝圍欄使用最廣泛，是建筑中多年不變的裝飾，展現(xiàn)給人們是一種殘次的美，但存在不耐酷熱嚴(yán)寒，容易在日曬雨淋下生銹，需刷油漆進(jìn)行防護(hù)，造價(jià)高等缺點(diǎn)。PVC等塑料圍欄造價(jià)低，可調(diào)色，裝飾效果好，但存在冬天易碎，抗攻擊性能差等弊端，更是無法滿足城市的發(fā)展和新農(nóng)村建設(shè)的需要。水泥圍欄強(qiáng)度高，但形式比較單一，外觀粗糙，不符合于現(xiàn)代審美標(biāo)準(zhǔn)。木質(zhì)圍欄常見于園林景觀等，原材料豐富，但整體組裝比較復(fù)雜，且長(zhǎng)期暴露在室外，容易受惡劣的環(huán)境因素影響，發(fā)生腐蝕和蟲害。于是向往，綠色環(huán)保的人們逐漸將目光轉(zhuǎn)移到了木塑、防腐木圍欄上，因?yàn)橹挥协h(huán)保藝術(shù)圍欄，才會(huì)成為今后建筑裝飾圍欄的亮點(diǎn)。木塑圍欄具有造型精美、使用壽命高及經(jīng)濟(jì)環(huán)保等幾大特點(diǎn)，再結(jié)合全新的形象、完美的設(shè)計(jì)，更能烘托出建筑物華貴的氣質(zhì)和品位。

目前塑木制品應(yīng)用于戶外其主要的缺點(diǎn)是：長(zhǎng)期經(jīng)陽(yáng)光照射、雨水沖淋后容易褪色泛白、老化、松軟等，總而言之，現(xiàn)有的木塑圍欄的耐候性較差，使用壽命短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種耐候性好、使用壽命長(zhǎng)的生物質(zhì)復(fù)合材料及其制備方法以及采用該復(fù)合材料制成的圍欄，采用該復(fù)合材料制成的圍欄具有優(yōu)良的耐候性和較長(zhǎng)的使用壽命。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供以下技術(shù)方案：一種生物質(zhì)復(fù)合材料，所述生物質(zhì)復(fù)合材料由以下重量百分比的原料制成：

樹脂20-50%、生物質(zhì)纖維35-70%和助劑2-10%，

所述助劑含有鈣粉、抗紫外線劑、增韌劑、抗老化劑和抗氧化劑，

所述抗紫外線劑為 2，4-二羥基二苯甲酮，

所述增韌劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，

所述抗老化劑為2,2`-亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）。

優(yōu)選的，所述助劑按重量百分比含有鈣粉20-30%、抗紫外線劑20-30%、增韌劑5-15%、抗老化劑20-30%和抗氧化劑10-20%。

優(yōu)選的，所述助劑按重量比還含有調(diào)色劑1-3%和潤(rùn)滑劑3-5%。

優(yōu)選的，所述樹脂為聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯中的至少一種。

優(yōu)選的，所述生物質(zhì)纖維為木制纖維、竹制纖維、秸稈、甘蔗渣、火麻桿粉和淀粉中的至少一種。

優(yōu)選的，所述抗氧化劑為四[甲基-β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯。

優(yōu)選的，所述調(diào)色劑為鐵紅、鐵黃和金銀色粉中的至少一種。

優(yōu)選的，所述潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟和硬脂酸中的至少一種。

另外，本發(fā)明還提供一種如上所述生物質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

預(yù)處理步驟：將所述重量百分比的生物質(zhì)纖維攪碎成顆粒并過50-500目篩，得顆粒狀生物質(zhì)纖維；

混煉步驟：將所述重量百分比的顆粒狀的生物質(zhì)纖維、樹脂和助劑加入混合機(jī)中混煉，得混合料；

成型步驟：將所述混合料加入擠出機(jī)中擠出造粒，得所述生物質(zhì)復(fù)合材料。

最后，本發(fā)明還提供一種采用如上所述生物質(zhì)復(fù)合材料制成的圍欄。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的一種生物質(zhì)復(fù)合材料，首先，通過設(shè)計(jì)樹脂和生物質(zhì)纖維之間的重量比例以及助劑與生物質(zhì)纖維之間的重量比例來提高該復(fù)合材料的耐候性；其次，通過在助劑中引入2，4-二羥基二苯甲酮、馬來酸酐接枝聚丙烯和2,2`-亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）這三種特殊原料進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得其合成的復(fù)合材料完全固化后具有很好的抗紫外性能、抗老化性能和韌性；最后，通過在助劑中還引入鈣粉和抗氧化劑，使得該復(fù)合材料具有較好的強(qiáng)度和抗氧化性能，另外，鈣粉、抗氧化劑、2，4-二羥基二苯甲酮、馬來酸酐接枝聚丙烯、2,2`-亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）這五種原料共同構(gòu)成2-10%的助劑，從而與20-50%的樹脂和35-70%的生物質(zhì)纖維協(xié)同作用，共同提高了該復(fù)合材料的綜合性能，這種綜合性能體現(xiàn)在由該復(fù)合材料制成的圍欄上，便是具有優(yōu)良的耐候性和較長(zhǎng)的使用壽命。

本發(fā)明一種生物質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單易產(chǎn)業(yè)化，由于采用上述復(fù)合材料的配方及其配比，使得由該復(fù)合材料制成的圍欄具有優(yōu)良的耐候性和較長(zhǎng)的使用壽命。

