CN106566274A - 道路指示牌加工用木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents

道路指示牌加工用木塑复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种道路指示牌加工用木塑复合材料及其制备方法，涉及木塑复合材料技术领域，由如下重量份数的原料制成：饮料瓶再生塑料颗粒20‑25份、木粉15‑20份、氯化聚乙烯5‑10份、聚乙烯醇树脂5‑10份、橡胶粉4‑8份、椰糠4‑8份、聚氧化乙烯3‑6份、活性白土3‑6份、大孔吸附树脂2‑4份、颜料2‑4份、十二烷基三甲基氯化铵1‑2份、纳米胶粉1‑2份、氢化棕榈油1‑2份、偏苯三酸酐0.5‑1份、纳米氧化铝0.5‑1份、2‑咪唑烷酮0.5‑1份。本发明木塑复合材料专用于加工制备道路指示牌，加工成型性好，且所制道路指示牌不仅能与反光膜紧密贴合，还使所制道路指示牌具有优异的力学性能、耐磨性、抗冲击性和抗冻融性。

Description

道路指示牌加工用木塑复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及木塑复合材料技术领域，具体涉及一种道路指示牌加工用木塑复合材料及其制备方法。
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、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，主要用于建材、家具、物流包装等行业。
木塑复合材料具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，且握钉力明显优于其他合成材料；木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量，抗压、抗弯曲性能好；木塑复合材料与木材相比，具有良好的耐水性和耐腐蚀性，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀，使用寿命长。木塑复合材料以木质材料和塑料为原料，辅以助剂才能满足使用性能要求。
道路指示牌是显示交通法规及道路信息的图形符号，它可使交通法规得到形象、具体、简明的表达，同时还表达了难以用文字描述的内容，用以管理交通、指示行车方向以保证道路畅通与行车安全的设施。目前，道路指示牌普遍采用合金板制成，并在表面覆上一层反光膜，使其在夜间具有很好的反光效果。采用由木塑复合材料加工成道路指示牌的应用还鲜有报道，主要原因是普通木塑复合材料存在使用寿命短、需要定期维护或更换的问题，增加了成本投入；并且要想在其表面覆盖反光膜，必须使用粘结强度较大的胶粘剂，否则在使用过程中容易出现反光膜起泡或剥离现象，从而影响道路指示牌的正常使用。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种加工成型性好、使用性能优异且使用安全性高的道路指示牌加工用木塑复合材料及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
道路指示牌加工用木塑复合材料，由如下重量份数的原料制成：
饮料瓶再生塑料颗粒20-25份、木粉15-20份、氯化聚乙烯5-10份、聚乙烯醇树脂5-10份、橡胶粉4-8份、椰糠4-8份、聚氧化乙烯3-6份、活性白土3-6份、大孔吸附树脂2-4份、颜料2-4份、十二烷基三甲基氯化铵1-2份、纳米胶粉1-2份、氢化棕榈油1-2份、偏苯三酸酐0.5-1份、纳米氧化铝0.5-1份、2-咪唑烷酮0.5-1份。
所述颜料选自无机颜料或有机颜料。
所述聚氧化乙烯使用前经过改性处理，其改性方法为：将10-15份聚氧化乙烯加入3-5倍重量份水中，充分分散后静置30min，再加热至回流状态保温混合10min，并加入1-2份氢化蓖麻油、0.5-1份泊洛沙姆和0.5-1份纳米氧化锌，继续回流保温混合10min，所得混合物迅速转入0-5℃环境中静置3h，然后加入1-2份松节油、0.5-1份鲸蜡醇和0.5-1份新戊二醇，再次加热至回流状态保温混合10min，保温结束后自然冷却至室温，最后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒即为改性聚氧化乙烯。
