CN106366677A - 防腐木塑复合型材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建材技术领域，特别涉及一种防腐木塑复合型材及其制备方法，由以下原料制成:麦秆粉、核桃壳粉、聚氯乙烯、8‑羟基喹啉铜、异噻唑酮、二氯异氰脲酸钠、亚磷酸二正丁酯、二甘醇二苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、乙烯基三氯硅烷、氨基硅烷、1,3‑二甲基‑6‑氨基脲嘧啶、硫醇甲基锡、1‑甲酰基咪唑和二烷基二苯胺。本发明还提供了防腐木塑复合型材的制备方法。本发明的防腐木塑复合型材能够具有持续性防腐功能，且还具有很好的耐磨性，高强度、韧性好的特点，抗弯曲、抗拉伸、抗冲击强度好，无甲醛释放，持久耐用，综合品质高，且生产工艺简单。

Description

防腐木塑复合型材及其制备方法
技术领域
本发明属于建材技术领域，特别涉及一种防腐木塑复合型材及其制备方法。
背景技术
木塑复合型材是一种主要以木材或纤维素为基础材料与塑料制成的复合型材，最主要的用途是替代实体木材在各领域中应用，其中应用最广泛的是在户外建筑产品方面。户外建筑用木质材料比较受关注的性能之一是防腐或耐菌蚀的能力。虽然木塑复合型材中木质纤维被包覆在塑料基体中，相对于天然木材具有较好的抗微生物降解能力，但是由于木质纤维和塑料两者的表面极性差异大，即便在复合加工中添加了相容剂，但型材内部的两相界面上还是有大量的孔隙，其孔隙度通常由所用原材料(主要是纤维素材料)的水分含量和加工条件(如局部过热等)决定。孔隙通常是相互贯通的，木质纤维通过这些孔隙吸收水分和被微生物沾染，进而被微生物降解，微生物在型材内部繁衍生殖，最终导致型材发生结构性破坏。
为了能够提高木塑复合型材的防腐或耐菌蚀能力，国外有采用硼酸锌来作为其防腐剂(United States Patent 7691922)的。硼酸锌相对其他木材用广谱防腐剂(硼酸、硼砂、八硼酸二钠等)而言，具有更为高效的抑制霉菌和真菌生长、抵御外来微生物的侵蚀的效果；为了达到相应的效果，一般添加量在木塑复合型材质量的3％～5％以上。然而，在潮湿和雨季丰富的地区，木塑复合型材内的硼酸锌会发生快速流失，进而影响了其防腐耐菌的持久性，还破坏型材外观，还降低了使用寿命。此外，现有未塑化的极性木质纤维与塑料相容性差，塑料和木质纤维的结合不紧，导致整个材料综合品质下降；使用塑料比例大，木质效果不理想，生产成本偏高，生产成本偏高，环保性能不够理想。
因此，有必要开发一种能够具有持续性防腐功能和持久耐用、综合品质较高的木塑复合型材，以便拓宽木塑复合型材的应用领域和降低受环境影响力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供防腐木塑复合型材，其能够具有持续性防腐功能，且还具有很好的耐磨性，高强度、韧性好的特点，抗弯曲、抗拉伸、抗冲击强度好，无甲醛释放，持久耐用，综合品质高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供防腐木塑复合型材，由以下重量份的原料制成:麦秆粉20～60份，核桃壳粉10～26份，聚氯乙烯20～40份，8-羟基喹啉铜5～12份，异噻唑酮5～10份，二氯异氰脲酸钠3～8份，亚磷酸二正丁酯4～9份，二甘醇二苯甲酸酯3～7份，二丙二醇二苯甲酸酯3～8份，乙烯基三氯硅烷2～7份，氨基硅烷1～5份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶2～8份，硫醇甲基锡3～8份，1-甲酰基咪唑1～5份，二烷基二苯胺1～6份。
优选地，本发明所述的防腐木塑复合型材，由以下重量份的原料制成:麦秆粉40份，核桃壳粉18份，聚氯乙烯30份，8-羟基喹啉铜8份，异噻唑酮8份，二氯异氰脲酸钠5份，亚磷酸二正丁酯6份，二甘醇二苯甲酸酯5份，二丙二醇二苯甲酸酯5份，乙烯基三氯硅烷5份，氨基硅烷3份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶5份，硫醇甲基锡5份，1-甲酰基咪唑3份，二烷基二苯胺3份。
优选地，本发明所述麦秆粉的粒径为120～160目。麦秆粉在这个粒径范围下，木塑型材的拉伸轻度和冲击强度达到最大，力学性能最好。
