CN102516788B - 一种可涂饰木塑家具用材料 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种可涂饰木塑家具用材料，包括树脂混合物和增容剂，树脂混合物由树脂和预处理的木粉组成，制备方法包括以下步骤：大分子增容剂的制备：将严格干燥过的纤维素和ε-己内酯置于三口烧瓶中，然后减压、通N2，反复操作，在氮气保护下搅拌，加入引发剂，在微波反应仪中辐照反应一定时间后以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、过滤、干燥，得固体粗产物——聚己内酯-纤维素共聚物。共混材料的制备：将树脂混合物与增容剂等加入混料锅进行共混，均匀后进行挤出造粒，得到粒子与其它助剂进行共混再次挤出造粒，粒子通过包覆共挤、模内注塑、模压工艺所得到的家具产品可进行油漆涂饰。优点：环保、成本低、综合性能好、性能稳定具有较高的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种可涂饰木塑家具用材料，尤其涉及一种通过包覆共挤、模内注塑等工艺制备的可涂饰家具用木塑复合材料。属于高分子复合材料技术领域。
背景技术
现有的家具除部分是以木塑材料为原材料外，大部分是以木材、金属为原材料。市场上现有的木塑材料一是漆膜附着力偏低,二时造型自由度低。而传统的木制家具不足存在以下几个方面。其一，环境问题日益受到社会的关注，大量树木的砍伐势必对环境产生重大的影响，导致木材价格上升，产品成本增加。其二木制家具有易裂、不耐虫蛀、龟裂、翘曲、疤结、明显色差等缺陷。其三，木制家具大部分为手工制品，需要大量的人力，生产效率偏低，难以形成大规模的流水生产。金属材料制作的家具虽然具有很好的物理性能，但其加工有一定的难度，且成本较高，铁制品具有易生锈腐蚀的特点。
发明内容
本发明提出的是一种可涂饰木塑家具用材料，其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，具有可曲线造型和圆滑转折，提高造型自由度。可进行油漆涂饰。
本发明的技术解决方案：其特征是包括100份质量的树脂混合物和2~30份质量的增容剂，所述的树脂混合物包括由预处理过的木粉，还包括聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯中的一种，树脂混合物以质量份计：预处理过的木粉为10~80份，聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯为20~90份；所述的增容剂为聚己内酯-纤维素类化合物嵌段共聚物，增容剂的用量为树脂混合物总质量的2~30%；所述的增容剂的合成方法，
1）纤维素类化合物为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素中的任意一种；对其干燥，使含水率6-10%，羟丙基甲基纤维素或羧甲基纤维素为20~60份，聚己内酯为10~40份；
2）将纤维素类化合物中的羟丙基甲基纤维素或羧甲基纤维素和ε-己内酯置于三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，加入引发剂，在微波反应仪中辐照反应后以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥时间24小时，得固体粗产物增容剂；
3）所述的引发剂为四苯基锡、稀土氯化物中的任意一种，引发剂用量占ε-己内酯与纤维素类化合物的总重量的0.5 %~5 %；
4）所述的嵌段共缩聚的条件：A）无氧，B）反应温度为室温，C）微波功率为100~300W，D）反应时间为20~120s；
可涂饰木塑家具用材料的制备方法，将树脂混合物与增容剂加入混料锅进行共混，其温度在130~250℃，共混均匀后用挤出机进行挤出造粒，得到的粒子与润滑剂、碱性粉体进行共混再次挤出造粒，粒子通过包覆共挤、模内注塑、模压工艺，得到可涂饰木塑家具用材料进行油漆涂饰。
本发明的优点；1）增容剂的使用可以改善有效改善油漆涂料与木塑材料间的表面极性差异，提高漆膜附着力，使漆膜饱满有光泽。本发明合成的聚己内酯-纤维素类化合物的嵌段共聚物进行增容属于非反应型增容手段，即依靠在其大分子结构中同时含有与共混组分相同的高分子链段，因而可以在两相界面处起到乳化作用或偶联作用。
2）物理力学性质是：邵氏硬度D/15:61，密度1.233g/cm3，悬臂梁缺口冲击强度2.7kJ/m2,弯曲强度26Mpa，弯曲模量>1750Mpa。与传统工艺下的木塑材料相比一是漆膜附着力有所改善；二是解决了成型单一，大部分只能呈现直线状态，几乎没有曲线造型和圆滑的转折，造型自由度低的问题。因此本发明下的木塑代替木材、塑料等制作家具是完全具备可行性。
3）油漆与木塑材料间极性差异较大导致漆膜附着力低，漆膜不饱满，光泽暗淡的问题是可涂饰家具用木塑复合材料面对的一大难关。增容剂的使用可以在阻止分散相凝聚的同时强化组分之间的界面黏结，有效降低油漆与木塑材料间的极性差异。
具体实施方式
实施例1：
