CN102501525A - 一种人造木材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种人造木材及其制造方法。本发明的人造木材其由上表层、中间层和下表层组成，上、表层母料组成以重量百分比计为：二氧化钛，42~60%，PP均聚物35~55%，钛酸酯偶联剂，0.1~1%，聚丙烯腊分散剂，0.1~1%，阻燃剂0~1%，相容剂0~1%，爽滑剂0~1%；中间层母料组成：CaCO340-60%，PP（均聚物）35-55%，钛酸酯偶联剂，0.5~1%，聚丙烯腊分散剂，0.5~1%，发泡剂0.5-1%，阻燃剂0~1%，相容剂0~1%，爽滑剂0~1%；通过三层压延法制备的人造木木材具有耐腐蚀、耐潮湿，防水，防蛀，保温隔热等性能，可以代替传统的木材应用于特殊需求中。
Description
技术领域
本发明涉及一种人造木材及其制造方法。
背景技术
木材是我国民经济发展的重要原材料，上世纪我国靠砍伐森林提供木材原料，供造纸，家具、建筑。随着社会经济的发展，我国已不能靠砍伐森林满足国民经济的需求，大量进口木材也非长远之策；另外传统的木材不具有耐腐蚀、耐潮湿，防水，防蛀，保温隔热等性能，不能满足特殊的需求，人们开始转向人造木材的研发，上一世纪，包括我国在内，主要开发PVC人造木材，PVC即聚氯乙烯是由单体的氯乙烯合成而来，但是PVC的主要缺点是环保性能差，遇热易软化，易分解。分解的气体中有毒成分较多，是其重大的缺陷。目前，人造木材的主要成分为85%的聚苯乙烯废塑料、4%加固剂、滑石粉以及黏合剂等9种添加剂，制成一种仿木材制品，其在外观、强度及耐用性上取得了一定的成效，但是由于其主要采用的聚苯乙烯废塑料，其主要来源与石油资源，不环保也不可再生，并且制成的板材重量较大。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，满足社会经济、生活等多方面的需要，本发明的目的在于一种具有耐腐蚀、耐潮湿，防水，防蛀，保温隔热等性能的人造木材。
本发明的另一目的在于提供一种人造木材的制造方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种人造木材，其由上表层、中间层和下表层组成，其中母料的组成配方如下：
（一）上、表层母料组成及配方以重量百分比计为：
二氧化钛 42~60%
PP均聚物 35~55%
钛酸酯偶联剂 0.1~1%
聚丙烯腊分散剂 0.1~1%
阻燃剂 0 ~1%
相容剂 0~1%
爽滑剂 0 ~1% ；
（二）中间层母料组成及配方以重量百分比计为：
CaCO3 40-60%
PP（均聚物） 35-55%
钛酸酯偶联剂 0.5~1%
聚丙烯腊分散剂 0.5~1%
发泡剂 0.5-1%
阻燃剂 0~1%
相容剂 0~1%
爽滑剂 0~1% ；
上表层母料的重量占母料总重量的3-8%，下表层中母料的重量占母料总重量的3-8%，中间层母料占母料总重量的86-94%。
本发明优选的方案中，所述上、表层母料组成及配方以重量百分比计为：
二氧化钛 50%
PP均聚物 47.2%
钛酸酯偶联剂 0.8%
聚丙烯腊分散剂 0.5%
阻燃剂 0.5%
相容剂 0.5%
爽滑剂 0.5% ；
所述中间层母料组成及配方以重量百分比计为：
CaCO3 50%
PP（均聚物） 47.2%
钛酸酯偶联剂 0.5%
聚丙烯腊分散剂 0.5%
发泡剂 0.5%
阻燃剂 0.3%
相容剂 0.5%
爽滑剂 0.5% 。
本发明优选的方案中，所述上表层母料的重量占母料总重量的5%，下表层母料的重量占母料总重量的5%，中间层中母料占母料总重量的90%。
优选的，所述碳酸钙粉的目数为1500-2500目。
本发明中所述石头纸的厚度为5-30mm。
一种人造木材的制造方法，其包括以下步骤：
