CN103436041A

CN103436041A - 聚丙烯塑木及其生产工艺

Info

Publication number: CN103436041A
Application number: CN2013103163735A
Authority: CN
Inventors: 林言逹
Original assignee: DONGGUAN LI FENG WOOD AND PLASTICS COMPOSITES Ltd
Current assignee: DONGGUAN LI FENG WOOD AND PLASTICS COMPOSITES Ltd
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明公开了一种聚丙烯塑木，其包括原料包括有木粉、聚丙烯、木粉、碳酸钙、滑石粉、铝钛偶联剂、PE蜡、硬脂酸、抗氧剂1010、抗氧剂168和颜色添加剂；还公开了一种制作该聚丙烯塑木的方法；本发明提供聚丙烯塑木的配方设计独特、合理，在保证维持PP塑木成型质量的前提下，保留了PP的原有强度特性，而且大大提升了生产效率，相比传统的PP配方工艺，有显着的特破性的改善和提高，是技术上的一种革新。本发明提供的生产工艺的工艺简易、易于实现，生产效率高，大大生产周期，有效提高施工效率，节省大量人工，且制得的聚丙烯塑木质量好，环保、低炭及耐用，利于广泛推广应用。

Description

聚丙烯塑木及其生产工艺

技术领域

本发明属于聚丙烯塑木技术领域，具体涉及一种聚丙烯塑木及其生产工艺。

背景技术

塑木（Wood-Plastic Composites,WPC），是世界各国近年蓬勃兴起的新型复合材料，基本是指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过35%-70%以上的木粉、稻壳、秸杆等废植物纤维混合，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。

塑木材料在国内开始研发和生产，已有十来年历史，最初采用PVC塑料与木粉等植物纤维进行加工，在加入发泡剂和其它助剂后，生产出表面具有木纹效果的PVC塑木材料。发泡PVC塑木材料具有防水、防腐、防白蚁的功能，但是在户外使用会严重褪色、收缩、起翘变形，所以通常只用作室内装饰材料。

继PVC塑木之后，国内研发出了PE塑木材料的生产工艺并投入生产。PE塑木可以适应户外的使用条件，在户外不易褪色、不龟裂、不收缩，同时也有防水、防腐、防白蚁的功能。但是在许多工程的实际应用中，不少PE塑木材料出现起翘变形和容易损坏等现象。

PP塑木从外观和使用方式都类似于PE塑木，但性能上有更高的参数。PP塑料的力学强度和使用温度都高于PE塑料，与木粉等植物纤维结合成为塑木材料后，这些性能仍然得到继承，即PP塑木的力学强度和使用温度都高于PE塑木。因此，在国外塑木材料技术水平比较高的国家，已经开始大范围的推广PP塑木材料。

目前国内生产塑木复合材料的工厂已接近1000家，其中95%以上的厂家生产的是PE塑木或PVC塑木，而生产PP塑木的厂家寥寥可数。其中很大的原因在于PP塑木的生产工艺技术比PE塑木复杂，生产难度很高，不易成型。

塑木材料的生产，难点在于木粉等植物纤维与塑料之间的结合。植物纤维的表面是极性的，塑料表面是非极性的，根据相似兼容原理，两种材料是不相容的，即单纯的将两种材料混合在一些，经高温熔化，两种材料是不会结合在一起的，表现在生产上，就是不能成型。为了使木粉和塑料能够结合，通常加入一定量的润滑剂和相容剂对木粉进行表面处理，改善其与塑料的结合能力。

从一些报道中了解到，国内有的PE塑木的生产厂家，使用马来酸酐枝接PE（MA-PE）作为相容剂来生产PE塑木，成型效果很好。因此，一些厂家尝试使用马来酸酐枝接PP（MA-PP）作为相容剂生产PP塑木。经过努力，有的厂家实现了PP塑木的生产。但是，此配方并没有改善PP塑木的成型性能，通常塑木材料采用挤出成型的方式生产，其挤出速度只能达到PE塑木挤出速度的50%-60%。低生产效率导致高生产成本，这不利于企业的经营和产品的推广。

国内有的厂家采用加入一定比例PE塑料的方式来改进PP塑木生产工艺。PE塑料的加入，在一定程度上改善了PP塑木的成型性能，使得PP塑木的成型速度得以提高。不过此类塑木中，PE塑料的加入量超过总塑料含量的30%，其实应该称为PE+PP塑料合金塑木，其强度和耐热性能比纯PE塑木高，但又低于纯PP塑木。并且，体系中多了一种塑料，助剂的种类成分也要做相应的增加，产品的环保价值也就有所降低。

故研究开发一种在保证维持PP塑木成型质量的前提下，保留了PP的原有强度特性，而且生产速度快，有效提升生产效率，使工期大大缩短，降低成本的聚丙烯塑木为当世之所需。

发明内容

针对上述的不足，本发明目的之一在于，提供一种环保、低炭、耐用，且易于生产，使工期大大缩短，降低成本的聚丙烯塑木。

本发明目的之二在于，提供一种制作上述聚丙烯塑木的生产工艺，该生产工艺的工艺简易，易于实现，生产效率高，有效提高了生产效率。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是。

