CN102229729B - 一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材及其制备方法 - Google Patents

一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种木塑复合材料，特别是涉及一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材及其制备方法。本发明采用硅烷偶联剂改性木粉，然后将聚氯乙烯、纳米氧化镁、活性炭、热稳定剂搅拌后造粒，得到改性塑料粒子；再将改性塑料粒子、改性木粉、偶氮二甲酰胺、复合发泡剂、丙烯酸、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂搅匀后，挤出、发泡、定型即得。本发明生产制造方便，和普通塑料板材、石膏板、铝扣板及其他木塑材料相比，具有密度低，重量轻，冲击强度高，成本低，且具有吸附气体的功能等特点，可制作成相框、画框、地脚线、吊扣板等制品，可广泛应用于楼堂馆所、居家办公等诸多场合。

Description

一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种木塑复合材料，特别是涉及一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材及其制备方法。
背景技术
近年来，随着人们环境保护意识的增强，原料来源广泛、环境友好、可再生、可循环使用的木塑复合材料越来越受到人们的重视，应用领域不断扩大，如汽车内饰、复合管材、铁路枕木、车厢箱板、电缆护管、井盖、轿车零部件、托盘、包装箱、铺板、铺梁、露天桌椅、板凳等。木塑型材可以利用一般木工技术来进行操作处理，可以用圆锯进行切割，用钉子或螺丝钉固定，且握钉力明显优于其他合成材料，机械性能优于木质材料；具有热塑性塑料的加工性，挤出、注塑等工艺均可用来成型，且设备磨损小；木塑复合材料可像一般木材一样进行油漆或着色处理，或在配方中加入色素以获得各种颜色，加工后得到型材不需要油漆；制品可压制成企口形、立体图案和其它要求的开头，无需进行复杂的二次加工；重量轻，生产能耗小；不需利用有毒化学物质进行处理，不含甲醛；有木材的外观，比塑料制品高的硬度；木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌，使用寿命长；废弃后可重复使用和回收再利用，而且能够生物降解，有利于环保等诸多优点。但也存在一些明显不足，如密度偏大，价格较高等，因而其使用范围受到了很大的局限。所以，对传统木塑复合材料进行改性，降低其密度、降低其成本就十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材及其制备方法是采取以下方案实现的：
聚氯乙烯塑料粒子    100，改性木粉          30-40，
纳米氧化镁          3-5，活性炭            1-2，
偶氮二甲酰胺        0.4-0.8，复合助发泡剂  1.5-3.5，
丙烯酸              6-8，热稳定剂          4-8，
氯化聚乙烯          2-4，紫外线吸收剂      0.1-0.2，
本发明一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其中所述的改性木粉由木粉与硅烷偶联剂混合，真空干燥制成；所述的硅烷偶联剂采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷；所述的木粉粒径为80-120目。
本发明一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其中所述的纳米氧化镁粒径20-40nm。
本发明一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其中所述的活性炭粉粒径为0.2-0.6mm。
本发明一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其中所述的复合助发泡剂为硬脂酸钙与碳酸氢钠按质量比1∶1复配而成。
本发明一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其中所述的热稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钡按质量比3∶2∶1∶1混合使用。
本发明一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其中所述的紫外线吸收剂为UV531或L770中的一种。
优选，一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子    100，改性木粉           32-38，
纳米氧化镁          3.5-4.5，活性炭         1.2-1.8，
偶氮二甲酰胺        0.5-0.7，复合助发泡剂   2-3，
丙烯酸              6.5-7.5，热稳定剂       5-7，
氯化聚乙烯          2.5-3.5，紫外线吸收剂   0.12-0.18，
更优选，一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子    100，改性木粉           35，
纳米氧化镁          4，活性炭               1.5，