（1）上、表层母料的制备：先将混料锅预热，然后加入二氧化钛粉末和PP均聚物，用搅拌器低速搅拌，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、爽滑剂的顺序每隔1-2分钟依次加入到混料锅中，调整搅拌器的转速高速搅拌，之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中造粒，得到上、表层母料；
（2）中间层母料的制备：先将混料锅预热，加入碳酸钙粉末和PP均聚物，用搅拌器低速搅拌，加入发泡剂，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂、爽滑剂的顺序每隔3-5分钟依次加入到混料锅中进行混料并发泡，调整搅拌器的转速高速搅拌，之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中混炼，得到中间层发泡母料；
（3）成型制作：采用三台螺杆挤出机共用一个挤出模头，将上述的表层母料分装入其中两台螺杆挤出机中，将中间层发泡母料通过喂料机送入第三台螺杆挤出机中，同时挤出，挤出之后送入到压延机中进行压延，最后得到成人造木材板成品。
优选的，所述混料锅预热温度为100-110℃；低速搅拌时，搅拌机的转速为80-150r/min，搅拌时间为1-2分钟；高速搅拌时，搅拌机的转速为200-250r/min，搅拌时间为8-10分钟。
本发明优选所述的发泡采用高温发泡或低温发泡，低温发泡时温度设定在130℃-160℃；高温发泡时，温度设定在200℃-230℃。其中发泡剂为微孔发泡剂，选自丁烷、戊烷中的一种。
本发明中，所述的真空捏合机的温度设置为105-110℃，捏合时间为8-10分钟。
为了使母料融体均匀的分布在表层和中层，助力小，没有死角，保证了片材的厚薄均匀度，本发明优选的方案中，所述挤出模头为“T”型挤出模头。其中T型模头的内腔为模头制造厂根据融体流动速率值设计内腔结构模头。
在压延机内，各辊筒之间的距离应与产品片材的厚度相匹配，可略比片材的厚度大但依靠片材的张力压强作用，也可以实现片材的压力减薄，并生产出合符要求的产品。优选的，所述压延机为五辊压延机，各辊筒之间的距离比板材厚度大20-80%。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的人造木材具有耐腐蚀、耐潮湿，防水，防蛀，保温隔热等性能，可以代替传统的木材应用于特殊领域中，满足社会经济、生活多方面的需要；另外本发明的人造木材较低了聚合物的含量，比较环保；由于在配方中加上了阻燃剂，其还具有了防火功能。本发明的人造木材的制备方法整个过程无污染，生产出的板材符合应用的需要，可应用于家具、建筑，等领域。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
一种人造木材的制造方法其包括以下步骤：
（1）上、表层母料的制备：先将混料锅预热100-110℃，然后加入二氧化钛粉末和PP均聚物，用搅拌器低速搅拌3-5分钟，搅拌机的转速为80-150r/min，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂、爽滑剂的顺序每隔1-2分钟依次加入到混料锅中，调整搅拌器的转速高速搅拌8-10分钟，搅拌机的转速为200-250r/min；之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，捏合机的温度设置为105-110℃，捏合时间为8-10分钟，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中混炼造粒，得到表层母料；
（2）中间层母料的制备：先将混料锅预热100-110℃，加入碳酸钙粉末和PP均聚物，用搅拌器低速搅拌，加入发泡剂，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂、爽滑剂的顺序每隔1-2分钟依次加入到混料锅中进行混料并发泡，调整搅拌器的转速高速搅拌8-10分钟，搅拌机的转速为200-250r/min；之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，捏合机的温度设置为105-110℃，捏合时间为8-10分钟，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中混炼造粒，得到中间层发泡母料；
