CN106893336B - 木塑材料、铝包木塑门窗及其制备方法 - Google Patents

木塑材料、铝包木塑门窗及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及木塑材料及其应用领域，具体而言，提供了一种木塑材料、铝包木塑门窗及其制备方法。所述木塑材料包括以下重量份的原料：树脂30‑40重量份、木粉40‑60重量份、稻壳粉10‑20重量份、颗粒增强剂2‑5份、纤维增强剂2‑8份、热稳定剂1‑3份、增塑剂0.1‑1份、偶联剂1‑3份和抗老化剂0.1‑0.3份。该木塑材料通过添加颗粒增强剂和纤维增强剂，充分发挥了二者的综合优势，并与其余各组分经合理配合，使其硬度、抗拉伸性能及抗弯曲性能显著提高。

Description

木塑材料、铝包木塑门窗及其制备方法
技术领域
本发明涉及木塑材料及其应用领域，具体而言，涉及一种木塑材料、铝包木塑门窗及其制备方法。
背景技术
木塑材料是采用木纤维或植物纤维填充、增强，经热压复合、熔融挤出等不同加工方式制成的改性热塑性材料。近年随全球资源日趋枯竭，社会环保意识日见高涨，对木材和石化产品应用提出了更高要求。在这样的背景下，木塑复合材料这种既能发挥材料中各组分的优点，克服因木材强度低、变异性大及有机材料弹性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用废弃的木材和塑料，减少环境污染。目前，提高材料附加值的产品愈来愈受到人们广泛关注。
良好的木塑材料需要具有较高的强度，以使得成品不易变形。然而，将现有的木塑材料应用到门窗类产品中，特别是应用于铝包木塑门窗中时，门窗的强度不够高，容易发生变形，因此，对木塑材料的硬度、抗拉伸性能及抗弯曲性能提出了更高的要求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种木塑材料，该木塑材料通过添加颗粒增强剂和纤维增强剂，使其硬度、抗拉伸性能及抗弯曲性能显著提高。
本发明的第二目的在于提供一种木塑材料的制备方法，该方法简单易行，制成的木塑材料具有强度高的优点。
本发明的第三目的在于提供一种铝包木塑门窗，该门窗主要采用上述木塑材料制成门窗主体，所得门窗机械强度高、不易变形。
本发明的第四目的在于提供一种铝包木塑门窗的制备方法，采用该方法制成的铝包木塑门窗具有机械强度高和不易变形的优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种木塑材料，包括以下重量份的原料：树脂30-40重量份、木粉40-60重量份、稻壳粉10-20重量份、颗粒增强剂2-5份、纤维增强剂2-8份、热稳定剂1-3份、增塑剂0.1-1份、偶联剂1-3份和抗老化剂0.1-0.3份。
作为进一步优选地技术方案，所述木塑材料包括以下重量份的原料：树脂32-38份、木粉42-58份、稻壳粉12-18份、颗粒增强剂2-4份、纤维增强剂3-7份、热稳定剂1.1-2.9份、增塑剂0.2-0.8份、偶联剂1-2份和抗老化剂0.2-0.3份。
作为进一步优选地技术方案，所述木塑材料包括以下重量份的原料：树脂33-36份、木粉43-56份、稻壳粉13-16份、颗粒增强剂3-4份、纤维增强剂4-7份、热稳定剂1.5-2.8份、增塑剂0.3-0.5份、偶联剂1.2-1.8份和抗老化剂0.2-0.25份。
作为进一步优选地技术方案，颗粒增强剂与纤维增强剂的重量比为1：(1.5-2.5)。
作为进一步优选地技术方案，颗粒增强剂为氧化锆；
优选地，纤维增强剂为石棉纤维；
优选地，石棉纤维的长度为10-30mm；
优选地，树脂为ABS、PA和PPO的混合物；
优选地，ABS、PA和PPO的重量比为1：(3-6)：(2-5)；
优选地，木粉为水曲柳木粉。
作为进一步优选地技术方案，还包括色母料1-3重量份和防水润滑剂0.1-0.2重量份；
优选地，防水润滑剂为石蜡。
第二方面，本发明提供了一种木塑材料的制备方法，包括以下步骤：称取配方量的各原料，然后将树脂、木粉、稻壳粉、颗粒增强剂和纤维增强剂进行一次升温和一次搅拌，最后加入其余原料进行二次升温和二次搅拌即得所述木塑材料。
