CN110951144A - 一种Pickering乳液改性木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的是一种Pickering乳液改性木塑复合材料及其制备方法，将石蜡和纳米二氧化硅以Pickering乳液的形式同步引入至废植物纤维填料中，再与高分子聚合物基体在助剂的作用下，熔融、混炼加工成型得到的木塑复合材料。本发明利用Pickering乳液的形式，将石蜡和纳米二氧化硅同步引入废植物纤维填料中，两者协同提高木塑复合材料成型过程中木粉在聚合物中的流动性、分散性和界面相容性；同时，同步提高木塑复合材料成品疏水性、热稳定性、力学性能和表面硬度，实现“一剂多效”。

Description

一种Pickering乳液改性木塑复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种Pickering 乳液改性木塑复合材料及其制备方法，属于复合材料改性技术领域。
背景技术
木塑复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、竹粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。木塑复合材料解决了废弃木质纤维材料综合利用率低等问题，有效缓解了木材供给紧张与日益增长的社会需求之间的矛盾。同时，可解决废弃塑料引发的“白色污染”等重大环境问题，是废弃木质纤维和废弃塑料再生利用的重要途经。性能优异的木塑复合材料，可被广泛应用于建筑材料、工业材料、包装及运输业、室内装饰材料等。
废植物纤维填料的主要化学组分为纤维素、半纤维素和木质素，其结构中含有大量的亲水性羟基，从而导致废植物纤维填料极易吸水吸湿，且易团聚，与高分子聚合物基体的亲和性降低。在木塑复合材料成型过程中，吸水团聚后的废植物纤维填料的界面相容性、流动性和分散性降低，严重影响木塑复合材料的最终使用性能，诸如疏水性、热稳定性、力学性能和表面硬度等。此外，废植物纤维填料和高分子聚合物基体形成的木塑复合材料热稳定性差，极易燃烧，影响其使用安全性。
现有的木塑复合材料改性技术主要采用化学改性或者物理改性的手段，降低废植物纤维填料的表面羟基浓度或极性，从而改善废植物纤维填料在木塑复合材料成型过程中的界面相容性，提高废植物纤维填料的分散性；也有研究证明，加入石蜡和纳米二氧化硅分别作为提高润滑效果的添加剂和作为提高木塑复合材料力学性能、阻燃性和耐光老化等性能的改性剂，以单独添加或物理混合添加的方式用于木塑复合材料的制备。然而，上述方法在制备木塑复合材料的过程中，废植物纤维填料在高分子聚合物基体中的流动性和分散性不甚理想，导致成品木塑复合材料的疏水性、热稳定性、力学性能和表面硬度性能依然较差，难以满足现代生产生活的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有木塑复合材料的使用性能和改性方式存在的上述缺陷，提出一种Pickering乳液改性木塑复合材料及其制备方法。
本发明的技术解决方案：一种Pickering 乳液改性木塑复合材料，通过高压浸渍处理，将石蜡和纳米二氧化硅以Pickering乳液的形式同步引入至废植物纤维填料中，再与高分子聚合物基体在助剂的作用下，熔融、混炼加工成型得到。
该Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粒径为10-20 nm的纳米二氧化硅分散于去离子水中，制备成质量分数为0.5%-2%的二氧化硅分散液，并用盐酸或醋酸调节pH值为 3-4；在二氧化硅分散液中加入失水山梨糖醇脂肪酸酯和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的混合物作为助剂（每升二氧化硅分散液中失水山梨糖醇脂肪酸酯加入的量为10-40g，失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚加入的量为10-30g），以100-800 rpm/min搅拌2 min形成混合液，然后再将液体石蜡以油水体积比为1：3、1：4、或1：5的比例加入混合液中，以3000-8000 rpm/min 搅拌5-10min得到预乳液；将预乳液在高压均质机中以40-80MPa的压力均质5-10min，得到Pickering乳液；
（2）废植物纤维填料处理：将废植物纤维填料（木粉、竹粉、稻壳或者秸秆中的任意一种）置于浸渍罐中，并以负压抽真空处理30min；将步骤（1）得到的Pickering乳液引入浸渍罐中，并加压处理40min，然后将经过Pickering乳液处理的废植物纤维填料干燥至恒重。