（3）成型制作：采用三台螺杆挤出机共用一个挤出模头，将上述的表层母料分装入其中两台螺杆挤出机中，将中间层发泡母料通过喂料机送入第三台螺杆挤出机中，同时挤出，挤出之后送入到压延机中进行压延，最后得到成人造木材板成品。
其中（一）上、表层母料组成及配方以重量百分比计为：
二氧化钛 42~60%
PP均聚物 35~55%
钛酸酯偶联剂 0.1~1%
聚丙烯腊分散剂 0.1~1%
阻燃剂 0 ~1%
相容剂 0~1%
爽滑剂 0 ~1% ；
（二）中间层母料组成及配方以重量百分比计为：
CaCO3 40-60%
PP（均聚物） 35-55%
钛酸酯偶联剂 0.5~1%
聚丙烯腊分散剂 0.5~1%
发泡剂 0.5-1%
阻燃剂 0~1%
相容剂 0~1%
爽滑剂 0~1% ；
上表层母料的重量占母料总重量的3-8%，下表层中母料的重量占母料总重量的3-8%，中间层母料占母料总重量的86-94%。
下面是具体的实施例。
实施例1
按照上述的方法步骤，其中中间层母料采用高温发泡，发泡温度为200℃-230℃，微孔发泡剂为丁烷；
所述上、表层母料组成及配方以重量百分比计为：
二氧化钛 42%
PP均聚物 55%
钛酸酯偶联剂 1%
聚丙烯腊分散剂 1%
阻燃剂 1%
相容剂 0
爽滑剂 0 ；
所述中间层母料组成及配方以重量百分比计为：
CaCO3 40%
PP（均聚物） 55%
钛酸酯偶联剂 0.5%
聚丙烯腊分散剂 0.5%
发泡剂 1%
阻燃剂 1%
相容剂 1%
爽滑剂 1% ；
上表层母料的重量占母料总重量的3-8%，下表层中母料的重量占母料总重量的3-8%，中间层母料占母料总重量的86-94%。最终得到的人造板的厚度为5-30mm。
实施例2
按照上述的方法步骤，其中中间层母料采用低温发泡，发泡温度为130℃-160℃，微孔发泡剂为丁烷；
所述上、表层母料组成及配方以重量百分比计以重量百分比计：
二氧化钛 50%
PP均聚物 47.2%
钛酸酯偶联剂 0.8%
聚丙烯腊分散剂 0.5%
阻燃剂 0.5%
相容剂 0.5%
爽滑剂 0.5% ；
所述中间层母料组成及配方以重量百分比计为：
CaCO3 50%
PP（均聚物） 47.2%
钛酸酯偶联剂 0.5%
聚丙烯腊分散剂 0.5%
发泡剂 0.5%
阻燃剂 0.3%
相容剂 0.5%
爽滑剂 0.5% ；
其中所述上表层母料的重量占母料总重量的5%，下表层母料的重量占母料总重量的5%，中间层中母料占母料总重量的90%。最终得到的人造板的厚度为5-30mm。
实施例3
按照上述的方法步骤，其中中间层母料采用低温发泡，发泡温度为130℃-160℃，微孔发泡剂为戊烷；
所述上、表层母料组成及配方以重量百分比计为：
二氧化钛 60%
PP均聚物 35%
钛酸酯偶联剂 1%
聚丙烯腊分散剂 1%
阻燃剂 1%
相容剂 1%
爽滑剂 1% ；
所述中间层母料组成及配方以重量百分比计为：
CaCO3 60%
PP（均聚物） 35%
钛酸酯偶联剂 1%
聚丙烯腊分散剂 1%
发泡剂 1%
阻燃剂 1%
相容剂 1
爽滑剂 0 ；
上表层母料的重量占母料总重量的3-8%，下表层中母料的重量占母料总重量的3-8%，中间层母料占母料总重量的86-94%。最终得到的人造板的厚度为5-30mm。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的保护范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所作的任何非实质性的变化及替换，均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1. 一种人造木材，其特征在于：其由上表层、中间层和下表层组成，其中母料的组成配方如下：