作为进一步优选地技术方案，一次升温至70-90℃；
优选地，一次搅拌的速度为150-500r/min；
优选地，二次升温至90-120℃；
优选地，二次搅拌的速度为700-1200r/min。
第三方面，本发明提供了一种铝包木塑门窗，包括铝合金型材和与铝合金型材相连的门窗主体，所述门窗主体主要由上述木塑材料制备而成。
第四方面，本发明提供了一种铝包木塑门窗的制备方法，包括以下步骤：首先，将木塑材料成型，得到毛坯料；然后，将毛坯料按照常规的铝包木门窗的设计加工方法，制成能与铝合金型材相匹配的门窗主体；最后，将门窗主体与铝合金型材进行装配，即得铝包木塑门窗成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的木塑材料通过添加颗粒增强剂和纤维增强剂，充分发挥了二者的综合优势，并与其余各组分经合理配合，使其硬度、抗拉伸性能及抗弯曲性能显著提高。
该木塑材料的制备方法简单易行，制成的木塑材料具有强度高的优点。
本发明提供的铝包木塑门窗主要采用上述木塑材料制成门窗主体，所得门窗机械强度高、不易变形。
本发明还提供了一种铝包木塑门窗的制备方法，采用该方法制成的铝包木塑门窗具有机械强度高和不易变形的优点。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
第一方面，本发明提供了一种木塑材料，包括以下重量份的原料：树脂30-40重量份、木粉40-60重量份、稻壳粉10-20重量份、颗粒增强剂2-5份、纤维增强剂2-8份、热稳定剂1-3份、增塑剂0.1-1份、偶联剂1-3份和抗老化剂0.1-0.3份。
本发明中，树脂可选用但不限于以下几种：聚丙烯(PP，Polypropylene)，聚乙烯(PE，Polyethylene)，聚氯乙烯(PVC，Polyvinyl chloride)，聚苯乙烯(PS，Polystyrene)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS，Acrylonitrile-butadine-styrene)，聚酰胺(PA，Polyamide)，聚苯醚(PPO，Polyphenylene Oxide)，PP和PVC的组合，PP和PE的组合，PP和ABS的组合，PP和PA的组合，PP和PPO的组合，PP、PS和PE的组合，PP、PVC和ABS的组合，PP、PVC和PPO的组合，PP、ABS和PA的组合或ABS、PA和PPO的组合。按重量份数计，树脂典型但非限制性的含量为：30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份或40份。
木粉是木材打成的粉末叫木粉，一般是指家具厂、密度板厂、多层板厂木材加工剩余的边角废料，选用以上边角料形成的木粉能够节约成本、绿色环保。本发明中，按重量份数计，木粉典型但非限制性的含量为：40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份或60份。
稻壳粉是稻谷外面的壳磨成的粉，是稻谷加工后的副产品，价格低廉，能够进一步降低成本。本发明中，按重量份数计，稻壳粉典型但非限制性的含量为：10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份。
颗粒增强剂是指能够提高材料强度的固体颗粒，该固体颗粒一般硬度较大，其能够阻碍基体材料的不均匀变形，提高基体材料的强度。本发明中，颗粒增强剂可以但不限于以下几种：氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、TiC、氧化铝和氧化锆的组合、氧化铝和碳化硅的组合、氧化铝和氮化硅的组合、氧化铝和TiC的组合、氧化锆和碳化硅的组合、氧化锆和氮化硅的组合、氧化锆和TiC的组合、碳化硅和氮化硅的组合、碳化硅和TiC的组合、氮化硅和TiC的组合或以上任意两种或三种的组合。按重量份数计，颗粒增强剂典型但非限制性的含量为：2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份、3份、3.2份、3.4份、3.6份、3.8份、4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份或5份。