偶氮二甲酰胺        0.6，复合助发泡剂       2.5，
丙烯酸              7，热稳定剂             6，
氯化聚乙烯          3，紫外线吸收剂         0.15，
本发明的一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂与水按重量比1∶1-5混合均匀，其中水为溶剂；
(2)将木粉与稀释的硅烷偶联剂按重量比100∶2-6混合均匀，在40℃-80℃条件下，真空干燥3-6小时，制成改性木粉；
(3)按配方量称取各原料；
(4)将聚氯乙烯塑料粒子、纳米氧化镁、活性炭、热稳定剂置于机械搅拌釜内搅拌4-6分钟，然后挤出造粒，造粒挤出温度为160℃-180℃，得到改性塑料粒子；
(5)将上述改性塑料粒子、改性木粉、偶氮二甲酰胺、复合发泡剂、丙烯酸、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3-5分钟；
(6)混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，经发泡模具发泡并冷却定型，成型可吸附有毒气体的木塑复合材料板材。挤出机机筒温度160℃-180℃，模头温度165℃-175℃。
本发明一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，生产制造方便，传统的塑料生产工艺无需改进即可用于其生产及加工，生产过程中机械化程度较高，所需劳动力较少，生产成本低。可吸附有毒气体的木塑复合材料板材和普通塑料板材相比，密度更低，所用塑料量减小，对环境更加友好，同时可对木粉这种工农业边角料进行废物利用，降低产品原料成本；可吸附有毒气体的木塑复合材料板材和其它木塑复合材料相比，密度更低，重量更轻，冲击强度更高，且具有吸附气体的功能；可吸附有毒气体的木塑复合材料板材和石膏板、铝扣板等其他装饰板材相比，密度更小，重量更轻，成本更低，安装、维护更加方便，同时可吸附氯气、氮氧化物、硫氧化物、甲醛等有毒气体，使室内的空气质量得到改善，给消费者提供了一个绿色、健康、舒适的居住环境。可吸附有毒气体的木塑复合材料板材可广泛应用于楼堂馆所、居家办公等诸多场合，可制作成相框、画框、地脚线、吊扣板等制品。
具体实施方式
以下采用实施例具体说明本发明的一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材及其制备方法。
实施例1
聚氯乙烯塑料粒子        100，改性木粉(100目     35，
纳米氧化镁(30nm)        4，活性炭(0.4mm)        1.5，
偶氮二甲酰胺            0.6，复合助发泡剂       2.5，
丙烯酸                  7，热稳定剂             6，
氯化聚乙烯              3，紫外线吸收剂(UV531)  0.15，
(1)将硅烷偶联剂与水按重量比1∶3混合均匀，其中水为溶剂；
(2)将木粉与稀释的硅烷偶联剂按重量比100∶4混合均匀，在60℃条件下，真空干燥4.5小时，制成改性木粉；
(3)按配方量称取各原料；
(4)将聚氯乙烯塑料粒子、纳米氧化镁、活性炭、热稳定剂置于机械搅拌釜内搅拌5分钟，然后挤出造粒，造粒挤出温度为160℃-180℃，得到改性塑料粒子；
(5)将上述改性塑料粒子、改性木粉、偶氮二甲酰胺、复合发泡剂、丙烯酸、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌4分钟；
(6)混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，经发泡模具发泡并冷却定型，成型可吸附有毒气体的木塑复合材料板材。挤出机机筒温度160℃-180℃，模头温度170℃。
实施例2
聚氯乙烯塑料粒子     100，改性木粉(80目)      30，
纳米氧化镁(20nm)     3，活性炭(0.2mm)         1，
偶氮二甲酰胺         0.4，复合助发泡剂        1.5，
丙烯酸               6，热稳定剂              4，
氯化聚乙烯           2，紫外线吸收剂(L770)    0.1，
(1)将硅烷偶联剂与水按重量比1∶1混合均匀，其中水为溶剂；
(2)将木粉与稀释的硅烷偶联剂按重量比100∶2混合均匀，在40℃条件下，真空干燥3小时，制成改性木粉；
(3)按配方量称取各原料；
(4)将聚氯乙烯塑料粒子、纳米氧化镁、活性炭、热稳定剂置于机械搅拌釜内搅拌4分钟，然后挤出造粒，造粒挤出温度为160℃-175℃，得到改性塑料粒子；
(5)将上述改性塑料粒子、改性木粉、偶氮二甲酰胺、复合发泡剂、丙烯酸、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅3分钟；
(6)混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，经发泡模具发泡并冷却定型，成型可吸附有毒气体的木塑复合材料板材。挤出机机筒温度160℃-175℃，模头温度165℃。
实施例3
聚氯乙烯塑料粒子     100，改性木粉(120目)     40，
纳米氧化镁(40nm)     5，活性炭(0.6mm)         2，
偶氮二甲酰胺         0.8，复合助发泡剂        3.5，
丙烯酸               8，热稳定剂              8，