（3）制备木塑复合材料：将步骤（2）得到的干燥至恒重的Pickering乳液处理的废植物纤维填料与高分子聚合物基体（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的任意一种）以质量比4：6经高混机充分混合5min，然后在103℃条件下干燥2h，并通过双螺杆挤出机出料；挤出后的混合物通过削片机粉碎成粒径为10-60目的颗粒，得到木塑复合材料，再利用模具将木塑复合材料注塑成型；其中注塑温度175℃，注塑压力5MPa，制得的木塑复合材料密度为0.86g/cm3。
本发明的优点：
1）通过高压浸渍处理，将石蜡和纳米二氧化硅以Pickering乳液的形式同步引入至废植物纤维填料中，利用石蜡的润滑作用和纳米二氧化硅在废植物纤维填料/废植物纤维填料界面、废植物纤维填料/高分子聚合物基体界面提供的滚动摩擦作用，两者协同提高木塑复合材料成型过程中木粉在聚合物中的流动性、分散性和界面相容性；
2）同步提高木塑复合材料成品疏水性、热稳定性、力学性能和表面硬度，实现“一剂多效”。
附图说明
附图1为本发明方法和对比例方法改性废植物纤维填料的吸湿率对比图。
附图2为本发明方法和对比例方法改性废植物纤维填料在高分子聚合物基体中的流动性对比图。
附图3为本发明方法和对比例方法改性废植物纤维填料制得的木塑复合材料的吸水率对比图。
附图4为本发明方法和对比例方法改性废植物纤维填料制得的木塑复合材料的力学性能对比图。
附图5为本发明方法和对比例方法改性废植物纤维填料制得的木塑复合材料的表面硬度对比图。
附图6为本发明方法和对比例方法改性废植物纤维填料制得的木塑复合材料的热稳定性对比图。
具体实施方式
一种Pickering 乳液改性木塑复合材料，是通过高压浸渍处理，将石蜡和纳米二氧化硅以Pickering乳液的形式同步引入至废植物纤维填料中，再与高分子聚合物基体在助剂的作用下，熔融、混炼加工成型得到的木塑复合材料。
该Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备Pickering 乳液
将粒径为10-20 nm的纳米二氧化硅分散于去离子水中，制备成质量分数为0.5 %的二氧化硅分散液，并用0.1mol/L的盐酸或醋酸调节pH值为 3-4；在二氧化硅分散液中加入失水山梨糖醇脂肪酸酯和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的混合物作为助剂，以100-800rpm/min搅拌2 min形成混合液，然后再将液体石蜡以油水体积比1：3、1：4、或1：5的比例加入混合液中，并以5000 rpm/min 搅拌5-10min得到预乳液；将预乳液在高压均质机中以45MPa的压力均质5min，得到Pickering乳液；
（2）通过高压浸渍处理废植物纤维填料
将废植物纤维填料（木粉、竹粉、稻壳或者秸秆中的任意一种）置于烧杯中，并以-0.01MPa的压力抽真空处理30min，将步骤（1）得到的Pickering乳液引入烧杯中，并以0.6MPa的压力加压处理40min；将Pickering乳液处理的废植物纤维填料在103℃条件下干燥至恒重；
（3）制备木塑复合材料
将步骤（2）得到的干燥至恒重的Pickering乳液处理的废植物纤维填料与高分子聚合物基体（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的任意一种）以质量比4：6经高混机充分混合5min，混合速度3000 rpm/min；然后在103℃条件下干燥2h，并通过双螺杆挤出机出料；挤出后的混合物通过削片机粉碎成粒径为10-60目的颗粒，得到木塑复合材料，再利用模具将木塑复合材料注塑成型，制备成标准试样；其中注塑温度175℃，注塑压力5MPa，制得的木塑复合材料密度为0.86g/cm3。
本发明利用Pickering乳液的形式，将石蜡和纳米二氧化硅同步引入废植物纤维填料中，其中石蜡作为乳液油相，纳米二氧化硅作为固体稳定剂，利用石蜡的润滑作用和纳米二氧化硅在废植物纤维填料/废植物纤维填料界面、废植物纤维填料/高分子聚合物基体界面提供的滚动摩擦作用，两者协同提高木塑复合材料成型过程中木粉在聚合物中的流动性、分散性和界面相容性；再与高分子聚合物基体在助剂的作用下，熔融、混炼加工成型得到的木塑复合材料。
下面根据实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
（1）制备Pickering 乳液
