CN110643190A - 组合物、基材及制备方法和木塑复合装饰线条 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于制备木塑复合装饰线条基材的组合物，由此组合物制得的木塑复合装饰线条基材及其制备方法，以及包括该基材的木塑复合装饰线条。所述组合物包括以下重量份的组分：塑料基体25‑55份、木粉30‑50份和碳酸钙粉12‑18份，所述塑料基体选自聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。本发明通过使用包括塑料基体、木粉和碳酸钙粉的组合物，改善了塑料材料与植物基材料的交联，降低了复合材料的吸湿性，提高了所形成的木塑复合装饰线条的稳定性，不易发生弯曲和翘曲变形。

Description

组合物、基材及制备方法和木塑复合装饰线条
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种改性木塑复合装饰线条及制备方法。
背景技术
现有实木复合装饰线条一般由多层胶合板、中纤板、木皮组成，此类线条存在以下缺陷：实木复合装饰线条基层多为密度板或多层板或全实木，因使用中受环境湿度的影响，含水率发生较大变化易造成实木复合装饰线条弯曲及翘曲变形，影响生产和使用。同时实木复合装饰线条工艺相对复杂，生产效率较低，制造成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种木塑复合装饰线条，通过塑料基体、木粉和碳酸钙粉按照特定比例混合、挤出成型得到，具有使用寿命长，不受环境湿度影响，且环保的优点。
根据本发明的一个方面，提供一种用于制备木塑复合装饰线条基材的组合物，包括以下重量份的组分：塑料基体25-55份、木粉30-50份和碳酸钙粉12-18 份。
优选地，所述塑料基体可以是聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP) 中的一种或多种。所述塑料基体的数均分子量为5～11万，软化温度为77～90℃，主要作用是粘合塑形。
优选地，所述木粉选自阔叶木粉、针叶木粉、杂木粉、松木粉、稻糠粉、秸秆和花生壳。
优选地，所述组合物还包括以下重量份的助剂：润滑剂0.8-1.2份、增塑剂1.1-4.5份、钛酸酯偶联剂1.5-3份、热稳定剂1.8-2.5份、抗老化剂0.2-0.6份、氯化聚乙烯1-2份、丙烯酸酯抗冲改性剂2-5份中的一种或多种。
上述润滑剂可为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铅、聚酯蜡、乙撑双脂肪酸酰胺、聚乙烯蜡、石蜡、氧化聚乙烯蜡等。
上述增塑剂可选自邻苯二甲酸酯和氯化聚乙烯中一种或两种。优选地，所述增塑剂可为0.1-2.5份的邻苯二甲酸酯和1-2份的氯化聚乙烯。其中，氯化聚乙烯(CPE)的数均分子量为5～25万，含氯量为25～45％，密度为0.93～0.96g/cm3，是木塑复合材料的增塑剂，具有优良的耐候性、耐老化性能及阻燃性能。
上述抗老化剂可为苯并***类紫外线吸收剂(例如UV-P)或二苯甲酮类紫外线吸收剂(UV-531)。
上述抗冲改性剂例如可为丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚物(ACR)、氯化聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、丙烯腈-丁二烯- 苯乙烯共聚物(ABS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等。
上述热稳定剂可为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或多种。