氯化聚乙烯           4，紫外线吸收剂(UV531)   0.2，
(1)将硅烷偶联剂与水按重量比1∶5混合均匀，其中水为溶剂；
(2)将木粉与稀释的硅烷偶联剂按重量比100∶6混合均匀，在80℃条件下，真空干燥6小时，制成改性木粉；
(3)按配方量称取各原料；
(4)将聚氯乙烯塑料粒子、纳米氧化镁、活性炭、热稳定剂置于机械搅拌釜内搅拌6分钟，然后挤出造粒，造粒挤出温度为165℃-180℃，得到改性塑料粒子；
(5)将上述改性塑料粒子、改性木粉、偶氮二甲酰胺、复合发泡剂、丙烯酸、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌5分钟；
(6)混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，经发泡模具发泡并冷却定型，成型可吸附有毒气体的木塑复合材料板材。挤出机机筒温度170℃-180℃，模头温度175℃。
实施例4
聚氯乙烯塑料粒子     100，改性木粉(100目)    32，
纳米氧化镁(20nm)     4.5，活性炭(0.6mm)      1.2，
偶氮二甲酰胺         0.7，复合助发泡剂       2，
丙烯酸               7.5，热稳定剂           5，
氯化聚乙烯           3.5，紫外线吸收剂(L770) 0.12，
(1)将硅烷偶联剂与水按重量比1∶3混合均匀，其中水为溶剂；
(2)将木粉与稀释的硅烷偶联剂按重量比100∶3混合均匀，在50℃条件下，真空干燥4小时，制成改性木粉；
(3)按配方量称取各原料；
(4)将聚氯乙烯塑料粒子、纳米氧化镁、活性炭、热稳定剂置于机械搅拌釜内搅拌5.5分钟，然后挤出造粒，造粒挤出温度为165℃-170℃，得到改性塑料粒子；
(5)将上述改性塑料粒子、改性木粉、偶氮二甲酰胺、复合发泡剂、丙烯酸、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3.5分钟；
(6)混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，经发泡模具发泡并冷却定型，成型可吸附有毒气体的木塑复合材料板材。挤出机机筒温度160℃-170℃，模头温度165℃。
实施例5
聚氯乙烯塑料粒子     100，改性木粉(80目)     38，
纳米氧化镁(40nm)     3.5，活性炭(0.2mm)      1.8，
偶氮二甲酰胺        0.5，复合助发泡剂        3，
丙烯酸              6.5，热稳定剂            7，
氯化聚乙烯          2.5，紫外线吸收剂(UV531) 0.18，
(1)将硅烷偶联剂与水按重量比1∶3混合均匀，其中水为溶剂；
(2)将木粉与稀释的硅烷偶联剂按重量比100∶4混合均匀，在80℃条件下，真空干燥6小时，制成改性木粉；
(3)按配方量称取各原料；
(4)将聚氯乙烯塑料粒子、纳米氧化镁、活性炭、热稳定剂置于机械搅拌釜内搅拌5分钟，然后挤出造粒，造粒挤出温度为165℃-180℃，得到改性塑料粒子；
(5)将上述改性塑料粒子、改性木粉、偶氮二甲酰胺、复合发泡剂、丙烯酸、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3分钟；
(6)混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，经发泡模具发泡并冷却定型，成型可吸附有毒气体的木塑复合材料板材。挤出机机筒温度160℃-165℃，模头温度175℃。
实施例6
聚氯乙烯塑料粒子    100，改性木粉(120目)     30，
纳米氧化镁(20nm)    3.5，活性炭(0.6mm)       1.5，
偶氮二甲酰胺        0.5，复合助发泡剂        1.5，
丙烯酸              6.5，热稳定剂            6，
氯化聚乙烯2.5，紫外线吸收剂(UV531)           0.1，
(1)将硅烷偶联剂与水按重量比1∶2混合均匀，其中水为溶剂；
(2)将木粉与稀释的硅烷偶联剂按重量比100∶4混合均匀，在40℃条件下，真空干燥6小时，制成改性木粉；
(3)按配方量称取各原料；
(4)将聚氯乙烯塑料粒子、纳米氧化镁、活性炭、热稳定剂置于机械搅拌釜内搅拌6分钟，然后挤出造粒，造粒挤出温度为165℃-175℃，得到改性塑料粒子；
(5)将上述改性塑料粒子、改性木粉、偶氮二甲酰胺、复合发泡剂、丙烯酸、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3分钟；
(6)混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，经发泡模具发泡并冷却定型，成型可吸附有毒气体的木塑复合材料板材。挤出机机筒温度165℃-175℃，模头温度170℃。
实施例7
聚氯乙烯塑料粒子    100，改性木粉(100目)    40，
纳米氧化镁(25nm)    4.2，活性炭(0.3mm)      1.7，
偶氮二甲酰胺        0.65，复合助发泡剂      2.7，
丙烯酸              6.4，热稳定剂           7.5，
氯化聚乙烯          3，紫外线吸收剂(L770)   0.18，
(1)将硅烷偶联剂与水按重量比1∶4混合均匀，其中水为溶剂；
(2)将木粉与稀释的硅烷偶联剂按重量比100∶5混合均匀，在70℃条件下，真空干燥5小时，制成改性木粉；