聚氧化乙烯经过上述改性，增加其与高分子物质和无机物之间的共混性，促进原料的均匀混合。
所述纳米胶粉由如下重量份数的原料制成：聚氯乙烯糊树脂5-10份、氢化松香季戊四醇酯3-5份、火山灰3-5份、粉末丁腈橡胶2-3份、C9石油树脂2-3份、双丙酮丙烯酰胺1-2份、硫化猪油1-2份、巴西棕榈蜡1-2份、纳米钛白粉0.5-1份、双三氟甲烷磺酰亚胺0.5-1份，其制备方法为：向聚氯乙烯糊树脂中加入氢化松香季戊四醇酯和巴西棕榈蜡，充分混合后利用微波处理器微波处理5min，再加入粉末丁腈橡胶和C9石油树脂，混合均匀后继续微波处理5min，趁热加入双丙酮丙烯酰胺、硫化猪油和双三氟甲烷磺酰亚胺，充分混合后以10℃/min的冷却速度降温，待温度降至5-10℃后保温静置30min，然后加入火山灰和纳米钛白粉，并加热至120-130℃保温混合30min，所得混合物自然冷却至室温，最后转入纳米研磨机中，经充分研磨即得纳米胶粉。
上述纳米胶粉具有优异的吸附性、粘结性和渗透性，不仅利于提高塑料高分子材料和木质纤维素材料的共混，还能增强所制产品的力学性能。
所述微波处理器的工作频率为2450MHz、功率700W。
所述纳米胶粉的粒度为10-15纳米。
道路指示牌加工用木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)向饮料瓶再生塑料颗粒中加入聚乙烯醇树脂和橡胶粉，并加热至120-125℃保温混合15min，再加入颜料和纳米胶粉，继续保温混合5min，即得物料I；
(2)向氯化聚乙烯中加入聚氧化乙烯、氢化棕榈油和纳米氧化铝，并加热至125-130℃保温混合15min，即得物料II；
(3)向木粉中加入椰糠和活性白土，充分混合于55-60℃环境中静置2h，再加热至100-105℃保温混合至含水量低于2％，然后利用超微粉碎机制成粉末，即得物料III；
(4)向物料I中加入物料II、十二烷基三甲基氯化铵、偏苯三酸酐和2-咪唑烷酮，并加热至115-120℃保温混合10min，再趁热加入物料III和大孔吸附树脂，充分混合均匀，即得木塑复合材料。
本发明的有益效果是：本发明以饮料瓶再生塑料颗粒和木粉为主要原料，辅以多种助剂制得木塑复合材料，该木塑复合材料专用于加工制备道路指示牌，加工成型性好，且所制道路指示牌不仅能与反光膜紧密贴合，避免在使用过程中出现起泡和剥离现象；还使所制道路指示牌具有优异的力学性能、耐磨性、抗冲击性和抗冻融性，从而延长装饰板的使用寿命；同时其防火等级和环保等级高，从而提高其使用安全性，增加市场竞争力。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)向25份饮料瓶再生塑料颗粒中加入5份聚乙烯醇树脂和4份橡胶粉，并加热至120-125℃保温混合15min，再加入2份颜料和2份纳米胶粉，继续保温混合5min，即得物料I；
(2)向5份氯化聚乙烯中加入3份聚氧化乙烯、2份氢化棕榈油和0.5份纳米氧化铝，并加热至125-130℃保温混合15min，即得物料II；
(3)向20份木粉中加入5份椰糠和3份活性白土，充分混合于55-60℃环境中静置2h，再加热至100-105℃保温混合至含水量低于2％，然后利用超微粉碎机制成粉末，即得物料III；
(4)向物料I中加入物料II、1份十二烷基三甲基氯化铵、0.5份偏苯三酸酐和0.5份2-咪唑烷酮，并加热至115-120℃保温混合10min，再趁热加入物料III和3份大孔吸附树脂，充分混合均匀，即得木塑复合材料。
纳米胶粉的制备：向10份聚氯乙烯糊树脂中加入3份氢化松香季戊四醇酯和1份巴西棕榈蜡，充分混合后利用微波频率2450MHz、功率700W的微波处理器微波处理5min，再加入2份粉末丁腈橡胶和2份C9石油树脂，混合均匀后继续微波处理5min，趁热加入1份双丙酮丙烯酰胺、1份硫化猪油和0.5份双三氟甲烷磺酰亚胺，充分混合后以10℃/min的冷却速度降温，待温度降至5-10℃后保温静置30min，然后加入5份火山灰和1份纳米钛白粉，并加热至120-130℃保温混合30min，所得混合物自然冷却至室温，最后转入纳米研磨机中，经充分研磨即得粒度10-15纳米的纳米胶粉。