一种聚丙烯塑木，其的原料包括以下重量比的组分：

聚丙烯 25～55，

木粉 50～60，

碳酸钙 1.5～3，

滑石粉 0.7～1.5，

铝钛偶联剂 0.6～1.2，

PE蜡 0.2～0.6，

硬脂酸 1.8～2.4，

抗氧剂1010 0.05～0.15，

抗氧剂168 0.15～0.27。

作为本发明的一种改进，其的原料还包括以下重量比的组分：

颜色添加剂 0.07～0.12。

作为本发明的一种改进，所述颜色添加剂为氧化铁颜料、碳黑中之一或两者混合物。

一种制作上述聚丙烯塑木的生产工艺，其包括以下步骤。

（1）预备原料，原料包括以下重量比的组分：

聚丙烯 25～55，

木粉 50～60，

碳酸钙 1.5～3%，

滑石粉 0.7～1.5%，

铝钛偶联剂 0.6～1.2%，

PE蜡 0.2～0.6%，

硬脂酸 1.8～2.4%，

抗氧剂1010 0.05～0.15%，

抗氧剂168 0.15～0.27%。

（2）将木粉加入热混锅中，保持热混锅的温度为100～133度，加热搅拌时间为10～30分钟。

（3）将其余组分加入热混锅，搅拌至均匀混合，制得混合物。

（4）将混合物转移至冷混锅，保持冷混锅的温度为15～30度，冷却搅拌时间为1～15分钟。

（5）将冷却后的混合物加入造粒机，经造粒机制成聚丙烯塑木颗粒。

作为本发明的一种改进，其还包括以下步骤：（6）将聚丙烯塑木颗粒加入挤出机，经该挤出机与其上的模具相配合制出各种形状、规格的聚丙烯塑型材制品。

颜色添加剂 0.07～0.12。

作为本发明的一种改进，所述步骤（2）中的热混锅的温度为105～130度，加热搅拌时间为17～23分钟，搅拌转速为230～320转/分。

作为本发明的一种改进，所述步骤（3）中的搅拌时间为8～15分钟, 搅拌转速为230～320转/分。

作为本发明的一种改进，所述步骤（4）将混合物转移至冷混锅，保持冷混锅的温度为22～28度，冷却搅拌时间为3～8分钟, 搅拌转速为100～170转/分。

作为本发明的一种改进，所述造粒机为平行双螺杆造粒机，所述挤出机为锥形双螺杆挤出机。

本发明的有益效果为：本发明提供聚丙烯塑木的配方设计独特、合理，在保证维持PP塑木成型质量的前提下，保留了PP的原有强度特性，而且大大提升了生产效率，相比传统的PP配方工艺，有显着的特破性的改善和提高，是技术上的一种革新。本发明提供的生产工艺的工艺简易、易于实现，生产效率高，大大生产周期，有效提高施工效率，节省大量人工，且制得的聚丙烯塑木质量好，环保、低炭及耐用，利于广泛推广应用。

下面结合实施例，对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例1：本实施例提供的一种聚丙烯塑木，其的原料包括以下重量比的组分。

聚丙烯 25，

木粉 54，

碳酸钙 3，

滑石粉 0.7，

铝钛偶联剂 1，

PE蜡 2.4，

硬脂酸 1.8，

抗氧剂1010 1.1，

抗氧剂168 0.27，

颜色添加剂 0.07。

所述颜色添加剂为氧化铁颜料、碳黑中之一或两者混合物。另外，还可以根据所需产品颜色适量添加其它颜色添加剂。

本发明提供聚丙烯塑木的配方设计独特、合理，在保证维持PP塑木成型质量的前提下，保留了PP的原有强度特性，而且大大提升了生产效率，相比传统的PP配方工艺，有显着的特破性的改善和提高。

一种制作上述聚丙烯塑木的生产工艺，其包括以下步骤。

（1）预备原料，原料包括以下重量比的组分：

聚丙烯 25，

木粉 54，

碳酸钙 3，

滑石粉 0.7，

铝钛偶联剂 1，

PE蜡 2.4，

硬脂酸 1.8，

抗氧剂1010 1.1，

抗氧剂168 0.27，

颜色添加剂 0.07。

（2）将木粉加入热混锅中，保持热混锅的温度为100～133度，加热搅拌时间为10～30分钟；所述步骤（2）中的热混锅的温度优选为105～130度，加热搅拌时间为优选17～23分钟，搅拌转速优选为230～320转/分。

（3）将其余组分加入热混锅，即将聚丙烯、木粉、碳酸钙、滑石粉、铝钛偶联剂、PE蜡、硬脂酸、抗氧剂1010、抗氧剂168和颜色添加剂加入热混锅，搅拌至均匀混合，制得混合物；所述步骤（3）中的搅拌时间优选为8～15分钟, 搅拌转速优选为230～320转/分。

（4）将混合物转移至冷混锅，保持冷混锅的温度为15～30度，冷却搅拌时间为1～15分钟；所述步骤（4）将混合物转移至冷混锅，保持冷混锅的温度优选为22～28度，冷却搅拌时间为3～8分钟, 搅拌转速为100～170转/分。

