CN101654536A

CN101654536A - 纳米塑木复合型材生产方法

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Publication number: CN101654536A
Application number: CN200810147123A
Authority: CN
Inventors: 盖国胜; 张永迪
Original assignee: Beijing Qingda Huayan Technology Development Co Ltd
Current assignee: Beijing Qingda Huayan Technology Development Co Ltd
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2010-02-24

Abstract

本发明涉及一种纳米塑木复合型材生产方法，以木粉、氯化石蜡、聚氯乙烯、环氧大豆油、邻苯二钾酸二辛酯、邻苯二钾酸二丁酯、硬脂酸、PE蜡、铅酸脂偶联剂、活性轻质碳酸钙、硬脂酸钙、硬脂酸锌、二盐基亚磷酸铅、三盐基硫酸铅、EBS、氯化聚乙烯、ACR－401、AC发泡剂、530发泡调节剂为原料，通过高温混合机、冷混处理机、注塑机及成型模具制备型材专用料；本发明制备的型材，是经过高分子改性，用配混、挤出设备加工制成的复合材料。该材料具有天然木材的外观，似木优于木，绿色环保无甲醛释放，不腐烂、不变形、拒虫害、防火性能好，不龟裂、无需维护，可锯、可粘、可钉、可刨等优点。

Description

纳米塑木复合型材生产方法

技术领域

本发明涉及一种纳米塑木复合型材生产方法，本发明采用木质纤维和热塑性塑料，经混炼加工制成绿色环保型材。

背景技术

我国森林覆盖率低，由于过度开采带来植被日益荒漠化和沙尘暴。现有的森林采伐利用率和木材综合利用率低。由此，出现了塑木复合材料，它以回收塑料、农作物纤维、木材加工中的“三剩物为原料，不仅符合塑木复合材料的性能要求，同时可再回收利用，提高了塑料的回收率、降低塑料制品对环境的潜在危害，有利于资源综合利用和节约资源。对保护森林资源和生态环境，有重要意义。中国专利200710029105.X公开了一种麻茎秆与塑料复合材料的制备方法，该方法是先把偶联麻茎秆粉和改性矿物粉混合，得到复合麻茎秆粉，再往木粉造粒机挤出造粒得到复合麻茎秆粉粒，然后再与塑料混合造粒或挤出制品。该发明利用麻茎秆生产木塑复合材料填补了木纤维行业原料空缺，缓解了木材原料的匮乏，也为天然麻的综合利用找到了新的途径。但是还存在以下问题：塑木熔融挤出体系粘度大、挤出工艺差、能耗高，难以形成光滑的表面，并且其力学性能、耐热、耐候性等尚持提高。为此，需要提出一种新的纳米塑木复合型材生产方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米塑木复合型材生产方法，本发明借助机械力和化学作用，将超细层状结构矿物粉包覆木粉，得到复合化的木粉，然后与塑料熔融共混挤出，借助矿物粉的润滑作用，减小挤出阻力，改善熔融挤出混合物的流变性。同时利用矿物片层的二维增强功能，协同提高塑木复合材料的力学和耐热性，利用矿物粉吸收紫外光的功能，提高塑木复合材料的耐老化性。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种纳米塑木复合型材生产方法，使用下述重量配比的原料制备型材专用料：

木粉 25-50，氯化石蜡 0.3-0.8，

聚氯乙烯 35-60，环氧大豆油 0.2-0.6，

邻苯二钾酸二辛酯 1.2-2.6，邻苯二钾酸二丁酯 0.4-1.2，

硬脂酸 1-2.5，PE蜡 0.2-0.8，

铅酸脂偶联剂 0.3-1.2，活性轻质碳酸钙 4-15，

硬脂酸钙 0.1-0.6，硬脂酸锌 0.1-0.6，

二盐基亚磷酸铅 0.8-2.5，三盐基硫酸铅 1.5-3，

EBS 0.2-0.8，氯化聚乙烯 3-5，

ACR-401 0.6-1.6，AC发泡剂 0.3-1，

530发泡调节剂 3.5-6；

A、按照所述重量配比称取木粉、铅酸脂偶联剂、活性轻质碳酸钙；

B、将所述木粉投入高温混合机中，加热升温到100℃-110℃，停止加热，加入所述铅酸脂偶联剂、所述活性轻质碳酸钙，启动高温混合机进行搅拌处理，形成混合物料，所述活性轻质碳酸钙是纳米级粉剂；

