CN107337889A - 轻质装饰亚克力板材及其制备方法 - Google Patents

轻质装饰亚克力板材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种轻质装饰亚克力板材及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)用2‑甲基丁基丙烯酸酯溶解废有机玻璃粉料，得到废有机玻璃溶液；(2)用2‑甲基丁基丙烯酸酯溶解乙烯‑醋酸乙烯共聚物，得到乙烯‑醋酸乙烯共聚物溶液；(3)制备混合浆料；(4)将混合浆料灌入模具中，采用空气浴加热聚合；(5)冷却、脱模，得到轻质装饰亚克力板材。本发明的轻质装饰亚克力板材，利用废弃物制备轻质装饰亚克力板材，减少了环境污染，得到的亚克力板材密度小、光泽度高、硬度大、隔热和阻燃效果好、附加值高，可广泛应用在建筑、家装行业。

Description

轻质装饰亚克力板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合板材领域，具体涉及一种轻质装饰亚克力板材及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的逐步提高，各种各样的装饰材料出现在各大公共场所、豪华酒店、商场家庭等地方。亚克力板材作为一种新型的有机装饰材料逐渐在人们的日常生活中扮演重要的角色，市场上，一般的亚克力板材色彩丰富，种类繁多，但其强度韧性不高，价格昂贵，作为橱柜面板等产品的亚克力板材大多是以大理石为填料，强度很高，但韧性差且笨重。同时这些亚克力板材为易燃产品。
亚克力，又叫PMMA或亚加力，源自英文acrylic(丙烯酸塑料)。化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，是一种开发较早的重要可塑性高分子材料，具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性、易染色、易加工、外观优美，在建筑业中有着广泛的应用。
木屑是木材加工厂的主要废弃物，是由50-55％的纤维素、15-25％的半纤维素和20-30％的木质素作为主要成份构成的天然复合材料。木屑可直接作为燃料，或通过化学处理制造饲料、乙醇、纤维素等化工原料或产品，或直接作为填料生产木质塑料，如SaeedKazemi Najafi等以锯末、木质素、再生HDPE、再生PE为原料生产木塑复合材料；A.B.Moustafa等聚合制备了木屑/PMMA复合材料等。
废有机玻璃作为废塑料中的重要成员之一，可采用机械、裂解、焚化等方式进行回收利用。但是，由于有机玻璃价格昂贵，采用裂解工艺将废有机玻璃转化成甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体回收是最经济的回收方式，废有机玻璃中90％是通过热裂解成MMA单体回收的。据文献报道，废有机玻璃还可溶于有机溶剂，生产粘合剂、亚克力台面等复合材料，在碱性条件下水解为可用于污水处理的聚甲基丙烯酸钠等。虽然废有机玻璃热裂解原料回收普遍，但是能耗高。其溶解回收能耗低，但是溶剂毒性大，环境污染严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种轻质装饰亚克力板材及其制备方法。
一种轻质装饰亚克力板材的制备方法，其包括如下步骤：
(1)用50重量份的2-甲基丁基丙烯酸酯溶解55-65重量份废有机玻璃粉料，得到废有机玻璃溶液；
(2)用50重量份的2-甲基丁基丙烯酸酯溶解5-15重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物，得到乙烯-醋酸乙烯共聚物溶液；
(3)将乙烯-醋酸乙烯共聚物溶液加入到废有机玻璃溶液中混合均匀，然后加入阻燃剂25-35重量份，绝热填料1-10重量份，过氧化二异丙苯0.1-1重量份，木屑粉20-30重量份，粉煤灰15-25重量份，着色剂1-10重量份，二甲基硅油0.5-1重量份，搅拌混合均匀，然后加入无水乙醇1-10重量份搅拌混合均匀，得到混合浆料；
(4)将混合浆料灌入模具中，采用空气浴加热聚合；
(5)冷却、脱模，得到轻质装饰亚克力板材。
优选地，步骤(3)所述阻燃剂为二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝中的一种或多种的混合物。
更优选地，步骤(3)所述阻燃剂由二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝混合而成，所述二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
优选地，步骤(3)所述绝热填料为硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙中的一种或多种的混合物。
更优选地，步骤(3)所述绝热填料由硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙混合而成，所述硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
优选地，步骤(3)所述着色剂选自钛白粉、氧化铁黑、氧化铁红中的一种或多种。
优选地，步骤(4)所述空气浴的温度为80-90℃，加热聚合时间为2-3h。
优选的，所述废有机玻璃粉料为将废旧有机玻璃清洗、干燥、破碎、粉碎、过800目筛后得到的。
优选的，所述的木屑粉是将木屑干燥、粉碎、过400目筛后得到的。
本发明还提供了一种轻质装饰亚克力板材，采用上述方法制备而成。
本发明的轻质装饰亚克力板材，利用废弃物制备轻质装饰亚克力板材，减少了环境污染，得到的亚克力板材密度小、光泽度高、硬度大、隔热和阻燃效果好、附加值高，可广泛应用在建筑、家装行业。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
实施例中各原料介绍：
2-甲基丁基丙烯酸酯，CAS号：44914-03-6。
过氧化二异丙苯，CAS号：80-43-3。
二甲基硅油，CAS号：63148-62-9，采用道康宁型号为PMX-200，1000cs的201甲基硅油。
着色剂采用氧化铁红，CAS号：1332-37-2，上海缘钛化工产品有限公司提供的型号为130的一等品氧化铁红，粒度为325目。
二乙基磷酸铝，CAS号：225789-38-8，粒径20μm。
甲基丙酸基次膦酸铝，参照陈佳等《甲基丙酸基次膦酸铝的合成及性能研究》1.3.1节中所示方法制备，粒径20μm。
2-羧乙基苯基次膦酸铝，参照李道克等《2-羧乙基苯基次膦酸铝的制备及其对pa6阻燃研究》1.3节中所示方法制备，粒径20μm。
硅酸钙，CAS号：1344-95-2，粒径5μm。
硅酸铝，CAS号：12141-46-7，粒径5μm。
磷酸钙，CAS号：10103-46-5，粒径5μm。
乙烯-醋酸乙烯共聚物，CAS号：24937-78-8，采用美国杜邦公司提供的牌号为Elvax 420的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
粉煤灰，采用灵寿县志泰矿产品加工厂提供的一级粉煤灰。
无水乙醇，CAS号：64-17-5。
废有机玻璃粉料为将废旧有机玻璃清洗、干燥、破碎、粉碎、过800目筛后得到的。
木屑粉是将木屑干燥、粉碎、过400目筛后得到的。
实施例1
轻质装饰亚克力板材的制备方法，其包括如下步骤：
(1)用50公斤的2-甲基丁基丙烯酸酯溶解60公斤废有机玻璃粉料，搅拌混合均匀，得到废有机玻璃溶液；
(2)用50公斤的2-甲基丁基丙烯酸酯溶解10公斤乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌混合均匀，得到乙烯-醋酸乙烯共聚物溶液；
(3)将乙烯-醋酸乙烯共聚物溶液加入到废有机玻璃溶液中混合均匀，然后加入阻燃剂27公斤，绝热填料6公斤，过氧化二异丙苯0.6公斤，木屑粉25公斤，粉煤灰20公斤，氧化铁红2公斤，二甲基硅油0.6公斤，搅拌混合均匀，然后加入无水乙醇3公斤搅拌混合均匀，得到混合浆料；
(4)将混合浆料灌入钢模中，通过热压机冷压成型，然后采用空气浴加热聚合，其中所述空气浴的温度为85℃，加热聚合时间为3h；
(5)冷却、脱模，得到轻质装饰亚克力板材。
步骤(3)所述阻燃剂由二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得到。
步骤(3)所述绝热填料为硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得到。
实施例2
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：步骤(3)所述阻燃剂由甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
实施例3
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：步骤(3)所述阻燃剂由二乙基磷酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
实施例4
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：步骤(3)所述阻燃剂由二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
实施例5
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：步骤(3)所述绝热填料为硅酸铝、磷酸钙按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
实施例6
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：步骤(3)所述绝热填料为硅酸钙、磷酸钙按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
实施例7
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：步骤(3)所述绝热填料为硅酸钙、硅酸铝按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。
测试例1
对实施例1-7的轻质装饰亚克力板材进行常规性能测试，测试结果见表1。
表1：轻质装饰亚克力板材常规性能测试表
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝复配)常规性能明显优于实施例2-4(二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝中任意二者复配)。比较实施例1与实施例5-7，实施例1(硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙复配)常规性能明显优于实施例5-7(硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙中任意二者复配)。
测试例2
对实施例1-7的轻质装饰亚克力板材进行阻燃性能测试，极限氧指数采用SH5706型塑料燃烧氧指数测定仪(广州信禾电子设备有限公司)按照GB/T2406-2009的方法进行测试。具体结果见表2。
表2：阻燃性能测试结果表
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝复配)阻燃性能明显优于实施例2-4(二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝中任意二者复配)。比较实施例1与实施例5-7，实施例1(硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙复配)阻燃性能明显优于实施例5-7(硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙中任意二者复配)。
测试例3
对实施例1-7的轻质装饰亚克力板材进行隔热性能测试，按照GB/T10801.1-2002的方法进行测试。具体结果见表3。
表3：隔热性能测试结果表
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝复配)隔热性能明显优于实施例2-4(二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝中任意二者复配)。比较实施例1与实施例5-7，实施例1(硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙复配)隔热性能明显优于实施例5-7(硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙中任意二者复配)。