（5）将冷却后的混合物加入造粒机，经造粒机制成聚丙烯塑木颗粒。所述造粒机优选为平行双螺杆造粒机。

（6）将聚丙烯塑木颗粒加入挤出机，经该挤出机与其上的模具相配合制出各种形状、规格的聚丙烯塑型材制品。所述挤出机优选为锥形双螺杆挤出机。

实施例2：本实施例提供的一种聚丙烯塑木及其生产工艺，其与实施例1基本相同，区别在于原料的各组分的重量比不同，其的原料包括以下重量比的组分：

聚丙烯 33，

木粉 60，

碳酸钙 1.5，

滑石粉 1.1，

铝钛偶联剂 1.2，

PE蜡 0.2，

硬脂酸 2.1，

抗氧剂1010 0.15，

抗氧剂168 0.15，

颜色添加剂 0.09。

实施例3：本实施例提供的一种聚丙烯塑木及其生产工艺，其与实施例1基本相同，区别在于原料的各组分的重量比不同，其的原料包括以下重量比的组分：

聚丙烯 55，

木粉 50，

碳酸钙 1.1，

滑石粉 1.5，

铝钛偶联剂 0.6，

PE蜡 0.4，

硬脂酸 2.4，

抗氧剂1010 0.05，

抗氧剂168 0.11，

颜色添加剂 0.12。

实施例4：本实施例提供的一种聚丙烯塑木及其生产工艺，其与实施例1基本相同，区别在于原料的各组分的重量比不同，其的原料包括以下重量比的组分：

聚丙烯 31，

木粉 55，

碳酸钙 2.4，

滑石粉 0.9，

铝钛偶联剂 0.8，

PE蜡 0.5，

硬脂酸 2，

抗氧剂1010 0.09，

抗氧剂168 0.5，

颜色添加剂 0.1。

上述实施例仅为本发明较好的实施方式，本发明不能一一列举出全部的实施方式，凡采用上述实施例之一的技术方案，或根据上述实施例所做的等同变化，均在本发明保护范围内。另外颜色添加剂的颜色种类及配比量可以适应性调整。

本发明的提供的配方及工艺为聚丙烯塑木的生产提供了一种新方法，在保证维持PP塑木成型质量的提前下，保留了PP的原有强度特性，而其生产速度已经可以达到，甚至已经超过一般正常的生产要求，相比前人探索的聚丙烯塑木配方、工艺，有显着的特破性的改善和提高，是技术上的一种革新。对于聚丙烯塑木生产商而言，采用此配方及工艺，将大大提高生产效率和降低成本；对于世界上使用者而言，则多了一种环保、低炭及耐用的建筑材料。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似方法及组分而得到的其它塑木及其生产工艺，均在本发明保护范围内。

Claims

1.一种聚丙烯塑木，其特征在于，其的原料包括以下重量比的组分：

聚丙烯 25～55，

木粉 50～60，

碳酸钙 1.5～3，

滑石粉 0.7～1.5，

铝钛偶联剂 0.6～1.2，

PE蜡 0.2～0.6，

硬脂酸 1.8～2.4，

抗氧剂1010 0.05～0.15，

抗氧剂168 0.15～0.27。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯塑木，其特征在于，其的原料还包括以下重量比的组分：

颜色添加剂 0.07～0.12。

3.根据权利要求2所述的聚丙烯塑木，其特征在于，所述颜色添加剂为氧化铁颜料、碳黑中之一或两者混合物。

4.一种制作权利要求1所述聚丙烯塑木的生产工艺，其特征在于，其包括以下步骤：

（1）预备原料，原料包括以下重量比的组分：

聚丙烯 25～55，

木粉 50～60，

碳酸钙 1.5～3%，

滑石粉 0.7～1.5%，

铝钛偶联剂 0.6～1.2%，

PE蜡 0.2～0.6%，

硬脂酸 1.8～2.4%，

抗氧剂1010 0.05～0.15%，

抗氧剂168 0.15～0.27%；

（2）将木粉加入热混锅中，保持热混锅的温度为100～133度，加热搅拌时间为10～30分钟；

（3）将其余组分加入热混锅，搅拌至均匀混合，制得混合物；

（4）将混合物转移至冷混锅，保持冷混锅的温度为15～30度，冷却搅拌时间为1～15分钟；

5.根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，其还包括以下步骤：

（6）将聚丙烯塑木颗粒加入挤出机，经该挤出机与其上的模具相配合制出各种形状、规格的聚丙烯塑型材制品。

6.根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，其的原料还包括以下重量比的组分：颜色添加剂 0.07～0.12。

7.根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤（2）中的热混锅的温度为105～130度，加热搅拌时间为17～23分钟，搅拌转速为230～320转/分。

8.根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）中的搅拌时间为8～15分钟, 搅拌转速为230～320转/分。

9. 根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤（4）将混合物转移至冷混锅，保持冷混锅的温度为22～28度，冷却搅拌时间为3～8分钟, 搅拌转速为100～170转/分。

10.根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，所述造粒机为平行双螺杆造粒机，所述挤出机为锥形双螺杆挤出机。