纤维增强剂是指能够提高材料强度的固体纤维，纤维增强剂能够实现材料内部裂纹的偏转、减少材料内部应力集中，实现增强增韧的效果。本发明中，纤维增强剂可以但不限于以下几种：石棉纤维、玻璃纤维、碳纤维、碳化硅陶瓷纤维、石棉纤维和玻璃纤维的组合、石棉纤维和碳纤维的组合、石棉纤维和碳化硅陶瓷纤维的组合、玻璃纤维和碳纤维的组合、玻璃纤维和碳化硅陶瓷纤维的组合、碳纤维和碳化硅陶瓷纤维的组合或以上任意两种的组合。按重量份数计，纤维增强剂典型但非限制性的含量为：2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份、3份、3.2份、3.4份、3.6份、3.8份、4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份、5份、5.2份、5.4份、5.6份、5.8份、6份、6.2份、6.4份、6.6份、6.8份、7份、7.2份、7.4份、7.6份、7.8份或8份。
热稳定剂能够增强材料的热稳定性，本发明中，热稳定剂可以但不限于以下几种：二盐基邻苯二甲酸铅、二盐基硬脂酸铅、钙-锌热稳定剂或以上至少两种的组合。按重量份数计，热稳定剂典型但非限制性的含量为：1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份或3份。
增塑剂又称为塑化剂，在原料中加入增塑剂能够使树脂的柔韧性增强，使其容易加工。本发明中的增塑剂可以但不限于以下几种：邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯或以上至少两种的组合。按重量份数计，增塑剂典型但非限制性的含量为：0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。
偶联剂是改善塑料和无机材料界面性能的一种添加剂，又称为表面改性剂，它在塑料加工过程中可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。本发明的偶联剂可以但不限于以下几种：铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或锆类偶联剂。按重量份数计，偶联剂典型但非限制性的含量为：1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份或3份。
抗老化剂可有效地吸收波长为270-380纳米的紫外光，大幅度提高产品的抗老化性能，安全性高。本发明中，按重量份数计，抗老化剂典型但非限制性的含量为：0.1份、0.12份、0.14份、0.16份、0.18份、0.2份、0.22份、0.24份、0.26份、0.28份或0.3份。
上述木塑材料通过添加颗粒增强剂和纤维增强剂，充分发挥了二者的综合优势，并与其余各组分经合理配合，使其硬度、抗拉伸性能及抗弯曲性能显著提高。
在一种优选地实施方式中，所述木塑材料包括以下重量份的原料：树脂32-38份、木粉42-58份、稻壳粉12-18份、颗粒增强剂2-4份、纤维增强剂3-7份、热稳定剂1.1-2.9份、增塑剂0.2-0.8份、偶联剂1-2份和抗老化剂0.2-0.3份。
在一种优选地实施方式中，所述木塑材料包括以下重量份的原料：树脂33-36份、木粉43-56份、稻壳粉13-16份、颗粒增强剂3-4份、纤维增强剂4-7份、热稳定剂1.5-2.8份、增塑剂0.3-0.5份、偶联剂1.2-1.8份和抗老化剂0.2-0.25份。