一种大分子增容剂聚己内酯-羧甲基纤维素嵌段共聚物的制备方法：将严格干燥（含水率6%）过的羧甲基纤维 15 g和ε-己内酯 70g置于250ml三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，直至物料全部溶解后，加入 2.25g的引发剂四苯基锡，在微波反应仪中以300W功率进行辐照，反应60秒后停止。反应产物以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥24小时，得粗产物。
将塑料、木粉按质量比40:60配好与润滑剂投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与润滑剂0.5%、碱性粉体0.2%进行共混，均匀后再次进行挤出切割造粒。对得到的粒子进行包覆共挤、模内注塑、模压，最后经拼装组合得到木塑家具材料进行油漆涂饰。
实施例2：
将严格干燥（含水率7%）过的羧甲基纤维 20 g和ε-己内酯 90g置于250ml三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，直至物料全部溶解后，加入 1.5g的引发剂稀土氯化物，在微波反应仪中以300W功率进行辐照，反应60秒后停止。反应产物以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥24小时，得粗产物。
将塑料、木粉按质量比50/50配好与润滑剂投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与润滑剂0.7%、碱性粉体0.2%进行共混。均匀后再次进行挤出切割造粒。对得到的粒子进行包覆共挤、模内注塑、模压，最后经拼装组合得到木塑家具材料进行油漆涂饰。
实施例3：
将严格干燥（含水率9%）过的羟乙基纤维素 20 g和ε-己内酯 90g置于250ml三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，直至物料全部溶解后，加入1.5g的引发剂四苯基锡，在微波反应仪中以200W功率进行辐照，反应90秒后停止。反应产物以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥24小时，得粗产物。
将塑料、木粉按质量比60/40配好与润滑剂投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与润滑剂0.7%、碱性粉体0.2%在进行共混。均匀后再次进行挤出切割造粒。对得到的粒子进行包覆共挤、模内注塑、模压，最后经拼装组合得到木塑家具材料进行油漆涂饰。
实施例4：
将严格干燥（含水率9%）过的羟乙基纤维素 25 g和ε-己内酯 100g置于250ml三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，直至物料全部溶解后，加入2g的引发剂四苯基锡，在微波反应仪中以200W功率进行辐照，反应90秒后停止。反应产物以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥24小时，得粗产物。
将塑料、木粉按质量比60/40配好与润滑剂投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与润滑剂0.8%、碱性粉体0.3%进行共混。均匀后再次进行挤出切割造粒。对得到的粒子进行包覆共挤、模内注塑、模压，最后经拼装组合得到木塑家具材料进行油漆涂饰。
实施例5
将严格干燥过（含水率10%）的羟乙基纤维素 25 g和ε-己内酯 100g置于250ml三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，直至物料全部溶解后，加入2g的引发剂四苯基锡，在微波反应仪中以100W功率进行辐照，反应120秒后停止。反应产物以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥24小时，得粗产物。
将塑料、木粉按质量比70/30配好与润滑剂投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与润滑剂0.8%、碱性粉体0.3%进行共混。均匀后再次进行挤出切割造粒。对得到的粒子进行包覆共挤、模内注塑、模压，最后经拼装组合得到木塑家具材料进行油漆涂饰。
实施例6：
将严格干燥（含水率10%）过的羟乙基纤维素 25 g和ε-己内酯 100g置于250ml三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，直至物料全部溶解后，加入2g的引发剂四苯基锡，在微波反应仪中以100W功率进行辐照，反应120秒后停止。反应产物以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥24小时，得粗产物。