（一）上、表层母料组成及配方以重量百分比计为：
二氧化钛 42~60%
PP均聚物 35~55%
钛酸酯偶联剂 0.1~1%
聚丙烯腊分散剂 0.1~1%
阻燃剂 0 ~1%
相容剂 0~1%
爽滑剂 0 ~1% ；
（二）中间层母料组成及配方以重量百分比计为：
CaCO3 40-60%
PP均聚物 35-55%
钛酸酯偶联剂 0.5~1%
聚丙烯腊分散剂 0.5~1%
发泡剂 0.5-1%
阻燃剂 0~1%
相容剂 0~1%
爽滑剂 0~1% ；
上表层母料的重量占母料总重量的3-8%，下表层中母料的重量占母料总重量的3-8%，中间层母料占母料总重量的86-94%。
2. 根据权利要求1所述的人造木材，其特征在于：所述上、表层母料组成及配方以重量百分比计为：
二氧化钛 50%
PP均聚物 47.2%
钛酸酯偶联剂 0.8%
聚丙烯腊分散剂 0.5%
阻燃剂 0.5%
相容剂 0.5%
爽滑剂 0.5% ；
所述中间层母料组成及配方以重量百分比计为：
CaCO3 50%
PP（均聚物） 47.2%
钛酸酯偶联剂 0.5%
聚丙烯腊分散剂 0.5%
发泡剂 0.5%
阻燃剂 0.3%
相容剂 0.5%
爽滑剂 0.5% 。
3. 根据权利要求1或2所述的人造木材，其特征在于：所述上表层母料的重量占母料总重量的5%，下表层母料的重量占母料总重量的5%，中间层中母料占母料总重量的90%。
4. 根据权利要求1或2所述的人造木材，其特征在于：所述碳酸钙粉的目数为1500-2500目。
5. 根据权利要求1或2所述的人造木材，其特征在于：所述石头纸的厚度为5-30mm。
6. 如权利要求1所述人造木材的制造方法，其特征在于：其包括以下步骤：
（1）上、表层母料的制备：先将混料锅预热，然后加入二氧化钛粉末和PP均聚物，用搅拌器低速搅拌，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、爽滑剂的顺序每隔1-2分钟依次加入到混料锅中，调整搅拌器的转速高速搅拌，之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中造粒，得到上、表层母料；
（2）中间层母料的制备：先将混料锅预热，加入碳酸钙粉末和PP均聚物，用搅拌器低速搅拌，加入发泡剂，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂、爽滑剂的顺序每隔3-5分钟依次加入到混料锅中进行混料并发泡，调整搅拌器的转速高速搅拌，之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中混炼，得到中间层发泡母料；
（3）成型制作：采用三台螺杆挤出机共用一个挤出模头，按照权利要求1中的比例将上述的表层母料分装入其中两台螺杆挤出机中，将中间层发泡母料通过喂料机送入第三台螺杆挤出机中，同时挤出，挤出之后送入到压延机中进行压延，最后得到成人造木材板成品。
7. 根据权利要求6所述人造木材的制造方法，其特征在于：所述混料锅预热温度为100-110℃；低速搅拌时，搅拌机的转速为80-150r/min，搅拌时间为1-2分钟；高速搅拌时，搅拌机的转速为200-250r/min，搅拌时间为8-10分钟。
8. 根据权利要求6所述人造木材的制造方法，其特征在于：发泡采用高温发泡或低温发泡，低温发泡时温度设定在130℃-160℃；高温发泡时，温度设定在200℃-230℃。
9. 根据权利要求6所述人造木材的制造方法，其特征在于：所述真空捏合机的温度设置为105-110℃，捏合时间为8-10分钟。
10. 根据权利要求6所述人造木材的制造方法，其特征在于：所述挤出模头为“T”型挤出模头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20140917 Termination date: 20161020 |