在一种优选地实施方式中，颗粒增强剂与纤维增强剂的重量比为1：(1.5-2.5)，优选为1：(1.7-2.3)，进一步优选为1：(1.8-2.2)。上述配比可以但不限于以下几种：1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4或1:2.5。当颗粒增强剂与纤维增强剂的重量为以上比例时，所得木塑材料的机械性能更好。
在一种优选地实施方式中，颗粒增强剂为氧化锆。氧化锆是一种高硬度的化合物，熔点高，热膨胀系数低，耐水耐热性能良好，是一种稳定性极好的高硬度陶瓷材料，应用于木塑材料中既能够提高木塑材料的硬度，又能提高其稳定性。
优选地，纤维增强剂为石棉纤维。石棉纤维的特点是耐热、不燃、耐水、耐酸、耐化学腐蚀；石棉纤维除了能够增加木塑材料的强度外，还具有保温的效果。
优选地，石棉纤维的长度为10-30mm；上述长度的石棉纤维的增强效果较好。
优选地，树脂为ABS、PA和PPO的混合物。采用ABS、PA和PPO的混合物作为木塑材料的树脂原料，能够使木塑材料的机械性能和防水性能更好。
优选地，ABS、PA和PPO的重量比为1：(3-6)：(2-5)。上述比例典型但非限制性的为：1:3:2、1:4:2、1:5:2、1:6:2、1:3:3、1:4:3、1:5:3、1:6:3、1:3:4、1:4:4、1:5:4、1:6:4、1:3:5、1:4:5、1:5:5或1:6:5。更优选地，上述比例为1:4:3。当ABS、PA和PPO为以上重量配比时，能够使木塑材料的机械性能和防水性能均达到最佳。
优选地，木粉为水曲柳木粉。水曲柳木粉价格便宜，硬度较高，且其本身具有抗老化的效果，能减少木塑材料的老化。
在一种优选地实施方式中，还包括色母料1-3重量份和防水润滑剂0.1-0.2重量份。色母料是由树脂和大量颜料(达50％)或染料配制成高浓度颜色的混合物，能够用来调整木塑材料的颜色。防水润滑剂不但能够进一步增强木塑材料的防水性能，还能够起到润滑作用，提高木塑材料的易加工性；防水润滑剂可以但不限于以下几种：石蜡、PE蜡、硬脂酸、凡士林、石蜡和PE蜡的组合、石蜡和硬脂酸的组合、石蜡和凡士林的组合、硬脂酸和凡士林的组合、PE蜡和硬脂酸的组合、PE蜡和凡士林的组合或以上任意两种的组合。本发明中，按重量份数计，色母料典型但非限制性的含量为：1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份或3份；防水润滑剂典型但非限制性的含量为：0.1份、0.11份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份、0.16份、0.17份、0.18份、0.19份或0.2份。
优选地，防水润滑剂为石蜡。选用石蜡作为防水润滑剂不但防水润滑的效果好，成本也相对低廉。
第二方面，本发明提供了一种木塑材料的制备方法，包括以下步骤：称取配方量的各原料，然后将树脂、木粉、稻壳粉、颗粒增强剂和纤维增强剂进行一次升温和一次搅拌，最后加入其余原料进行二次升温和二次搅拌即得所述木塑材料。上述制备方法简单易行，制成的木塑材料具有强度高的优点。
在一种优选地实施方式中，一次升温至70-90℃；
优选地，一次搅拌的速度为150-500r/min；
优选地，二次升温至90-120℃；
优选地，二次搅拌的速度为700-1200r/min。
上述参数的制定充分考虑了各原料的物理化学性能，首先在相对低速低温的条件下进行搅拌，然后在相对高速高温的条件下进行搅拌，使各原料在充分反应的同时，发挥颗粒增强剂和纤维增强剂的最佳增强效果，使制成的木塑材料的强度达到最佳。
第三方面，本发明提供了一种铝包木塑门窗，包括铝合金型材和与铝合金型材相连的门窗主体，所述门窗主体主要由上述木塑材料制备而成。该铝包木塑门窗机械强度高、不易变形。
第四方面，本发明提供了一种铝包木塑门窗的制备方法，包括以下步骤：首先，将木塑材料成型，得到毛坯料；然后，将毛坯料按照常规的铝包木门窗的设计加工方法，制成能与铝合金型材相匹配的门窗主体；最后，将门窗主体与铝合金型材进行装配，即得铝包木塑门窗成品。采用该方法制成的铝包木塑门窗具有机械强度高和不易变形的优点。