根据需要，上述组合物还可包括其它助剂，例如发泡剂、增韧剂和加工助剂。发泡剂例如可为氧化锌、硬脂酸盐、碳酸盐、磷酸盐等。增韧剂可为SEBS (聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯)。加工助剂可为Struktol 60NSF，浅色脂肪烃树脂混合物或Struktol WB16钙皂和饱和脂肪酸酰胺混合物。
根据本发明的另一个方面，提供一种木塑复合装饰线条基材，由上述组合物挤出形成。
根据本发明的又一个方面，提供一种木塑复合装饰线条，包括上述木塑复合装饰线条基材和覆贴在所述木塑复合装饰线条基材上的木皮。
根据本发明的又一个方面，提供一种木塑复合装饰线条基材的制备方法，包括：
步骤1、将25-55重量份塑料基体、30-50重量份木粉和12-18重量份碳酸钙粉的水分控制在1％以内，在90-100℃下混合制得混料；
步骤6、将所述混料经模塑挤出成型制得所述木塑复合装饰线条基材。
优选地，所述制备方法在步骤1和步骤6之间还依次包括：
步骤2、在步骤1制得的混料中加入1.5-3重量份钛酸酯偶联剂，在113-118℃下混合；
步骤3、在步骤2制得的混料中加入1.8-2.5重量份热稳定剂，在75-85℃下混合；
步骤4、在步骤3制得的混料中加入0.8-1.2重量份润滑剂、1.1-4.5重量份增塑剂、0.2-0.6重量份抗老化剂、2-5重量份抗冲改性剂，在95-100℃下混合；
步骤5、将步骤4制得的混料在122-125℃下进行卸粉，冷却至40-45℃进行造粒或熔融塑化。
本发明采用特定的塑料基体、木粉、助剂混合成新型复合材料，改善塑料基体与植物基材料的交联，最大限度封闭木质材料的亲水性羟基，降低吸湿性，提高木塑复合装饰线条的稳定性，使其不发生弯曲及翘曲变形。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、产品标准化：木塑生产完全依托专业设备及模具，生产的产品能从根本上保证产品的尺寸、外形等精细化要求，可以高效率的生产，降低传统工艺带来的产品尺寸偏差等问题。
2、节约成本：(1)、塑木型材的损耗最低，木塑是型材，可以根据实际需要，生产出规定长度的材料。木材很难做到全尺寸生产；(2)、木塑是一种型材，中空的规格多，节约材料，中空可以减少重量，增加强度，而木材就不能中空； (3)、木塑的使用寿命一般可以达到普通木材的3-4倍；(4)、木塑生产浪费的余料可以百分百的回收利用。
3、环保：现在研究热点主要集中在以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等热塑性塑料和木粉、植物秸杆粉、植物种壳等木质粉料为原料，经挤压、注塑、压制成型所制成的复合材料方面。从生产原料来看，木塑复合材料的原料可采用各种废旧塑料、废木料及农作物的剩余物作为原料。因此木塑复合材料的研制和广泛应用，有助于减缓塑料废弃物的污染，也有助于减少农业废弃物焚烧给环境带来的污染。木塑复合材料的生产和使用，不会向周围环境散发危害人类健康的挥发物，材料本身还可回收利用，是一种全新的绿色环保产品，也是一种生态洁净的复合材料。
4、安全：产品不含苯类物质，甲醛含量低于0.2，低于E0级标准，为欧洲定级环保标准，可循环利用，大大节约了木材使用量，适合可持续发展的国策，并且具有高防火性，能有效阻燃，防火等级达到B1级，遇火自熄，不产生任何有毒气体。
具体实施方式
实施例1
用于制备木塑复合装饰线条基材的组合物由以下重量份的原料组成：聚氯乙烯原料25份、木粉30份、碳酸钙粉12份、润滑剂硬脂酸0.8份、增塑剂邻苯二甲酸酯0.1份、钛酸酯偶联剂异丙基二油酸酰氧基钛酸酯1.5份、热稳定剂硬脂酸钙1.8份、抗老化剂苯并***类紫外线吸收剂UV-P 0.2份、氯化聚乙烯 1份、丙烯酸酯抗冲改性剂(ACR)2份。
上述木粉为阔叶木粉。
改性木塑复合装饰线条的制备方法包括如下步骤：