实施例2
(1)向25份饮料瓶再生塑料颗粒中加入5份聚乙烯醇树脂和4份橡胶粉，并加热至120-125℃保温混合15min，再加入2份颜料和2份纳米胶粉，继续保温混合5min，即得物料I；
(2)向5份氯化聚乙烯中加入5份聚氧化乙烯、1份氢化棕榈油和0.5份纳米氧化铝，并加热至125-130℃保温混合15min，即得物料II；
(3)向20份木粉中加入5份椰糠和5份活性白土，充分混合于55-60℃环境中静置2h，再加热至100-105℃保温混合至含水量低于2％，然后利用超微粉碎机制成粉末，即得物料III；
(4)向物料I中加入物料II、1份十二烷基三甲基氯化铵、0.5份偏苯三酸酐和0.5份2-咪唑烷酮，并加热至115-120℃保温混合10min，再趁热加入物料III和4份大孔吸附树脂，充分混合均匀，即得木塑复合材料。
改性聚氧化乙烯的制备：将15份聚氧化乙烯加入5倍重量份水中，充分分散后静置30min，再加热至回流状态保温混合10min，并加入1份氢化蓖麻油、0.5份泊洛沙姆和0.5份纳米氧化锌，继续回流保温混合10min，所得混合物迅速转入0-5℃环境中静置3h，然后加入2份松节油、0.5份鲸蜡醇和0.5份新戊二醇，再次加热至回流状态保温混合10min，保温结束后自然冷却至室温，最后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒即为改性聚氧化乙烯。
纳米胶粉的制备：向10份聚氯乙烯糊树脂中加入3份氢化松香季戊四醇酯和2份巴西棕榈蜡，充分混合后利用微波频率2450MHz、功率700W的微波处理器微波处理5min，再加入2份粉末丁腈橡胶和2份C9石油树脂，混合均匀后继续微波处理5min，趁热加入1份双丙酮丙烯酰胺、1份硫化猪油和0.5份双三氟甲烷磺酰亚胺，充分混合后以10℃/min的冷却速度降温，待温度降至5-10℃后保温静置30min，然后加入3份火山灰和1份纳米钛白粉，并加热至120-130℃保温混合30min，所得混合物自然冷却至室温，最后转入纳米研磨机中，经充分研磨即得粒度10-15纳米的纳米胶粉。
实施例3
(1)向25份饮料瓶再生塑料颗粒中加入8份聚乙烯醇树脂和4份橡胶粉，并加热至120-125℃保温混合15min，再加入3份颜料和2份纳米胶粉，继续保温混合5min，即得物料I；
(2)向5份氯化聚乙烯中加入5份聚氧化乙烯、1份氢化棕榈油和1份纳米氧化铝，并加热至125-130℃保温混合15min，即得物料II；
(3)向20份木粉中加入5份椰糠和3份活性白土，充分混合于55-60℃环境中静置2h，再加热至100-105℃保温混合至含水量低于2％，然后利用超微粉碎机制成粉末，即得物料III；
(4)向物料I中加入物料II、1份十二烷基三甲基氯化铵、0.5份偏苯三酸酐和0.5份2-咪唑烷酮，并加热至115-120℃保温混合10min，再趁热加入物料III和4份大孔吸附树脂，充分混合均匀，即得木塑复合材料。
改性聚氧化乙烯的制备：将15份聚氧化乙烯加入5倍重量份水中，充分分散后静置30min，再加热至回流状态保温混合10min，并加入1份氢化蓖麻油、1份泊洛沙姆和0.5份纳米氧化锌，继续回流保温混合10min，所得混合物迅速转入0-5℃环境中静置3h，然后加入1份松节油、0.5份鲸蜡醇和0.5份新戊二醇，再次加热至回流状态保温混合10min，保温结束后自然冷却至室温，最后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒即为改性聚氧化乙烯。
纳米胶粉的制备：向10份聚氯乙烯糊树脂中加入3份氢化松香季戊四醇酯和1份巴西棕榈蜡，充分混合后利用微波频率2450MHz、功率700W的微波处理器微波处理5min，再加入2份粉末丁腈橡胶和2份C9石油树脂，混合均匀后继续微波处理5min，趁热加入1份双丙酮丙烯酰胺、1份硫化猪油和0.5份双三氟甲烷磺酰亚胺，充分混合后以10℃/min的冷却速度降温，待温度降至5-10℃后保温静置30min，然后加入5份火山灰和0.5份纳米钛白粉，并加热至120-130℃保温混合30min，所得混合物自然冷却至室温，最后转入纳米研磨机中，经充分研磨即得粒度10-15纳米的纳米胶粉。