下面结合实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：PVC树脂35重量份、水曲柳木粉50重量份、稻壳粉15重量份、氧化铝3份、碳纤维4份、二盐基邻苯二甲酸铅2份、邻苯二甲酸二辛酯0.5份、钛酸酯偶联剂2份和抗老化剂0.2份。
对比例1
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：PVC树脂35重量份、水曲柳木粉50重量份、稻壳粉15重量份、氧化铝3份、二盐基邻苯二甲酸铅2份、邻苯二甲酸二辛酯0.5份、钛酸酯偶联剂2份和抗老化剂0.2份。
与实施例1不同的是，对比例1中不含碳纤维。
对比例2
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：PVC树脂35重量份、水曲柳木粉50重量份、稻壳粉15重量份、碳纤维4份、二盐基邻苯二甲酸铅2份、邻苯二甲酸二辛酯0.5份、钛酸酯偶联剂2份和抗老化剂0.2份。
与实施例1不同的是，对比例1中不含氧化铝。
对比例3
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：PVC树脂15重量份、水曲柳木粉40重量份、稻壳粉25重量份、氧化铝6份、碳纤维1份、二盐基邻苯二甲酸铅5份、邻苯二甲酸二辛酯1.2份、钛酸酯偶联剂5份和抗老化剂0.5份。
与实施例1不同的是，对比例1中各原料的含量均不在本发明的含量范围内。
对比例4
弘之木木塑材料。
实施例2
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：PVC树脂35重量份、水曲柳木粉50重量份、稻壳粉15重量份、氧化铝3份、碳纤维6份、二盐基邻苯二甲酸铅2份、邻苯二甲酸二辛酯0.5份、钛酸酯偶联剂2份和抗老化剂0.2份。
与实施例1不同的是，氧化铝和碳纤维的重量配比不同。
实施例3
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：PVC树脂35重量份、水曲柳木粉50重量份、稻壳粉15重量份、氧化锆3份、碳纤维6份、二盐基邻苯二甲酸铅2份、邻苯二甲酸二辛酯0.5份、钛酸酯偶联剂2份和抗老化剂0.2份。
与实施例2不同的是，本实施例的颗粒增强剂为氧化锆。
实施例4
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：PVC树脂35重量份、水曲柳木粉50重量份、稻壳粉15重量份、氧化锆3份、石棉纤维6份、二盐基邻苯二甲酸铅2份、邻苯二甲酸二辛酯0.5份、钛酸酯偶联剂2份和抗老化剂0.2份，其中，石棉纤维的长度为20mm。
与实施例3不同的是，本实施例的纤维增强剂为石棉纤维。
实施例5
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：ABS、PA和PPO的混合物共35重量份、水曲柳木粉50重量份、稻壳粉15重量份、氧化锆3份、石棉纤维6份、二盐基邻苯二甲酸铅2份、邻苯二甲酸二辛酯0.5份、钛酸酯偶联剂2份和抗老化剂0.2份，其中，石棉纤维的长度为20mm，ABS、PA和PPO的重量比为1:3:2。
与实施例4不同的是，本实施例的树脂为ABS、PA和PPO的混合物。
实施例6
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：ABS、PA和PPO的混合物共35重量份、水曲柳木粉50重量份、稻壳粉15重量份、氧化锆3份、石棉纤维6份、二盐基邻苯二甲酸铅2份、邻苯二甲酸二辛酯0.5份、钛酸酯偶联剂2份和抗老化剂0.2份，其中，石棉纤维的长度为20mm，ABS、PA和PPO的重量比为1:4:3。
本实施例中树脂组分的配比与实施例5不同。
实施例7
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：ABS、PA和PPO的混合物共35重量份、沙柳木粉50重量份、稻壳粉15重量份、氧化锆3份、石棉纤维6份、二盐基邻苯二甲酸铅2份、邻苯二甲酸二辛酯0.5份、钛酸酯偶联剂2份和抗老化剂0.2份，其中，石棉纤维的长度为20mm，ABS、PA和PPO的重量比为1:4:3。