(1)将填料碳酸钙粉和聚氯乙烯-木粉混料水分控制在1％内，放在混料锅内开始混料，温度为90℃，持续25min后停止混料锅；按照原料配比加入钛酸酯偶联剂，混合温度为113℃，持续3min后停止混合；再加入PVC热稳定剂，温度为80℃；再加入润滑剂及其它助剂成分，混合温度为100℃；再配入PVC 质量4％的加工助剂Struktol 60NSF、PVC质量2％的发泡剂氧化锌，在温度 120℃下进行卸粉，料粉在冷拌桶冷却到40℃就可造粒或加入双螺杆中熔融塑化。
(2)经过机头口模挤出，挤出条件为：料筒温度(Ⅰ段185～180℃，Ⅱ段 175～170℃，Ⅲ段165～160℃，Ⅳ段165～160℃)，过渡段温度165℃，机头温度 170～165℃，模具温度(Ⅰ段175～165℃，Ⅱ段165～160℃，Ⅲ段160～155℃)，螺杆转速15～20r/min。
(3)将挤出的产品经过定型台定型冷却，冷却后牵引机牵引并传送至操作台锯切，成型为木塑复合基材。
(4)在木塑复合基材表面覆贴天然木皮后进行表面涂饰。
实施例2
用于制备木塑复合装饰线条基材的组合物由以下重量份的原料组成：聚氯乙烯原料55份、木粉50份、碳酸钙粉18份、润滑剂聚乙烯蜡1.2份、增塑剂邻苯二甲酸酯2.5份、钛酸酯偶联剂异丙基二油酸酰氧基钛酸酯3份、热稳定剂硬脂酸锌2.5份、抗老化剂二苯甲酮类紫外线吸收剂UV-531 0.6份、氯化聚乙烯2份、丙烯酸酯抗冲改性剂(ACR)5份。
上述木粉为松木粉。
改性木塑复合装饰线条的制备方法包括如下步骤：
(1)将填料碳酸钙粉和聚氯乙烯-木粉混料水分控制在1％内，放在混料锅内开始混料，温度为97℃，持续33min后停止混料锅；按照原料配比加入钛酸酯偶联剂，混合温度为118℃，持续7min后停止混合；再加入PVC热稳定剂，温度为75℃；再加入润滑剂及其它助剂成分，混合温度为95℃；再配入PVC 质量4％的加工助剂Struktol 60NSF、PVC质量2％的发泡剂碳酸氢钠，在温度 125℃下进行卸粉，料粉在冷拌桶冷却到42℃就可造粒或加入双螺杆中熔融塑化。
(2)经过机头口模挤出，挤出条件：料筒温度(Ⅰ段185～180℃，Ⅱ段 175～170℃，Ⅲ段165～160℃，Ⅳ段165～160℃)，过渡段温度165℃，机头温度 170～165℃，模具温度(Ⅰ段175～165℃，Ⅱ段165～160℃，Ⅲ段160～155℃)，螺杆转速15～20r/min。
(3)将挤出的产品经过定型台定型冷却，冷却后牵引机牵引并传送至操作台锯切，成型为木塑复合基材。
(4)在木塑复合基材表面覆贴天然木皮后进行表面涂饰。
实施例3
用于制备木塑复合装饰线条基材的组合物由以下重量份的原料组成：聚氯乙烯原料30份、木粉37份、碳酸钙粉14份、润滑剂石蜡1.0份、增塑剂邻苯二甲酸酯0.18份、钛酸酯偶联剂异丙基二油酸酰氧基钛酸酯1.8份、热稳定剂硬脂酸钙2.2份、抗老化剂苯并***类紫外线吸收剂UV-P 0.3份、氯化聚乙烯1.6份、丙烯酸酯抗冲改性剂(ACR)3.5份。
上述木粉为杂木粉。
改性木塑复合装饰线条的制备方法包括如下步骤：
(1)将填料碳酸钙粉和聚氯乙烯-木粉混料水分控制在1％内，放在混料锅内开始混料，温度为95℃，持续32min后停止混料锅；按照原料配比加入钛酸酯偶联剂，混合温度为115℃，持续5min后停止混合；再加入PVC热稳定剂，温度为78℃；再加入润滑剂及其它助剂成分，混合温度为92℃；再配入PVC 质量4％的加工助剂Struktol 60NSF、PVC质量2％的发泡剂氧化锌，温度为125℃进行卸粉，粉在冷拌桶冷却到40℃就可造粒或加入双螺杆中熔融塑化。
(2)经过机头口模挤出，挤出条件：料筒温度(Ⅰ段185～180℃，Ⅱ段 175～170℃，Ⅲ段165～160℃，Ⅳ段165～160℃)，过渡段温度165℃，机头温度 170～165℃，模具温度(Ⅰ段175～165℃，Ⅱ段165～160℃，Ⅲ段160～155℃)，螺杆转速15～20r/min。