将粒径为10-20 nm的纳米二氧化硅分散于去离子水中，制备成质量分数为0.5%的二氧化硅分散液，并用醋酸调节pH值为3-4；在二氧化硅分散液中加入助剂（助剂为失水山梨醇单油酸酯和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的混合物，其中失水山梨醇单油酸酯加入质量为28g，失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚加入质量为20g），以400 rpm/min搅拌2 min形成混合液，然后再将液体石蜡以油水体积比1：5的比例，加入所述混合液中，并以5000 rpm/min搅拌5min，得到预乳液；将预乳液在高压均质机中以45MPa的压力均质5 min，得到Pickering乳液；
（2）通过高压浸渍处理木粉
将粒径为10-60目的木粉置于烧杯中，并以-0.01MPa的压力抽真空处理30min，将步骤（1）得到的Pickering乳液引入烧杯中，并以0.6MPa的压力加压处理40min；将Pickering乳液处理的木粉在103℃条件下干燥至恒重；
（3）制备木塑复合材料
将木粉与高密度聚乙烯以质量比4：6经高混机充分混合5min，混合速度3000rpm/min；然后在103℃条件下干燥2h，并通过双螺杆挤出机出料；挤出后的混合物通过削片机粉碎成粒径为10-60目的颗粒，得到木塑复合材料，再利用模具将木塑复合材料注塑成型，制备成标准试样，其中注塑温度175℃，注塑压力5MPa，木塑复合材料密度控制在0.86g/cm3。
为了便于平行对比技术效果，在同等条件下，测试两个对比例与实施例1的性能数据进行比较，并作出各项性能的对比图，结合附图对其性能作出评价。
对比例1：称为对照组，即：将废植物纤维填料不经过任何处理直接制得木塑复合材料，制备方法如实施例1中的步骤（3）。
对比例2：称为普通石蜡乳液（制备的木塑复合材料），具体制备方法如下：
（1）通过高压浸渍用普通石蜡乳液处理木粉
将粒径为10-60目的木粉置于烧杯中，并以-0.01MPa的压力抽真空处理30min，将普通石蜡乳液引入烧杯中，并以0.6MPa的压力加压处理40min；将普通石蜡乳液处理的木粉在103℃条件下干燥至恒重；
（2）制备木塑复合材料
将步骤（2）得到的干燥至恒重的普通石蜡乳液处理的木粉与高密度聚乙烯以质量比4：6经高混机充分混合5min，混合速度3000rpm/min；然后在103℃条件下干燥2h，并通过双螺杆挤出机出料；挤出后的混合物通过削片机粉碎成粒径为10-60目的颗粒，得到木塑复合材料，再利用模具将木塑复合材料注塑成型，制备成标准试样，其中注塑温度175℃，注塑压力5MPa，木塑复合材料密度控制在0.86g/cm3。
将实施例1处理的改性木粉和对比例1-2的改性木粉在103℃条件下干燥至恒重。取2g木粉置于锡纸盒中，在25℃条件下将锡纸盒和足够的去离子水同时放入干燥器中密闭放置30天。最后，根据不同的时间间隔测定锡纸盒中木粉的质量随时间的变化，计算木粉吸湿性，评定其疏水效果，结果如图1所示。
由图1可知，对比例1即对照组的吸湿率随着时间的推移越来越大，而实施例1的石蜡基Pickering乳液处理的木粉的吸湿率保持着最低，可见，采用本发明方法处理的废植物纤维填料的吸湿性得到改善。
将实施例1处理的改性木粉和对比例1-2的改性木粉，参照ASTM D1238标准测试熔融指数，评定木粉在高分子聚合物基体中的流动性。测试压力2.16kg,测试温度190℃，测试管道直径2.08mm，设备：熔融指数仪（xnr-400型，中国），结果如图2所示。
较高的熔融指数意味着木粉填料在聚合物基体中的流动性较好，有利于木粉填料在聚合物基体中的分散，从而提高基体相与增强相（木粉）之间的界面结合和相互作用。如图2所示，与纯HDPE相比，随着木粉的加入，木粉/HDPE混合物的MFI明显下降。而经过普通石蜡乳液处理，木粉/HDPE的MFI从1.3g/10min提升至1.8g/10min。这说明石蜡乳液中的石蜡起到了很好的润滑作用，从而提高了木粉在HDPE中的流动性。进一步，经过石蜡基Pickering乳液处理，其MFI提高至2.1g/ 10min。这是因为石蜡基Pickering乳液中的石蜡在木粉表面起到润滑的作用，且球形纳米二氧化硅在木粉内外表面的附着可以将熔融流动过程中的木粉与木粉之间及木粉与聚合物之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而降低摩擦系数，两者协同作用，提高了木粉在聚合物基体中的整体流动性和分散性。