C、当所述的混合物料温度上升到125℃-130℃，停止搅拌处理；然后将所述混合物料转送到一个冷混处理机中缓慢搅拌降温，下降到30℃-40℃，生成偶联木粉；

D、按照重量配比称取粉态聚氯乙烯，并将其投入到高温混合机中，加热升温到85℃，停止加热；

E、然后按顺序按重量配比将下述原料投入到所述高温混合机中，边搅拌边投料，所述原料是：二盐基亚磷酸铅、环氧大豆油、氯化聚乙烯、硬脂酸锌、硬脂酸钙、氯化石蜡、PE蜡、邻苯二钾酸二辛酯、邻苯二钾酸二丁酯、硬脂酸、三盐基硫酸铅、EBS、ACR-401；

F、检测所述高温混合机中的混合料达到100℃时加入所述的偶联木粉；

G、按重量比例称取AC发泡剂、530发泡调节剂，加入到所述的高温混合机中继续搅拌；

H、当所述高温混合机中的反应温度达到115℃-120℃时，停止搅拌处理，使用造粒机制得型材专用料；

I、将所述的型材专用料使用注塑机及模具挤出成型。

本发明的另一个目的是由下述技术方案实现的：一种纳米塑木复合型材生产方法，使用下述重量配比的原料制备型材专用料：

木粉 40-80，PE蜡 0.8-2，

高压聚乙烯 30-60，马来酸酐 1.5-5，

低压聚乙烯 25-55，石蜡 0.2-0.85，

铝酸酯偶联剂 0.3-0.85，硬脂酸 1.5-3；

A、按照所述重量配比称取木粉、高压聚乙烯、低压聚乙烯、石蜡、硬脂酸；

B、将所述木粉投入高温混合机中，加热升温到120℃，停止加热，加入所述高压聚乙烯、低压聚乙烯、石蜡、硬脂酸，启动高温混合机进行搅拌处理，形成混合物料，所述低压聚乙烯、石蜡、硬脂酸各取用半个组份，并且各预留半个组份；