优选地，本发明所述核桃壳粉的粒径为110～150目。核桃壳粉在这个粒径范围下，木塑型材的木塑型材具有最好耐磨性和抗弯强度，力学性能最好。
本发明还提供防腐木塑复合型材的制备方法，包括以下制备步骤：将麦秆粉和核桃壳粉投入混均机，在80～95℃下加热3～8min，再依次加入硫醇甲基锡、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、亚磷酸二正丁酯、二烷基二苯胺和1-甲酰基咪唑，在100～110rpm转速下，混合10～20min，再升高温度至120～150℃，继续投入8-羟基喹啉铜、二甘醇二苯甲酸酯和乙烯基三氯硅烷，在120～140rpm转速下，混合15～25min，继续升高温度至175～195℃，最后加入二丙二醇二苯甲酸酯、异噻唑酮、二氯异氰脲酸钠、氨基硅烷和聚氯乙烯，在150～190rpm转速下，混合20～40min，冷却至常温，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，成型，即得防腐木塑复合型材。
优选地，本发明制备方法中，在冷却至常温前，在70～90℃下干燥至含水量为1％～3％。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的木塑复合型材具有很好的持续的耐菌蚀和防腐性能，不怕虫蛀、不怕各种腐蚀物质的侵蚀，耐侯耐腐性非常优秀，应用广泛，使用寿命长，经测试，对本发明制备的木塑复合型材进行抗食材性昆虫性能、耐霉菌性能及力学性能的测试，测试结果表明经过6个月户外环境(试验环境湿度72～75％RH，温度25～28℃)试验，本发明的型材表面均没有发生明显的色泽和形貌变化，未发现霉菌斑，并且抗弯强度(按照GB/T9341-2000标准)没有发生明显变化。
2、本发明的木塑复合型材具有很好的力学性能，耐磨性好，具有非常优异的机械性能，抗弯曲、抗拉伸、抗冲击强度好，耐用性能相当实木或木质复合型材的10～12倍，而且木塑复合型材，不易变形，防水防滑，其中抗老化、防水、防潮、防虫、耐磨、抗污、热稳定性等性能均优于现有技术产品，适合工业化生产。。
3、本发明的原料改善植物纤维与塑料相容性，生成了互穿网络结构(IPN)，减弱了植物纤维的极性，塑料和植物纤维的紧密结合，显著提高型材的综合品质，特别是显著降低吸水率，具有良好的耐水性，延长了使用寿命。
4、本发明的制备工艺简单，缩短制备周期，提高经济效益，制备得到的木塑复合型材二次加工性能好，具有可锯、可钉、可钻、可刨等木材加工性能，免刷漆，可以与天然木材相媲美，脚感舒适，生产对木材等级、品质基本无要求，免去了上漆工艺，产品可以完全回收利用，环保效果理想，无甲醛释放。
5、本发明的木塑复合型材还具有较好的航氧化和抗光分解能力，提高木塑复合型材的防老性能，保持产品的强度和色牢度，提高美观性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
防腐木塑复合型材，由以下重量份的原料制成:麦秆粉(粒径为120目)60份，核桃壳粉(粒径为110目)26份，聚氯乙烯20份，8-羟基喹啉铜12份，异噻唑酮5份，二氯异氰脲酸钠8份，亚磷酸二正丁酯4份，二甘醇二苯甲酸酯7份，二丙二醇二苯甲酸酯3份，乙烯基三氯硅烷7份，氨基硅烷1份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶2份，硫醇甲基锡8份，1-甲酰基咪唑1份，二烷基二苯胺1份。
防腐木塑复合型材的制备方法，包括以下制备步骤：将麦秆粉和核桃壳粉投入混均机，在80℃下加热8min，再依次加入硫醇甲基锡、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、亚磷酸二正丁酯、二烷基二苯胺和1-甲酰基咪唑，在100rpm转速下，混合20min，再升高温度至120℃，继续投入8-羟基喹啉铜、二甘醇二苯甲酸酯和乙烯基三氯硅烷，在140rpm转速下，混合15min，继续升高温度至195℃，最后加入二丙二醇二苯甲酸酯、异噻唑酮、二氯异氰脲酸钠、氨基硅烷和聚氯乙烯，在150rpm转速下，混合40min，在70℃下干燥至含水量为3％，冷却至常温，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，成型，即得防腐木塑复合型材。