将实施例1处理的改性木粉制得的木塑复合材料和对比例1-2的改性木粉制得的木塑复合材料，根据GB/T 17657-2013 测试木塑复合材料疏水性。试件尺寸50 × 50 × 4mm3，在20 ± 2 ℃条件下，完全浸没在水中，起始分别每隔6，24，48h，之后隔48h测试试件的水分吸收率，结果如图3所示。
由图3可知，对比例1即对照组的吸水率随着时间的推移越来越大，而实施例1的石蜡基Pickering乳液处理的木粉的吸湿率保持着最低，可见，采用本发明方法处理的废植物纤维填料制得的木塑复合材料的吸水性得到改善。
将实施例1处理的改性木粉制得的木塑复合材料和对比例1-2的改性木粉制得的木塑复合材料，根据GB/T 9341-2008测试木塑复合材料的弯曲性能，试件尺寸80 × 10 ×4 mm3；根据GB/T 1040.1-2006测试木塑复合材料的拉伸性能，试件尺寸150 × 10 × 4mm3；根据GB/T 16420-1996 测试木塑复合材料的冲击性能，试件尺寸80 × 10 × 4 mm3。设备：万能力学试验机（CMT614型，深圳市新三思材料检测公司），结果如图4所示。
与未处理组（对照组）相比，经过普通石蜡乳液和石蜡基Pickering乳液处理的木粉，其与HDPE 制备的木塑复合材料的抗拉强度、冲击强度、抗弯强度（MOR）和抗弯弹性模量（MOE）均显著提高。其中，相比于对照组，木粉经石蜡基Pickering乳液处理后，木塑复合材料的抗拉强度提高了23%，达到18.28MPa；抗弯强度提高了19%，达到29.4MPa；抗弯弹性模量提高了62%，达到1504MPa。这些现象主要可以归结为以下几点原因：（1）石蜡基Pickering乳液中的石蜡和纳米二氧化硅可以通过提供润滑作用及滚动摩擦作用，提高木粉在聚合物基体中的流动性，从而提高木粉的分散性，避免在复合材料在受力过程中因木粉过度团聚而引起的应力集中现象，因此可有助于木塑复合材料力学性能的提高；（2）石蜡基Pickering乳液中少量的非离子表面活性剂可以帮助提高木粉与聚合物之间的界面相容性，从而有利于复合材料受力过程中应力的有效传递，提高木塑复合材料的相关力学性能；（3）纳米二氧化硅在木材细胞壁中的渗透和有效分布，可以提高木材细胞壁的力学性能，从而提高木粉及其复合材料的力学性能。
将实施例1处理的改性木粉制得的木塑复合材料和对比例1-2的改性木粉制得的木塑复合材料，根据ASTM D2240 测试木塑复合材料表面硬度，设备：TH 210 硬度计（中国），结果如图5所示。
由图5可知，高密度聚乙烯的表面硬度为65（Shore D），对照组为66（Shore D），对比例2为68（Shore D），而本发明得到的木塑复合材料表面硬度为74（Shore D），说明通过本发明方法得到的木塑复合材料，提高了材料的表面硬度。
将实施例1处理的改性木粉制得的木塑复合材料和对比例1-2的改性木粉制得的木塑复合材料，取木塑复合材料 6mg 置于热重分析仪坩埚中，在N2氛围下，升温范围30-600℃。设备：热重分析仪（TG300型, 日本），结果如图6所示。
对于聚合物基复合材料，在室温到150℃范围内，各个组之间的质量损失没有明显的区别，这部分主要是少量吸附水的脱除。普通石蜡乳液处理木粉的复合材料中，在150℃附近有明显的质量损失，这主要是由于石蜡的热降解造成的。相比于对照组和石蜡基Pickering乳液处理组的复合材料，这个起始的降解温度分别在207℃和260℃，这说明Pickering乳液中纳米二氧化硅对木粉的改性，可以有效提高其复合材料的热稳定性。随后，在377℃附近，三组复合材料均出现了聚合物的热降解行为。
对照组、普通石蜡乳液处理组和石蜡基Pickering乳液处理组的热降解残留质量分别是4.2%、1.5%和5%。结果表明，石蜡会诱导石蜡乳液处理组复合材料的热降解行为，这是因为石蜡的热稳定性较差；但是Pickering乳液中的固体稳定剂纳米二氧化硅，热稳定性好，且能够在木粉中的有效渗透，从而有效弥补热降解损失，提高其处理组复合材料的热稳定性。同时，分散的纳米二氧化硅在木粉表面的均匀附着，从而形成热传导屏障，可以在热降解过程中有效隔绝热的传导，延缓热量损失。
综上所述，本发明方法制备的Pickering 乳液改性木塑复合材料，利用Pickering乳液的形式，将石蜡和纳米二氧化硅同步引入废植物纤维填料中，其中石蜡作为乳液油相，纳米二氧化硅作为固体稳定剂，利用石蜡的润滑作用和纳米二氧化硅在废植物纤维填料/废植物纤维填料界面、废植物纤维填料/高分子聚合物基体界面提供的滚动摩擦作用，两者协同提高木塑复合材料成型过程中木粉在聚合物中的流动性、分散性和界面相容性；同时，同步提高木塑复合材料成品疏水性、热稳定性、力学性能和表面硬度，实现“一剂多效”。
实施例2
（1）制备Pickering 乳液