(3)按配方量称取各原料；
(4)将聚氯乙烯塑料粒子、纳米氧化镁、活性炭、热稳定剂置于机械搅拌釜内搅拌4.5分钟，然后挤出造粒，造粒挤出温度为160℃-180℃，得到改性塑料粒子；
(5)将上述改性塑料粒子、改性木粉、偶氮二甲酰胺、复合发泡剂、丙烯酸、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3分钟；
(6)混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，经发泡模具发泡并冷却定型，成型可吸附有毒气体的木塑复合材料板材。挤出机机筒温度170℃-180℃，模头温度173℃。
以下通过检测证明本发明实施例1的效果，其检测结果如下：
未发泡木塑复合材料板材密度：1.17g/cm3，本发明可吸附有毒气体的木塑复合材料板材密度：0.72g/cm3，密度下降了38.46％；
未发泡木塑复合材料板材冲击强度：5.2kJ/m2，本发明可吸附有毒气体的木塑复合材料板材冲击强度9.0kJ/m2，冲击强度提高了73.08％。
以上结果说明本发明可吸附有毒气体的木塑复合材料板材和普通木塑复合材料板材相比具有更低的密度和更高的冲击强度。

Claims (8)

1.一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子       100，改性木粉             30-40，
纳米氧化镁             3-5，活性炭               1-2，
偶氮二甲酰胺           0.4-0.8，复合助发泡剂     1.5-3.5，
丙烯酸                 6-8，热稳定剂             4-8，
氯化聚乙烯             2-4，紫外线吸收剂         0.1-0.2，
所述的改性木粉由木粉与硅烷偶联剂混合，真空干燥制成；所述的硅烷偶联剂采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷；所述的木粉粒径为80-120目；所述的热稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钡按质量比3∶2∶1∶1混合使用。
2.根据权利要求1所述的一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子          100，改性木粉             32-38，
纳米氧化镁                3.5-4.5，活性炭           1.2-1.8，
偶氮二甲酰胺              0.5-0.7，复合助发泡剂     2-3，
丙烯酸                    6.5-7.5，热稳定剂         5-7，
氯化聚乙烯                2.5-3.5，紫外线吸收剂     0.12-0.18。
3.根据权利要求2所述的可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子              100，改性木粉             35，
纳米氧化镁                    4，活性炭                 1.5，
偶氮二甲酰胺                  0.6，复合助发泡剂         2.5，
丙烯酸                        7，热稳定剂               6，
氯化聚乙烯                    3，紫外线吸收剂           0.15。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其特征在于所述的纳米氧化镁粒径20-40nm。
5.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其特征在于所述的活性炭粉粒径为0.2-0.6mm。
6.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其特征在于所述的复合助发泡剂为硬脂酸钙与碳酸氢钠按质量比1∶1复配而成。
7.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其特征在于所述的紫外线吸收剂为UV531或L770中的一种。
8.根据权利要求1-3任一权利要求所述的可吸附有毒气体的木塑复合材料板材，其特征在于其制备过程为：
(1)将硅烷偶联剂与水按重量比1∶1-5混合均匀，其中水为溶剂；
(2)将木粉与稀释的硅烷偶联剂按重量比100∶2-6混合均匀，在40℃-80℃条件下，真空干燥3-6小时，制成改性木粉；
(3)按配方量称取各原料；
(4)将聚氯乙烯塑料粒子、纳米氧化镁、活性炭、热稳定剂置于机械搅拌釜内搅拌4-6分钟，然后挤出造粒，造粒挤出温度为160℃-180℃，得到改性塑料粒子；
(5)将上述改性塑料粒子、改性木粉、偶氮二甲酰胺、复合助发泡剂、丙烯酸、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3-5分钟；
(6)混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，经发泡模具发泡并冷却定型，成型可吸附有毒气体的木塑复合材料板材；挤出机机筒温度160℃-180℃，模头温度165℃-175℃。
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