与实施例6不同的是，本实施例的木粉为沙柳木粉。
实施例8
一种木塑材料，包括以下重量份的原料：ABS、PA和PPO的混合物共35重量份、水曲柳木粉50重量份、稻壳粉15重量份、氧化锆3份、石棉纤维6份、二盐基邻苯二甲酸铅2份、邻苯二甲酸二辛酯0.5份、钛酸酯偶联剂2份、抗老化剂0.2份、色母料2份和石蜡0.1份，其中，石棉纤维的长度为20mm，ABS、PA和PPO的重量比为1:4:3。
实施例9
一种木塑材料的制备方法，包括以下步骤：按实施例1中的配比称取各原料，然后将树脂、木粉、稻壳粉、颗粒增强剂和纤维增强剂升温至80℃并在300r/min的速度下进行搅拌，最后加入其余原料升温至110℃并在1000r/min的速度下进行搅拌，即得所述木塑材料。
采用上述方法分别制备实施例2-7中的木塑材料，其与实施例8的区别仅在于木塑材料的各原料配比不同。
对比例5
一种木塑材料的制备方法，包括以下步骤：按实施例1中的配比称取各原料，然后将上述各原料加热搅拌混合均匀，即得所述木塑材料。
实施例10
一种木塑材料的制备方法，包括以下步骤：按实施例1中的配比称取各原料，然后将树脂、木粉、稻壳粉、颗粒增强剂和纤维增强剂升温至60℃并在600r/min的速度下进行搅拌，最后加入其余原料升温至130℃并在1300r/min的速度下进行搅拌，即得所述木塑材料。
实施例11-18
一种铝包木塑门窗，包括铝合金型材和与铝合金型材相连的门窗主体，所述门窗主体分别主要由实施例1-8所述的木塑材料制备而成。
对比例6-9
一种铝包木塑门窗，包括铝合金型材和与铝合金型材相连的门窗主体，所述门窗主体分别主要由对比例1-4所述的木塑材料制备而成。
实施例19
一种铝包木塑门窗的制备方法，包括以下步骤：首先，将实施例1所述的木塑材料成型，得到毛坯料；然后，将毛坯料按照常规的铝包木门窗的设计加工方法，制成能与铝合金型材相匹配的门窗主体；最后，将门窗主体与铝合金型材进行装配，即得铝包木塑门窗成品。
表1木塑材料性能对照表
由表1可知，实施例1-8的木塑材料的硬度、抗拉伸强度和抗弯曲强度均优于对比例1-4，说明按照本发明的配方得到的木塑材料充分发挥了各原料的配合作用，特别是颗粒增强剂和纤维增强剂的协同作用，使其硬度、抗拉伸强度和抗弯曲强度均较好，产品不易变形，优于现有产品。而对比例1不含碳纤维，对比例2不含氧化铝，其性能较差，由此对比可知，只添加一种增强剂的效果远远低于将颗粒增强剂和纤维增强剂配合使用的效果。而对比例3中各原料的配比不在本发明所提供的原料配比范围内，其性能较差，说明本发明的木塑材料的各原料的配比制定合理。
通过对实施例4-6的性能比较可知，采用ABS、PA和PPO树脂得到的木塑材料的机械性能和防水性能要优于采用单一的PVC树脂，特别是当ABS、PA和PPO的重量比例为1:4:3时(实施例6的方案)，木塑材料的各项机械性能和防水性能达到最佳，由此说明，树脂组分及其各组分之间配比的选择对木塑材料的性能具有很重要的影响，本发明树脂组分及其各组分之间配比的制定合理，发挥了其与其余各组分的配合作用，提高了所得木塑材料的硬度、强度和防水性能。
另外，由以上各组别24h吸水率结果可知，实施例3-8的吸水率较低，特别是实施例8的24h吸水率最低，说明原料中增加石蜡能够提高木塑材料的防水性；在铝包木塑门窗中应用时，由于内外温差，铝合金和木塑门窗主体之间容易产生水分，因此，木塑材料本身优良的防水性将有效延长铝包木塑门窗的使用寿命。
对比实施例6和实施例7的抗老化数据可知，实施例6的抗老化效果比实施例7的更好，这很有可能与木粉的选择有关，实施例6选用了水曲柳木粉，而实施例7选用了沙柳木粉，由此可推断，选用水曲柳木粉的抗老化效果更好。
此外，实施例9-10的各项性能均优于对比例5，说明采用本发明的制备方法得到的木塑材料的强度高，各项性能均较佳。进一步可以发现，实施例9的各项性能优于实施例10，说明采用优选的工艺参数有利于各原料的充分反应，使制成的木塑材料的性能更加优异。