C、当所述的混合物料温度上升到140℃，停止搅拌处理；然后将所述混合物料转送到一个冷混处理机中缓慢搅拌降温，下降到30℃-40℃，生成偶联木粉；

D、将预留的低压聚乙烯、石蜡、硬脂酸投入到高温混合机中，加热升温到85℃，停止加热；

E、然后按顺序按重量配比将下述原料投入到所述高温混合机中，边搅拌边投料，所述原料是：铝酸酯偶联剂、PE蜡、马来酸酐；

G、当所述高温混合机中的反应温度达到100℃时，停止搅拌处理，使用造粒机制得型材专用料；

H、将所述的型材专用料使用注塑机及模具挤出成型。

本发明与已有技术相比具有如下优点：

1、本发明与现有塑木复合材料相比具有成型加工性能好、能耗低；熔融指数在190℃时提高20％-50％，200℃时提高40％-70％。

2、本发明表面光滑度高、木质感强，力学性能高；耐冲击性能提高20％-50％。

3、本发明可广泛用于建筑装饰材料(人造景观，栏杆，广场地板，长椅)、建筑模板、铁路枕木、工业托盘等，具有显著的经济效果和社会意义。

具体实施方式

实施例一：

纳米塑木复合型材生产方法，使用下述重量配比的原料制备型材专用料：

木粉 25-50，氯化石蜡 0.3-0.8，

聚氯乙烯 35-60，环氧大豆油 0.2-0.6，

邻苯二钾酸二辛酯 1.2-2.6，邻苯二钾酸二丁酯 0.4-1.2，

硬脂酸 1-2.5，PE蜡 0.2-0.8，

铅酸脂偶联剂 0.3-1.2，活性轻质碳酸钙 4-15，

硬脂酸钙 0.1-0.6，硬脂酸锌 0.1-0.6，

二盐基亚磷酸铅 0.8-2.5，三盐基硫酸铅 1.5-3，

EBS 0.2-0.8，氯化聚乙烯 3-5，

ACR-401 0.6-1.6，AC发泡剂 0.3-1，

530发泡调节剂 3.5-6；

本实施例中的聚氯乙烯的代号是PVC，邻苯二钾酸二辛酯的代号是DOP，硬脂酸的代号是1801，EBS是N，N’-亚乙基双硬酯酰胺，ACR-401是甲基丙烯酸甲酯共聚物，氯化聚乙烯的代号是CPE，AC发泡剂是偶氮二甲酰胺，活性轻质碳酸钙是纳米级的细粉。本实施例的重量单位采用千克。本实施例的原料配比可以在上述取值范围灵活确定。

D、按照重量配比称取粉态聚氯乙烯，并将其投入到高温混合机中，加热升温到85℃或者≤85℃，停止加热；

H、当所述高温混合机中的反应温度达到115℃-120℃时，停止搅拌处理，使用造粒机制得型材专用料；最佳反应温度是120℃。

I、将所述的型材专用料使用注塑机及模具挤出成型。

本实施例中所使用的设备：高温混合机、冷混处理机、注塑机及成型模具都是常规的设备，在此不作描述。

本发明是在PVC塑料颗粒原料中添加一定比例的含有木质纤维填料(木粉)和各种加工助剂，通过高温混合机混合后，利用专用设备和模具可制成各种形状、具有天然木材料特征的室内装饰材料制品，采用挤出微发泡法工艺，具有比重轻、成本低、效率高、耗时短和可实现自动连续生产，长度任意裁定等优点；可根据不同原料和颜色生产出不同等级、不同规格、不同颜色的制品。使木粉能与PVC树脂很好的结合，达到最佳结合界面。使用的原料和生产过程不需要胶水粘合，是一种零甲醛释放，百分之百可以回收利用的全新绿色环保复合装饰材料

本发明制备的型材，是经过高分子改性，用配混、挤出设备加工制成的复合材料。该材料具有天然木材的外观，似木优于木，绿色环保无甲醛释放，不腐烂、不变形、拒虫害、防火性能好，不龟裂、无需维护，可锯、可粘、可钉、可刨、可上漆等优点。不但兼备有天然的木材和塑料的特性，而且根据要求可以提供多种颜色和规格供选择。可广泛应用在室内装饰、建筑建材、户外景观、工业包装、汽车轮船内饰、化工、海洋防腐、家用电器及日常生活用品等领域，如；工业托盘，仓库垫板，车厢底板，仓库货架，木栏杆，沙滩椅，地板等，替代塑料、木材和钢材，有着独特和广泛的用途。

本发明所使用的木粉为木本纤维和草本纤维，其中，木本纤维诸如锯末、刨花、木屑、竹屑以及椰壳等；草本纤维如麦草、棉秸、麻秆、糠、大豆皮、花生壳、棉秸秆、葵花秆、甘蔗渣等，均为废弃的低价值自然资源，经过筛选、粉碎、研磨和处理后，即成为塑木的木质原料。