Claims (8)

1.一种轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)用50重量份的2-甲基丁基丙烯酸酯溶解55-65重量份废有机玻璃粉料，得到废有机玻璃溶液；
(2)用50重量份的2-甲基丁基丙烯酸酯溶解5-15重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物，得到乙烯-醋酸乙烯共聚物溶液；
(3)将乙烯-醋酸乙烯共聚物溶液加入到废有机玻璃溶液中混合均匀，然后加入阻燃剂25-35重量份，绝热填料1-10重量份，过氧化二异丙苯0.1-1重量份，木屑粉20-30重量份，粉煤灰15-25重量份，着色剂1-10重量份，二甲基硅油0.5-1重量份，搅拌混合均匀，然后加入无水乙醇1-10重量份搅拌混合均匀，得到混合浆料；
(4)将混合浆料灌入模具中，采用空气浴加热聚合；
(5)冷却、脱模，得到轻质装饰亚克力板材。
2.如权利要求1所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述阻燃剂为二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝中的一种或多种的混合物。
3.如权利要求2所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述阻燃剂由二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝混合而成，所述二乙基磷酸铝、甲基丙酸基次膦酸铝、2-羧乙基苯基次膦酸铝的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述绝热填料为硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙中的一种或多种的混合物。
5.如权利要求4所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述绝热填料由硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙混合而成，所述硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
6.如权利要求1-3中任一项所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述着色剂选自钛白粉、氧化铁黑、氧化铁红中的一种或多种。
7.如权利要求1-3中任一项所述的轻质装饰亚克力板材的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述空气浴的温度为80-90℃，加热聚合时间为2-3h。
8.一种轻质装饰亚克力板材，其特征在于：采用权利要求1-7中任一项所述方法制备而成。
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