实施例4
将实施例1、实施例2和实施例3所制木塑复合材料用于加工制备道路指示牌，并对其使用性能进行测定，结果如表1所示。
表1利用所制木塑复合材料加工成道路指示牌的使用性能
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.道路指示牌加工用木塑复合材料，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：
饮料瓶再生塑料颗粒20-25份、木粉15-20份、氯化聚乙烯5-10份、聚乙烯醇树脂5-10份、橡胶粉4-8份、椰糠4-8份、聚氧化乙烯3-6份、活性白土3-6份、大孔吸附树脂2-4份、颜料2-4份、十二烷基三甲基氯化铵1-2份、纳米胶粉1-2份、氢化棕榈油1-2份、偏苯三酸酐0.5-1份、纳米氧化铝0.5-1份、2-咪唑烷酮0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的道路指示牌加工用木塑复合材料，其特征在于：所述颜料选自无机颜料或有机颜料。
3.根据权利要求1所述的道路指示牌加工用木塑复合材料，其特征在于：所述聚氧化乙烯使用前经过改性处理，其改性方法为：将10-15份聚氧化乙烯加入3-5倍重量份水中，充分分散后静置30min，再加热至回流状态保温混合10min，并加入1-2份氢化蓖麻油、0.5-1份泊洛沙姆和0.5-1份纳米氧化锌，继续回流保温混合10min，所得混合物迅速转入0-5℃环境中静置3h，然后加入1-2份松节油、0.5-1份鲸蜡醇和0.5-1份新戊二醇，再次加热至回流状态保温混合10min，保温结束后自然冷却至室温，最后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒即为改性聚氧化乙烯。
4.根据权利要求1所述的道路指示牌加工用木塑复合材料，其特征在于，所述纳米胶粉由如下重量份数的原料制成：聚氯乙烯糊树脂5-10份、氢化松香季戊四醇酯3-5份、火山灰3-5份、粉末丁腈橡胶2-3份、C9石油树脂2-3份、双丙酮丙烯酰胺1-2份、硫化猪油1-2份、巴西棕榈蜡1-2份、纳米钛白粉0.5-1份、双三氟甲烷磺酰亚胺0.5-1份，其制备方法为：向聚氯乙烯糊树脂中加入氢化松香季戊四醇酯和巴西棕榈蜡，充分混合后利用微波处理器微波处理5min，再加入粉末丁腈橡胶和C9石油树脂，混合均匀后继续微波处理5min，趁热加入双丙酮丙烯酰胺、硫化猪油和双三氟甲烷磺酰亚胺，充分混合后以10℃/min的冷却速度降温，待温度降至5-10℃后保温静置30min，然后加入火山灰和纳米钛白粉，并加热至120-130℃保温混合30min，所得混合物自然冷却至室温，最后转入纳米研磨机中，经充分研磨即得纳米胶粉。
5.根据权利要求4所述的道路指示牌加工用木塑复合材料，其特征在于：所述微波处理器的工作频率为2450MHz、功率700W。
6.根据权利要求4所述的道路指示牌加工用木塑复合材料，其特征在于：所述纳米胶粉的粒度为10-15纳米。
7.道路指示牌加工用木塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)向饮料瓶再生塑料颗粒中加入聚乙烯醇树脂和橡胶粉，并加热至120-125℃保温混合15min，再加入颜料和纳米胶粉，继续保温混合5min，即得物料I；
(2)向氯化聚乙烯中加入聚氧化乙烯、氢化棕榈油和纳米氧化铝，并加热至125-130℃保温混合15min，即得物料II；
(3)向木粉中加入椰糠和活性白土，充分混合于55-60℃环境中静置2h，再加热至100-105℃保温混合至含水量低于2％，然后利用超微粉碎机制成粉末，即得物料III；
(4)向物料I中加入物料II、十二烷基三甲基氯化铵、偏苯三酸酐和2-咪唑烷酮，并加热至115-120℃保温混合10min，再趁热加入物料III和大孔吸附树脂，充分混合均匀，即得木塑复合材料。
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