一種可降解木塑復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木塑復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可降解木塑復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木塑復(fù)合材料，是指以低值或廢棄的生物質(zhì)材料，如木粉、稻殼、秸桿粉等為主原料，利用高分子界面化學(xué)原理和塑料填充改性的特點，配混一定比例的塑料基料，經(jīng)專業(yè)工藝處理，加工成型的一種可循環(huán)加工利用的新型材料。它同時具備了天然植物與合成塑料兩種基礎(chǔ)材料的多重優(yōu)點，在建材、家具和物流包裝等行業(yè)得到日益廣泛的應(yīng)用。
[0003]但是，由于傳統(tǒng)塑料基材的不可降解性，木塑材料制品廢棄后會帶來比較多的環(huán)境污染問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本申請的目的在于提供一種可降解木塑復(fù)合材料及其制備方法，本發(fā)明提供的木塑復(fù)合材料具有良好的使用性能，同時可降解，利于環(huán)保。
[0005]本發(fā)明提供一種可降解木塑復(fù)合材料，包括:
[0006]非降解塑料基料、木質(zhì)纖維粉、氧化-生物雙降解添加劑和抗氧劑；
[0007]所述非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉的質(zhì)量比為(90?20): (10?80)；
[0008]所述氧化-生物雙降解添加劑的質(zhì)量占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的1%?20% ；
[0009]所述抗氧劑的質(zhì)量占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的0.1%?10%。
[0010]優(yōu)選地，所述非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉的質(zhì)量比為(80?30): (20?70)。
[0011]優(yōu)選地，所述氧化-生物雙降解添加劑的質(zhì)量占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的2%?15%。
[0012]優(yōu)選地，所述抗氧劑的質(zhì)量占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的0.5%?
[0013]優(yōu)選地，所述非降解塑料基料選自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的一種或多種。
[0014]優(yōu)選地，所述氧化-生物雙降解添加劑包括納米過渡金屬無機物、過渡金屬鹽、多元有機酸和塑料基體。
[0015]優(yōu)選地，所述氧化-生物雙降解添加劑按照以下方法制得:
[0016]將過渡金屬鹽和多元有機酸及含過渡金屬的前驅(qū)體在溶劑中混合，得到混合液；
[0017]將所述混合液制成反膠束溶液后，依次進行保溫、陳化和分離，得到多元納米粒子;
[0018]將所述多元納米粒子和塑料基體混合后進行擠出造粒，得到氧化-生物雙降解添加劑。
[0019]本發(fā)明提供一種可降解木塑復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0020]將非降解塑料基料、木質(zhì)纖維粉、氧化-生物雙降解添加劑和抗氧劑共混后，進行成型加工，得到可降解木塑復(fù)合材料；
[0021]所述非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉的質(zhì)量比為(90?20): (10?80);
[0022]所述氧化-生物雙降解添加劑的質(zhì)量占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的1%?20% ；
[0023]所述抗氧劑的質(zhì)量占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的0.1%?10%。
[0024]優(yōu)選地，具體為:將非降解塑料基料和氧化-生物雙降解添加劑及抗氧劑混合，得到混合料；
[0025]將所述混合料與木質(zhì)纖維粉混合后，進行成型加工，得到可降解木塑復(fù)合材料。
[0026]優(yōu)選地，所述成型加工的溫度為150°C?250°C，所述成型加工的時間為lOmin?
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[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的木塑復(fù)合材料中的塑料成分為普通的非降解塑料基料，木質(zhì)成分以木質(zhì)纖維粉這種木本植物纖維為主原料，所述非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉的質(zhì)量比為(90?20):(10?80);本發(fā)明利用氧化-生物雙降解技術(shù)，在木塑復(fù)合材料中加入少量氧化-生物雙降解添加劑，所述氧化-生物雙降解添加劑的質(zhì)量占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的1%?20% ;本發(fā)明還添加占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的0.1%?10%的抗氧劑，制成一種新型環(huán)保可降解的木塑復(fù)合材料。本發(fā)明添加了一定量的氧化-生物雙降解添加劑，使用氧化-生物雙降解塑料技術(shù)，使木塑復(fù)合材料兼具氧化降解和生物降解的能力，且其降解時間可控；當(dāng)木塑復(fù)合材料達(dá)到使用壽命后可在自然環(huán)境中進行氧化-生物降解，從而不會對環(huán)境造成污染。同時，本發(fā)明所述木塑復(fù)合材料在使用中具有與普通木塑復(fù)合材料相同的理化特性和使用性能，如吸水率低，不易變形開裂，防蟲蛀霉變；具有機械性能高、質(zhì)輕、防潮、耐酸堿、耐腐蝕和便于清洗等特點，可在很多領(lǐng)域替代原木、塑料和鋁合金等使用，市場應(yīng)用前景廣泛。