实施例2
防腐木塑复合型材，由以下重量份的原料制成:麦秆粉(粒径为130目)50份，核桃壳粉(粒径为120目)22份，聚氯乙烯25份，8-羟基喹啉铜10份，异噻唑酮6份，二氯异氰脲酸钠7份，亚磷酸二正丁酯5份，二甘醇二苯甲酸酯6份，二丙二醇二苯甲酸酯4份，乙烯基三氯硅烷6份，氨基硅烷2份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶3份，硫醇甲基锡6份，1-甲酰基咪唑2份，二烷基二苯胺2份。
防腐木塑复合型材的制备方法，包括以下制备步骤：将麦秆粉和核桃壳粉投入混均机，在85℃下加热5min，再依次加入硫醇甲基锡、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、亚磷酸二正丁酯、二烷基二苯胺和1-甲酰基咪唑，在105rpm转速下，混合18min，再升高温度至130℃，继续投入8-羟基喹啉铜、二甘醇二苯甲酸酯和乙烯基三氯硅烷，在135rpm转速下，混合18min，继续升高温度至190℃，最后加入二丙二醇二苯甲酸酯、异噻唑酮、二氯异氰脲酸钠、氨基硅烷和聚氯乙烯，在160rpm转速下，混合35min，在75℃下干燥至含水量为2％，冷却至常温，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，成型，即得防腐木塑复合型材。
实施例3
防腐木塑复合型材，由以下重量份的原料制成:麦秆粉(粒径为140目)40份，核桃壳粉(粒径为130目)18份，聚氯乙烯30份，8-羟基喹啉铜8份，异噻唑酮8份，二氯异氰脲酸钠5份，亚磷酸二正丁酯6份，二甘醇二苯甲酸酯5份，二丙二醇二苯甲酸酯5份，乙烯基三氯硅烷5份，氨基硅烷3份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶5份，硫醇甲基锡5份，1-甲酰基咪唑3份，二烷基二苯胺3份。
防腐木塑复合型材的制备方法，包括以下制备步骤：将麦秆粉和核桃壳粉投入混均机，在90℃下加热6min，再依次加入硫醇甲基锡、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、亚磷酸二正丁酯、二烷基二苯胺和1-甲酰基咪唑，在110rpm转速下，混合15min，再升高温度至135℃，继续投入8-羟基喹啉铜、二甘醇二苯甲酸酯和乙烯基三氯硅烷，在130rpm转速下，混合20min，继续升高温度至185℃，最后加入二丙二醇二苯甲酸酯、异噻唑酮、二氯异氰脲酸钠、氨基硅烷和聚氯乙烯，在170rpm转速下，混合30min，在80℃下干燥至含水量为3％，冷却至常温，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，成型，即得防腐木塑复合型材。
实施例4
防腐木塑复合型材，由以下重量份的原料制成:麦秆粉(粒径为150目)30份，核桃壳粉(粒径为140目)14份，聚氯乙烯35份，8-羟基喹啉铜7份，异噻唑酮8份，二氯异氰脲酸钠4份，亚磷酸二正丁酯7份，二甘醇二苯甲酸酯4份，二丙二醇二苯甲酸酯7份，乙烯基三氯硅烷3份，氨基硅烷4份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶7份，硫醇甲基锡4份，1-甲酰基咪唑4份，二烷基二苯胺5份。
防腐木塑复合型材的制备方法，包括以下制备步骤：将麦秆粉和核桃壳粉投入混均机，在95℃下加热4min，再依次加入硫醇甲基锡、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、亚磷酸二正丁酯、二烷基二苯胺和1-甲酰基咪唑，在100rpm转速下，混合12min，再升高温度至140℃，继续投入8-羟基喹啉铜、二甘醇二苯甲酸酯和乙烯基三氯硅烷，在125rpm转速下，混合22min，继续升高温度至180℃，最后加入二丙二醇二苯甲酸酯、异噻唑酮、二氯异氰脲酸钠、氨基硅烷和聚氯乙烯，在180rpm转速下，混合25min，在85℃下干燥至含水量为1％，冷却至常温，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，成型，即得防腐木塑复合型材。