本發(fā)明一種采用上述生物質(zhì)復(fù)合材料制成的圍欄，由于采用了上述復(fù)合材料作為圍欄的原材料，使得由該復(fù)合材料制成的圍欄具有優(yōu)良的耐候性和較長(zhǎng)的使用壽命。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1

本發(fā)明一種生物質(zhì)復(fù)合材料由以下重量百分比的原料制成：樹脂20%、生物質(zhì)纖維70%和助劑10%。其中，助劑由以下重量百分比的原料制成：鈣粉20%、 2，4-二羥基二苯甲酮（抗紫外線劑）30%、馬來酸酐接枝聚丙烯（增韌劑）10%、2,2`-亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）（抗老化劑）20%和四[甲基-β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧化劑）20%。

本實(shí)施例的一種生物質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

預(yù)處理步驟：將所述重量百分比的生物質(zhì)纖維攪碎成顆粒并過50目篩，得顆粒狀生物質(zhì)纖維；

混煉步驟：將所述重量百分比的顆粒狀的生物質(zhì)纖維、樹脂和助劑加入混合機(jī)中混煉，得混合料；

成型步驟：將所述混合料加入擠出機(jī)中擠出造粒，得所述生物質(zhì)復(fù)合材料。

本實(shí)施例的一種圍欄，采用本實(shí)施例的生物質(zhì)復(fù)合材料作為原材料現(xiàn)有技術(shù)中的擠出成型工藝制成，本實(shí)施例不再贅述。

經(jīng)測(cè)定，本實(shí)施例的圍欄的物理性能如下：1000小時(shí)老化ΔE0.65、氧指數(shù)32、熱膨脹系數(shù)1.60×10、導(dǎo)熱系數(shù)0.066W/（m.k）。

實(shí)施例2

本發(fā)明一種生物質(zhì)復(fù)合材料由以下重量百分比的原料制成：樹脂50%、生物質(zhì)纖維40%和助劑10%。其中，助劑以下重量百分比的原料制成：鈣粉30%、 2，4-二羥基二苯甲酮（抗紫外線劑）25%、馬來酸酐接枝聚丙烯（增韌劑）5%、2,2`-亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）（抗老化劑）24%、四[甲基-β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧化劑）10%、調(diào)色劑2%和潤(rùn)滑劑4%。

本實(shí)施例的一種生物質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

預(yù)處理步驟：將所述重量百分比的生物質(zhì)纖維攪碎成顆粒并過300目篩，得顆粒狀生物質(zhì)纖維；

混煉步驟：將所述重量百分比的顆粒狀的生物質(zhì)纖維、樹脂和助劑加入混合機(jī)中混煉，得混合料；

成型步驟：將所述混合料加入擠出機(jī)中擠出造粒，得所述生物質(zhì)復(fù)合材料。

本實(shí)施例的一種圍欄，采用本實(shí)施例的生物質(zhì)復(fù)合材料作為原材料現(xiàn)有技術(shù)中的擠出成型工藝制成，本實(shí)施例不再贅述。

經(jīng)測(cè)定，本實(shí)施例的圍欄的物理性能如下：1000小時(shí)老化ΔE0.62、氧指數(shù)29、熱膨脹系數(shù)1.54×10、導(dǎo)熱系數(shù)0.062W/（m.k）。

實(shí)施例3

本發(fā)明一種生物質(zhì)復(fù)合材料由以下重量百分比的原料制成：樹脂38%、生物質(zhì)纖維56%和助劑6%。其中，助劑由以下重量百分比的原料制成：鈣粉25%、 2，4-二羥基二苯甲酮（抗紫外線劑）20%、馬來酸酐接枝聚丙烯（增韌劑）15%、2,2`-亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）（抗老化劑）25%、四[甲基-β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧化劑）15%。

本實(shí)施例的一種生物質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

預(yù)處理步驟：將所述重量百分比的生物質(zhì)纖維攪碎成顆粒并過500目篩，得顆粒狀生物質(zhì)纖維；

混煉步驟：將所述重量百分比的顆粒狀的生物質(zhì)纖維、樹脂和助劑加入混合機(jī)中混煉，得混合料；

成型步驟：將所述混合料加入擠出機(jī)中擠出造粒，得所述生物質(zhì)復(fù)合材料。

本實(shí)施例的一種圍欄，采用本實(shí)施例的生物質(zhì)復(fù)合材料作為原材料現(xiàn)有技術(shù)中的擠出成型工藝制成，本實(shí)施例不再贅述。

經(jīng)測(cè)定，本實(shí)施例的圍欄的物理性能如下：1000小時(shí)老化ΔE0.60、氧指數(shù)27、熱膨脹系數(shù)1.58×10、導(dǎo)熱系數(shù)0.060W/（m.k）。

由上述實(shí)施例1-3可知，采用本發(fā)明實(shí)施例1-3的復(fù)合材料制成的圍欄的物理性能如下：

1000小時(shí)老化ΔE0.60~0.65、氧指數(shù)27~32、熱膨脹系數(shù)1.54×10~1.60×10、導(dǎo)熱系數(shù)0.060~0.066W/（m.k），說明本發(fā)明實(shí)施例1-3的復(fù)合材料制成的圍欄具有較好的抗老化性能、抗氧化性能、熱穩(wěn)定性能，具有較好的耐候性，可以延長(zhǎng)圍欄的使用壽命。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。