【具體實施方式】
[0028]下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029]本發(fā)明提供了一種可降解木塑復(fù)合材料，包括:
[0030]非降解塑料基料、木質(zhì)纖維粉、氧化-生物雙降解添加劑和抗氧劑；
[0031]所述非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉的質(zhì)量比為(90?20): (10?80);
[0032]所述氧化-生物雙降解添加劑的質(zhì)量占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的1%?20% ；
[0033]所述抗氧劑的質(zhì)量占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的0.1%?10%。
[0034]本發(fā)明提供的木塑復(fù)合材料具有普通非降解木塑復(fù)合材料所擁有的優(yōu)點，如良好的加工性能、良好的強度性能、耐水和耐腐蝕性能等；并且所述木塑復(fù)合材料在達(dá)到使用壽命后可在自然環(huán)境中進行氧化-生物降解，從根本上解決了塑料污染的環(huán)保問題。
[0035]本發(fā)明提供的木塑復(fù)合材料包括非降解塑料基料，其屬于不能被自然降解的塑料部分。所述非降解塑料基料優(yōu)選自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)中的一種或多種，更優(yōu)選為聚乙烯。在本發(fā)明的一個實施例中，所述非降解塑料基料為本領(lǐng)域常用的聚乙烯(PE)，包括高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)。本發(fā)明對所述非降解塑料基料的來源沒有特殊限制，可以采用市售產(chǎn)品，如常用的聚乙烯材料，數(shù)均分子量范圍可在5萬?30萬，優(yōu)選為5萬?15萬，熔點為90°C?130°C。
[0036]本發(fā)明提供的木塑復(fù)合材料包括木質(zhì)纖維粉，其為木質(zhì)成分。本發(fā)明所述的木質(zhì)纖維是木本植物纖維、木材纖維，而木質(zhì)纖維粉可以是樹皮、木材、木肩等經(jīng)干燥、粉碎等處理形成的粉狀物質(zhì)，也稱為木粉。所述木質(zhì)纖維粉為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，可以采用市售產(chǎn)品；本發(fā)明所述木質(zhì)纖維粉的粒度可為40?1000目，在本發(fā)明的實施例中，所述木質(zhì)纖維粉為過40目篩的木質(zhì)纖維粉。
[0037]在本發(fā)明中，所述非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉的質(zhì)量比為(90?20):(10?80)，優(yōu)選為(80?30): (20?70)。在本發(fā)明的一個實施例中，所述非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉的質(zhì)量比為60:40。在本發(fā)明的一個實施例中，所述非降解塑料基料為PE，其與木質(zhì)纖維粉兩者的質(zhì)量比為60:40。
[0038]本發(fā)明提供的木塑復(fù)合材料包括氧化-生物雙降解添加劑；本發(fā)明所謂的氧化-生物雙降解是在光、熱或氧等環(huán)境條件中通過氧化降解，使普通塑料如聚烯烴的分子量降低到1萬以下，然后小分子量的聚合物鏈段被微生物利用并逐步進行生物降解。在本發(fā)明中，所述氧化-生物雙降解添加劑能使木塑復(fù)合材料中不能自然降解的塑料部分實現(xiàn)自然降解，最終降解成二氧化碳和水，從而從根本上解決了現(xiàn)有木塑復(fù)合材料“塑料污染”的問題。
[0039]在本發(fā)明中，所述氧化-生物雙降解添加劑的質(zhì)量占非降解塑料基料和木質(zhì)纖維粉總質(zhì)量的1%?20%，優(yōu)選為2%?15%，更優(yōu)選為3%?10%。在本發(fā)明中，每10g降解母料的顆粒數(shù)目可在200?600個之間。在本發(fā)明的一個實施例中，所述氧化-生物雙降解添加劑為氧化-生物雙降解聚丙烯母粒(EBPmas-PP)或氧化-生物雙降解聚乙烯母粒(EBPmas-PE)。
[0040]在本發(fā)明中，所述氧化-生物雙降解添加劑優(yōu)選包括納米過渡金屬無機物、過渡金屬鹽、多元有機酸和塑料基體。這種氧化-生物雙降解添加劑是納米高分子多元雙降解添加劑，本發(fā)明優(yōu)選采用少量這種添加劑混入秸桿木塑復(fù)合材料中，能取得更好的降解效果Ο
[0041]在本發(fā)明的實施例中，所述氧化-生物雙降解添加劑包括納米過渡金屬無機物，其為紫外光催化降解成分，顆粒直徑可在5nm?900nm之間。所述納米過渡金屬無機物優(yōu)選自納米過渡金屬氧化物或納米過渡金屬硫化物，更優(yōu)選為納米Ti02、納米ZnO、納米ZnS、納米CdS和納米PbS中的一種無機物或多種形成的混合物或復(fù)合物(如TixZny02x+y，其中的X、y和2x+y為原子比)，最優(yōu)選為納米Ti02。所述氧化-生物雙降解添加劑優(yōu)選包括
0.lwt%?1(^1:%的納米過渡金屬無機物，更優(yōu)選包括lwt%? 8wt%的納米過渡金屬無機物。
[0042]所述氧化-生物雙降解添加劑可包括過渡金屬鹽，其為可見光催化氧化降解和熱催化氧化降解成分。所述過渡金屬鹽