实施例5
防腐木塑复合型材，由以下重量份的原料制成:麦秆粉(粒径为160目)20份，核桃壳粉(粒径为150目)10份，聚氯乙烯40份，8-羟基喹啉铜5份，异噻唑酮10份，二氯异氰脲酸钠3份，亚磷酸二正丁酯9份，二甘醇二苯甲酸酯3份，二丙二醇二苯甲酸酯8份，乙烯基三氯硅烷2份，氨基硅烷5份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶8份，硫醇甲基锡3份，1-甲酰基咪唑5份，二烷基二苯胺6份。
防腐木塑复合型材的制备方法，包括以下制备步骤：将麦秆粉和核桃壳粉投入混均机，在85℃下加热3min，再依次加入硫醇甲基锡、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、亚磷酸二正丁酯、二烷基二苯胺和1-甲酰基咪唑，在105rpm转速下，混合10min，再升高温度至150℃，继续投入8-羟基喹啉铜、二甘醇二苯甲酸酯和乙烯基三氯硅烷，在120rpm转速下，混合25min，继续升高温度至175℃，最后加入二丙二醇二苯甲酸酯、异噻唑酮、二氯异氰脲酸钠、氨基硅烷和聚氯乙烯，在190rpm转速下，混合20min，在90℃下干燥至含水量为2％，冷却至常温，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，成型，即得防腐木塑复合型材。
试验例
采用GB/T24508-2009测试方法对上述实施例1、实施例3和实施例5所制备的木塑复合型材进行物理性能测试，结果如下表示：

Claims (6)

1.防腐木塑复合型材，其特征在于，由以下重量份的原料制成:麦秆粉20～60份，核桃壳粉10～26份，聚氯乙烯20～40份，8-羟基喹啉铜5～12份，异噻唑酮5～10份，二氯异氰脲酸钠3～8份，亚磷酸二正丁酯4～9份，二甘醇二苯甲酸酯3～7份，二丙二醇二苯甲酸酯3～8份，乙烯基三氯硅烷2～7份，氨基硅烷1～5份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶2～8份，硫醇甲基锡3～8份，1-甲酰基咪唑1～5份，二烷基二苯胺1～6份。
2.根据权利要求1所述的防腐木塑复合型材，其特征在于，由以下重量份的原料制成:麦秆粉40份，核桃壳粉18份，聚氯乙烯30份，8-羟基喹啉铜8份，异噻唑酮8份，二氯异氰脲酸钠5份，亚磷酸二正丁酯6份，二甘醇二苯甲酸酯5份，二丙二醇二苯甲酸酯5份，乙烯基三氯硅烷5份，氨基硅烷3份，1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶5份，硫醇甲基锡5份，1-甲酰基咪唑3份，二烷基二苯胺3份。
3.根据权利要求1或2所述的防腐木塑复合型材，其特征在于：所述麦秆粉的粒径为120～160目。
4.根据权利要求1或2所述的防腐木塑复合型材，其特征在于：所述核桃壳粉的粒径为110～150目。
5.根据权利要求4所述的防腐木塑复合型材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：将麦秆粉和核桃壳粉投入混均机，在80～95℃下加热3～8min，再依次加入硫醇甲基锡、1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶、亚磷酸二正丁酯、二烷基二苯胺和1-甲酰基咪唑，在100～110rpm转速下，混合10～20min，再升高温度至120～150℃，继续投入8-羟基喹啉铜、二甘醇二苯甲酸酯和乙烯基三氯硅烷，在120～140rpm转速下，混合15～25min，继续升高温度至175～195℃，最后加入二丙二醇二苯甲酸酯、异噻唑酮、二氯异氰脲酸钠、氨基硅烷和聚氯乙烯，在150～190rpm转速下，混合20～40min，冷却至常温，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，成型，即得防腐木塑复合型材。
6.根据权利要求5所述的防腐木塑复合型材的制备方法，其特征在于：在冷却至常温前，在70～90℃下干燥至含水量为1％～3％。
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