将粒径为10-20 nm的纳米二氧化硅分散于去离子水中，制备成质量分数为1%的二氧化硅分散液，并用0.1mol/L的盐酸调节pH值为 3-4；在二氧化硅分散液中加入助剂（失水山梨醇单油酸酯和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的混合物，其中失水山梨醇单油酸酯加入质量为30g，失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚加入质量为21g），以500 rpm/min搅拌2 min形成混合液，然后再将液体石蜡以油水体积比1：4的比例，加入所述混合液中，并以5000rpm/min搅拌8 min，得到预乳液；将预乳液在高压均质机中以50MPa的压力均质5min，得到Pickering乳液；
（2）通过高压浸渍处理竹粉
将粒径为10-60目的竹粉置于烧杯中，并以-0.01MPa的压力抽真空处理30min，将步骤（1）得到的Pickering乳液引入烧杯中，并以0.6MPa的压力加压处理40min；将Pickering乳液处理的竹粉在103℃条件下干燥至恒重；
（3）制备木塑复合材料
将步骤（2）得到的干燥至恒重的Pickering乳液处理的竹粉与聚乙烯以质量比4：6经高混机充分混合5min，混合速度3000rpm/min；然后在103℃条件下干燥2h，并通过双螺杆挤出机出料；挤出后的混合物通过削片机粉碎成粒径为10-60目的颗粒，得到木塑复合材料，再利用模具将木塑复合材料注塑成型，制备成标准试样，其中注塑温度175℃，注塑压力5MPa，木塑复合材料密度控制在0.86g/cm3。
实施例3
（1）制备Pickering 乳液
将粒径为10-20 nm的纳米二氧化硅分散于去离子水中，制备成质量分数为1.5%的二氧化硅分散液，并用0.1mol/L的盐酸调节pH值为 3-4；在二氧化硅分散液中加入助剂（助剂为失水山梨醇单油酸酯和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的混合物，其中失水山梨醇单油酸酯加入质量为32g，失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚加入质量为22g），以700 rpm/min搅拌2min形成混合液，然后再将液体石蜡以油水体积比1：3的比例，加入所述混合液中，并以5000rpm/min 搅拌10 min，得到预乳液；预乳液在高压均质机中以60MPa的压力均质5min，得到Pickering乳液；
（2）通过高压浸渍处理稻壳
将粒径为10-60目的稻壳置于烧杯中，并以-0.01MPa的压力抽真空处理30min，将步骤（1）得到的Pickering乳液引入烧杯中，并以0.6MPa的压力加压处理40min；将Pickering乳液处理的稻壳在103℃条件下干燥至恒重；
（3）制备木塑复合材料
将步骤（2）得到的干燥至恒重的Pickering乳液处理的稻壳与聚丙烯以质量比4：6经高混机充分混合5min，混合速度3000rpm/min；然后在103℃条件下干燥2h，并通过双螺杆挤出机出料；挤出后的混合物通过削片机粉碎成粒径为10-60目的颗粒，得到木塑复合材料，再利用模具将木塑复合材料注塑成型，制备成标准试样，其中注塑温度175℃，注塑压力5MPa，木塑复合材料密度控制在0.86g/cm3。
实施例4
（1）制备Pickering 乳液
将粒径为10-20 nm的纳米二氧化硅分散于去离子水中，制备成质量分数为2%的二氧化硅分散液，并用0.1mol/L的盐酸调节pH值为 3-4；在二氧化硅分散液中加入助剂（助剂为失水山梨醇单油酸酯和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的混合物，其中失水山梨醇单油酸酯加入质量为28g，失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚加入质量为20g），以800 rpm/min搅拌2min形成混合液，然后再将液体石蜡以油水体积比1：5的比例，加入所述混合液中，并以5000rpm/min 搅拌10 min，得到预乳液；预乳液在高压均质机中以60 MPa的压力均质5min，得到Pickering乳液；
（2）通过高压浸渍处理秸秆
将粒径为10-60目的秸秆置于烧杯中，并以-0.01MPa的压力抽真空处理30min，将步骤（1）得到的Pickering乳液引入烧杯中，并以0.6MPa的压力加压处理40min；将Pickering乳液处理的秸秆在103℃条件下干燥至恒重；
（3）制备木塑复合材料