实施例二：

本实施例是在实施例一基础上的改进，改进内容是原料配比，制备步骤与实施例一基本相同，使用下述重量配比的原料制备型材专用料：

木粉 40，氯化石蜡 0.55，

聚氯乙烯 47，环氧大豆油 0.6，

邻苯二钾酸二辛酯 1.9，邻苯二钾酸二丁酯 0.8，

硬脂酸 1.75，PE蜡 0.5，

铅酸脂偶联剂 0.9，活性轻质碳酸钙 9.5，

硬脂酸钙 0.35，硬脂酸锌 0.35，

二盐基亚磷酸铅 1.65，三盐基硫酸铅 2.25，

EBS 0.5，氯化聚乙烯 4，

ACR-401 1.1，AC发泡剂 0.65，

530发泡调节剂 4.75。

实施例三：

本实施是在实施例一的基础上的改进，改进的内容是变换了原料种类，使用下述重量配比的原料制备型材专用料：

木粉 40-80，PE蜡 0.8-2，

高压聚乙烯 30-60，马来酸酐 1.5-5，

低压聚乙烯 25-55，石蜡 0.2-0.85，

铝酸酯偶联剂 0.3-0.85，硬脂酸 1.5-3；

本实施例的重量单位采用千克。本实施例的原料配比可以在上述取值范围灵活确定。

H、将所述的型材专用料使用注塑机及模具挤出成型。

实施例四：

本实施例是在实施例三的基础上的改进，改进内容是原料的配比，使用下述重量配比的原料制备型材专用料：

木粉 60，PE蜡 1.4，

高压聚乙烯 45，马来酸酐 3.2，

低压聚乙烯 40，石蜡 0.52，

铝酸酯偶联剂 0.57，硬脂酸 2.2。

Claims

1、一种纳米塑木复合型材生产方法，其特征在于：使用下述重量配比的原料制备型材专用料：

木粉 25-50 ，氯化石蜡 0.3-0.8，

聚氯乙烯 35-60 ，环氧大豆油 0.2-0.6，

邻苯二钾酸二辛酯 1.2-2.6，邻苯二钾酸二丁酯 0.4-1.2，

硬脂酸 1-2.5 ， PE蜡 0.2-0.8，

铅酸脂偶联剂 0.3-1.2，活性轻质碳酸钙 4-15，

硬脂酸钙 0.1-0.6，硬脂酸锌 0.1-0.6，

二盐基亚磷酸铅 0.8-2.5，三盐基硫酸铅 1.5-3，

EBS 0.2-0.8，氯化聚乙烯 3-5，

ACR-401 0.6-1.6， AC发泡剂 0.3-1，

530发泡调节剂 3.5-6 ；

I、将所述的型材专用料使用注塑机及模具挤出成型。

2、根据权利要求1所述的纳米塑木复合型材生产方法，其特征在于：使用下述重量配比的原料制备型材专用料：

木粉 40 ，氯化石蜡 0.55，

聚氯乙烯 47 ，环氧大豆油 0.6，

邻苯二钾酸二辛酯 1.9 ，邻苯二钾酸二丁酯 0.8，

硬脂酸 1.75， PE蜡 0.5，

铅酸脂偶联剂 0.9 ，活性轻质碳酸钙 9.5，

硬脂酸钙 0.35，硬脂酸锌 0.35，

二盐基亚磷酸铅 1.65，三盐基硫酸铅 2.25，

EBS 0.5 ，氯化聚乙烯 4，

ACR-401 1.1 ， AC发泡剂 0.65，

530发泡调节剂 4.75。

3、一种纳米塑木复合型材生产方法，其特征在于：使用下述重量配比的原料制备型材专用料：

木粉 40-80 ， PE蜡 0.8-2，

高压聚乙烯 30-60 ，马来酸酐 1.5-5，

低压聚乙烯 25-55 ，石蜡 0.2-0.85，

铝酸酯偶联剂 0.3-0.85，硬脂酸 1.5-3；

H、将所述的型材专用料使用注塑机及模具挤出成型。

4、根据权利要求3所述的塑木复合型材生产方法，其特征在于：使用下述重量配比的原料制备型材专用料：

木粉 60 ， PE蜡 1.4，

高压聚乙烯 45 ，马来酸酐 3.2，

低压聚乙烯 40 ，石蜡 0.52，

铝酸酯偶联剂 0.57，硬脂酸 2.2。