将塑料、木粉按质量比80/20配好与润滑剂投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与润滑剂0.8%、碱性粉体0.4%进行共混。均匀后再次进行挤出切割造粒。对得到的粒子进行包覆共挤、模内注塑、模压，最后经拼装组合得到木塑家具材料进行油漆涂饰。
实施例7：
将严格干燥（含水率10%）过的羟丙基甲基纤维素 20 g和ε-己内酯 90g置于250ml三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，直至物料全部溶解后，加入1.5g的引发剂稀土氯化物，在微波反应仪中以250W功率进行辐照，反应80秒后停止。反应产物以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥24小时，得粗产物。
将塑料、木粉按质量比80/20配好与润滑剂投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与润滑剂0.8%、碱性粉体0.3%进行共混，均匀后再次进行挤出切割造粒。对得到的粒子进行注塑、挤出、模压等得到不同的制品，最后经拼装组合得到木塑家具材料进行油漆涂饰。
实施例8
将严格干燥（含水率10%）过的羟丙基甲基纤维素 25 g和ε-己内酯 100g置于250ml三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，直至物料全部溶解后，加入2g的引发剂四苯基锡，在微波反应仪中以250W功率进行辐照，反应80秒后停止。反应产物以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥24小时，得粗产物。
将塑料、木粉按质量比90/10配好与润滑剂投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与润滑剂0.8%、碱性粉体0.3%进行共混。均匀后再次进行挤出切割造粒。对得到的粒子进行包覆共挤、模内注塑、模压，最后经拼装组合得到木塑家具材料进行油漆涂饰。
实施例9：
将严格干燥（含水率10%）过的羟丙基甲基纤维素 25 g和ε-己内酯 100g置于250ml三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，直至物料全部溶解后，加入2g的引发剂四苯基锡，在微波反应仪中以250W功率进行辐照，反应80秒后停止。反应产物以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥24小时，得粗产物。
将塑料、木粉按质量比90/10配好与润滑剂投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与润滑剂1%、碱性粉体0.2%进行共混。均匀后再次进行挤出切割造粒。对得到的粒子进行包覆共挤、模内注塑、模压，最后经拼装组合得到木塑家具材料进行油漆涂饰。
将塑料、木粉、润滑剂按比例配好，投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与表面活性剂、碱性粉体在进行共混其特征是降低木质纤维素本身的酸度避免腐蚀设备。均匀后再次进行挤出切割造粒。对得到的粒子分别进行注塑、挤出、模压等得到不同的制品，其特征是提高产品的造型自由度，避免单一化。制品可进行油漆喷涂处理，其特征是包覆共挤提高漆膜附着力。最后经拼装组合或制作工序得到木塑家具。
本发明在制备大分子增容剂下得到的粒料，进行了正规的检测其测试结果见表1。
本发明在制备的成型木塑材料进行了正规检测，其结果见表2。
本发明制备的木塑喷涂家具比传统的木塑材料制备的家具在漆膜附着力上有所提高，其工艺过程中采用的包覆共挤下百格测试达到4B。
本发明制备的木塑喷涂家具具有较好的造型自由度，通过挤出、注塑、模压等工艺改变了传统木塑材料造型单一的劣势，使得到的家具更具有亲和感和舒适感。
本发明采用的工艺流程下得到的木塑材料在碱性粉体的作用下，降低材料酸度，使材料对设备的腐蚀得到降低。
本发明中获得共混材料具有良好的降解特性，经测定其最终生物分解率可以达到60%以上。
表1 粒料样品机械性能
表2 型材样品机械性能
Claims (1)
1.一种可涂饰木塑家具用材料，其特征是将严格干燥过的含水率10%的羟丙基甲基纤维素 20 g和ε-己内酯 90g置于250mL三口烧瓶中，然后减压至0.2MPa以下、通N2，反复操作3次，在氮气保护下搅拌，直至物料全部溶解后，加入1.5g的引发剂稀土氯化物，在微波反应仪中以250W功率进行辐照，反应80秒后停止；反应产物以氯仿稀释后用无水甲醇沉淀、用滤纸过滤、50度干燥24小时，得增容剂粗产物；将塑料、木粉按质量比80/20配好与润滑剂投入混料锅内进行充分混匀，加入增容剂后经过挤出机，得到的粒料与润滑剂0.8%、碱性粉体0.3%进行共混，均匀后再次进行挤出切割造粒；对得到的粒子进行注塑、挤出、模压得到不同的制品，最后经拼装组合得到木塑家具材料进行油漆涂饰。
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