(3)将挤出的产品经过定型台定型冷却，冷却后牵引机牵引并传送至操作台锯切，成型为木塑复合基材。
(4)在木塑复合基材表面覆贴天然木皮后进行表面涂饰。
性能测试
对根据实施例1至3制得的改性木塑复合装饰线条测定甲醛含量、稳定性和弯曲、翘曲性能，测试过程如下。
甲醛释放量测试参考GB18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》，稳定性测试参考GB/T 19367-2009《人造板的尺寸测定》，弯曲、翘曲性能测试参考GB/T 24137-2009《木塑装饰板》、LY/T 2714-2016《木塑门套线》。
测定得到的结果如下。
相比于现有的实木复合装饰线条，根据实施例1至3的木塑复合装饰线条的基材利用聚氯乙烯、木粉、改性助剂混料成新型复合材料，经一次性连续挤压成型工艺制成，其改善塑料基体与植物基材料的交联，最大限度封闭木质材料的亲水性羟基，降低吸湿性，提高了木塑复合装饰线条基材的静曲强度和弹性模量，从而提高了木塑复合装饰线条的稳定性，使其尺寸稳定，不发生弯曲及翘曲变形。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种用于制备木塑复合装饰线条基材的组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：塑料基体25-55份、木粉30-50份和碳酸钙粉12-18份；所述塑料基体选自聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的用于制备木塑复合装饰线条基材的组合物，所述木粉选自阔叶木粉、针叶木粉、杂木粉、松木粉、稻糠粉、秸秆和花生壳中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的用于制备木塑复合装饰线条基材的组合物，所述组合物还包括以下重量份的助剂：润滑剂0.8-1.2份、增塑剂1.1-4.5份、抗老化剂0.2-0.6份、抗冲改性剂2-5份。
4.根据权利要求3所述的用于制备木塑复合装饰线条基材的组合物，所述助剂还包括钛酸酯偶联剂1.5-3重量份、热稳定剂1.8-2.5重量份。
5.一种木塑复合装饰线条基材，由根据权利要求1至4中任一项所述的组合物挤出形成。
6.一种木塑复合装饰线条，包括权利要求5所述的木塑复合装饰线条基材和覆贴在所述木塑复合装饰线条基材上的木皮。
7.一种木塑复合装饰线条基材的制备方法，包括：
步骤1、将25-55重量份塑料基体、30-50重量份木粉和12-18重量份碳酸钙粉的水分控制在1％以内，在90-100℃下混合制得混料；
步骤6、将所述混料经模塑挤出成型制得所述木塑复合装饰线条基材；
其中，所述塑料基体选自聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的木塑复合装饰线条基材的制备方法，在步骤1和步骤6之间还依次包括：
步骤2、在步骤1制得的混料中加入1.5-3重量份钛酸酯偶联剂，在113-118℃下混合；
步骤3、在步骤2制得的混料中加入1.8-2.5重量份热稳定剂，在75-85℃下混合；
步骤4、在步骤3制得的混料中加入0.8-1.2重量份润滑剂、1.1-4.5重量份增塑剂、0.2-0.6重量份抗老化剂、2-5重量份抗冲改性剂，在95-100℃下混合；
步骤5、将步骤4制得的混料在122-125℃下进行卸粉，冷却至40-45℃进行造粒或熔融塑化。
9.根据权利要求7所述的木塑复合装饰线条基材的制备方法，所述木粉选自阔叶木粉、针叶木粉、杂木粉、松木粉、稻糠粉、秸秆和花生壳中的一种或多种。
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