表2铝包木塑门窗性能对照表
组别 抗风压性能(MPa)
实施例11 37
实施例12 39
实施例13 40
实施例14 41
实施例15 43
实施例16 44
实施例17 42
实施例18 45
对比例6 35
对比例7 35
对比例8 32
对比例9 33
由表2可知，实施例11-18的抗风压性能优于对比例6-9，说明采用本发明提供的木塑材料得到的铝包木塑门窗结合了铝合金和木塑材料二者的综合优势，使其具有机械强度高、不易变形的优点，优于现有技术。并且，实施例11-18和对比例6-9抗风压性能的比较结果与其各自所采用的木塑材料的硬度和强度的结果相一致，说明采用本发明优选配方得到的铝包木塑门窗的机械性能更好。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (14)

1.一种木塑材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：树脂30-40重量份、木粉40-60重量份、稻壳粉10-20重量份、颗粒增强剂2-5份、纤维增强剂2-8份、热稳定剂1-3份、增塑剂0.1-1份、偶联剂1-3份和抗老化剂0.1-0.3份；
颗粒增强剂与纤维增强剂的重量比为1：(1.5-2.5)；
树脂为ABS、PA和PPO的混合物，ABS、PA和PPO的重量比为1：(3-6)：(2-5)；
木粉为水曲柳木粉；
所述木塑材料的制备方法包括以下步骤：称取配方量的各原料，然后将树脂、木粉、稻壳粉、颗粒增强剂和纤维增强剂进行一次升温和一次搅拌，最后加入其余原料进行二次升温和二次搅拌即得所述木塑材料。
2.根据权利要求1所述的木塑材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：树脂32-38份、木粉42-58份、稻壳粉12-18份、颗粒增强剂2-4份、纤维增强剂3-7份、热稳定剂1.1-2.9份、增塑剂0.2-0.8份、偶联剂1-2份和抗老化剂0.2-0.3份。
3.根据权利要求1所述的木塑材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：树脂33-36份、木粉43-56份、稻壳粉13-16份、颗粒增强剂3-4份、纤维增强剂4-7份、热稳定剂1.5-2.8份、增塑剂0.3-0.5份、偶联剂1.2-1.8份和抗老化剂0.2-0.25份。
4.根据权利要求1所述的木塑材料，其特征在于，颗粒增强剂为氧化锆。
5.根据权利要求1所述的木塑材料，其特征在于，纤维增强剂为石棉纤维。
6.根据权利要求5所述的木塑材料，其特征在于，石棉纤维的长度为10-30mm。
7.根据权利要求1所述的木塑材料，其特征在于，还包括色母料1-3重量份和防水润滑剂0.1-0.2重量份。
8.根据权利要求7所述的木塑材料，其特征在于，防水润滑剂为石蜡。
9.根据权利要求1所述的木塑材料，其特征在于，一次升温至70-90℃。
10.根据权利要求1所述的木塑材料，其特征在于，一次搅拌的速度为150-500r/min。
11.根据权利要求1所述的木塑材料，其特征在于，二次升温至90-120℃。
12.根据权利要求1所述的木塑材料，其特征在于，二次搅拌的速度为700-1200r/min。
13.一种铝包木塑门窗，其特征在于，包括铝合金型材和与铝合金型材相连的门窗主体，所述门窗主体主要由权利要求1-12任一项所述的木塑材料制备而成。
14.权利要求13所述的铝包木塑门窗的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，将木塑材料成型，得到毛坯料；然后，将毛坯料按照常规的铝包木门窗的设计加工方法，制成能与铝合金型材相匹配的门窗主体；最后，将门窗主体与铝合金型材进行装配，即得铝包木塑门窗成品。
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