将步骤（2）得到的干燥至恒重的Pickering乳液处理的秸秆与聚氯乙烯以质量比4：6经高混机充分混合5min，混合速度3000rpm/min；然后在103℃条件下干燥2h，并通过双螺杆挤出机出料；挤出后的混合物通过削片机粉碎成粒径为10-60目的颗粒，得到木塑复合材料，再利用模具将木塑复合材料注塑成型，制备成标准试样，其中注塑温度175℃，注塑压力5MPa，木塑复合材料密度控制在0.86g/cm3。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”、“对比例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可对本申请技术方案作很多的修改和变化，但本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）制备Pickering 乳液；
（2）废植物纤维填料处理。
（3）制备木塑复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）具体包括如下内容：将纳米二氧化硅分散于去离子水中制备成质量分数为0.5%-2%二氧化硅分散液，并用盐酸或醋酸调节pH值为 3-4；在二氧化硅分散液中加入助剂，以100-800 rpm/min搅拌2 min形成混合液，然后再将液体石蜡以油水体积比1：3、1：4、或1：5的比例加入混合液中，以3000-8000 rpm/min 搅拌5-10min得到预乳液；将预乳液在高压均质机中以40-80MPa的压力均质5-10min，得到Pickering乳液。
3.根据权利要求2所述的一种Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，其特征在于：所述的纳米二氧化硅的粒径为10-20 nm。
4.根据权利要求2所述的一种Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，其特征在于：所述的助剂为失水山梨糖醇脂肪酸酯和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的混合物，其中每升二氧化硅分散液中失水山梨糖醇脂肪酸酯加入的量为10-40g，失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚加入的量为10-30g。
5.根据权利要求1所述的一种Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）具体包括如下内容：将颗粒状废植物纤维填料置于浸渍罐中，并以负压抽真空处理30min；将步骤（1）得到的Pickering乳液引入浸渍罐中，并加压处理40 min，然后将经过Pickering乳液处理的废植物纤维填料干燥至恒重。
6.根据权利要求5所述的一种Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，其特征在于：所述的废植物纤维填料为木粉、竹粉、稻壳或者秸秆中的任意一种，粒径为10-60目。
7.根据权利要求1所述的一种Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）具体包括如下内容：将步骤（2）得到的干燥至恒重的Pickering乳液处理的废植物纤维填料与高分子聚合物基体以质量比4：6经高混机充分混合5min，然后在103℃下干燥2h，并通过双螺杆挤出机出料；挤出后的混合物通过削片机粉碎成粒径为10-60目的颗粒，得到木塑复合材料，再利用模具将木塑复合材料注塑成型。
8.根据权利要求7所述的一种Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，其特征在于：所述的高分子聚合物基体为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的任意一种。
9.根据权利要求7所述的一种Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法，其特征在于：所述的木塑复合材料注塑成型的注塑温度为175℃，注塑压力为5MPa，制得的木塑复合材料密度为0.86g/cm3。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的Pickering 乳液改性木塑复合材料的制备方法所制得的Pickering 乳液改性木塑复合材料。
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