CN102643556B - 用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材及其制备方法，该复合材料采用木粉和HDPE树脂配以一定比例的表面处理剂、加工助剂、增强剂和相容剂，利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点，于高速混合机中混合后经挤出机造粒得到的复合材料。本发明加工的木塑复合板材具备了塑料、木材、金属等单质材料的优点，作为高档轻型卡车及厢式货车的车厢底板和挡板，替代传统的木板、竹胶合板、钢板，达到防水、防霉、无甲醛、提升整车档次，实现绿色环保、资源循环再利用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域的木塑复合材料及其制备方法，更具体地说涉及一种用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材及其制备方法。
背景技术
目前市面上的高档轻型卡车及厢式货车的车厢底板和挡板一般用竹胶板或者钢板，竹胶板均采用多层1mm厚的薄竹帘浸酚醛树脂后经过高温高压粘合而成，具有幅面大、强度高、成本低等优点。但是也存在以下重要问题：1)竹胶板厚度公差大，由于竹胶合板生产所用的竹帘、竹席是从不同地方、不同农户手中加工而成，每片篾的厚度都有较大的公差；2)胶合强度不够，竹胶合板分层开胶、易损、反复使用率低；3)表面处理时偷工减料以及覆膜所用胶种的差别，导致表面容易被损坏；4)竹胶板如果浸胶不好，容易吸水，导致分层开胶，强度大幅降低。钢板虽然很好用，但是重量重，成本高。
木塑板材是以木屑等初级生物质材料为主原料，利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点，配混一定比例的塑料基料，经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用的环保材料。木塑材料既保持了实木的外观、质感及可钉、可钻、可锯、可刨、可上油漆、可粘接等加工性能，又具有良好的防潮耐水、耐酸碱、抑真菌、抗静电、防虫蛀、尺寸稳定性好，不会产生裂纹、翘曲、无木材节疤等性能，而且木塑产品低碳环保，不含有害化学成分、可100％回收循环利用，充分体现了循环经济和资源利用等可持续发展经济的先进理念。由于兼备木材与塑料的双重特性，塑木材料克服了木质材料吸水率高、易变形开裂、易被虫蛀霉变等缺点，具有机械性能高、防潮、耐酸碱、耐腐蚀、便于清洗等特点。
美国、日本等许多发达国家都对木塑复合材料在理论、生产和应用方面进行了大量的深入研究，有许多家公司生产了高质量的木塑复合材料，如日本以EINWOOD株式会社为代表的木塑研究机构，经过十多年的努力，开发出高品质的木塑材料。
中国专利申请CN101613503A公开了一种耐水木塑复合材料，由1％-65％改性木粉、25％-98％聚烯烃基体和1％-10％相容剂制成，该木塑复合材料吸水率低，但板材强度不佳。中国专利申请CN101698728A公开了一种光亮型可注塑木塑复合材料及制备方法，由再生的PP或HDPE50-70份，木粉30-50份，纳米吸附剂5.0-10.0份，表面活性剂5.0-10.0份，超级润滑剂1.0-2.0份，钛酸酯偶联剂1.0-2.0份，聚乙烯蜡0.5-5.0份，硬脂酸或其盐的用量为2.0-5.0份，分子量在0.5-3.0万的马来酸酐接枝的PE或PP5.0-15份。该木塑材料强度及韧性高可广泛替代塑料，由于其主要成分为木粉及其他助剂成分，强度有限不能代替木板作为汽车挡板。中国专利申请CN1482166A公开了一种木塑复合材料，该木塑复合材料是由热塑性树脂、木粉、助剂相溶剂、改性剂等原料按重量比混合而成，该板材各项机械性能高，但不能防水、防霉，无法作为挡板使用。
因此需要一种强度好，可加工又能防水、防霉、无甲醛，可用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材作为高档轻型卡车及厢式货车的车厢底板和挡板，替代传统的木板、竹胶合板、钢板。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材，使其具备塑料、木材、金属等单质材料的优点，可作为高档轻型卡车及厢式货车的车厢底板和挡板，替代传统的木板、竹胶合板、钢板，达到防水、防霉、无甲醛、提升整车档次，实现绿色环保、资源循环再利用。
本发明的目的在于提供一种用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材，其组分及各组分重量百分比为：木粉45-55％、高密度聚乙烯30-40％、填充剂6-10％、表面处理剂14-23％、加工助剂0.9-2％。
在一个优选的实施方案中，所述用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材，其组分及各组分重量百分比为：木粉45-55％、高密度聚乙烯30-40％、滑石粉6-10％、接枝相容剂6-10％、增强剂6-10％、复合润滑剂2-3％、抗氧剂0.2-0.5％、紫外线吸收剂0.2-0.5％、防霉抗菌剂0.5-1％。
其中，所述木粉的粒度至少为80目，含水率≤10％时就可以使用。
其中，所述高密度聚乙烯为热塑性高密度聚乙烯，可以是回收废旧的热塑性高密度聚乙烯(HDPE)，其灰份≤0.5％。
其中，所述接枝相容剂选自聚烯烃(PE、PP)接枝马来酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚树脂接枝马来酸酐或聚烯烃弹性体POE接枝马来酸酐所得到的接枝共聚物中的一种或两种以上混合的相容剂。
其中，所述的增强剂选自氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)中的一种或两种以上混合。
其中，所述复合润滑剂选自木塑专用润滑处理剂。
其中，所述紫外线吸收剂选自通用名称为BP12、326中的一种或两种混合的紫外线吸收剂。
其中，所述抗氧剂选自通用名称为1010、1076、168或DLTP中的一种或两种以上混合的抗氧剂。
其中，所述防霉抗菌剂选自木塑专用防霉抗菌剂。
一种用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材的制备方法，包括以下步骤：
1)混合：将木粉投入高速混合机中，高速搅拌升温至80-90℃时加入复合润滑剂进行高速混合，升温至105-115℃时加入30-40％的高密度聚乙烯、增强剂、加工助剂、接枝相容剂和填充剂，继续高速混合至120-130℃时下至冷混机冷却；
2)造粒：将混合冷却后的物料通过专用的造粒机在160-190℃预塑化，经过专用的模具、旋转切割成一定直径、长度的粒子。
3)挤出成型：将造好的粒子通过专用的挤出设备在150-180℃的成型工艺下，经过特定端面的模具成型为一定断面的板材。
在一个优选的实施方案中，一种用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材的制备方法，包括以下步骤：
1)混合：将45-55％的木粉投入高速混合机中，高速搅拌升温至80-90℃时加入2-3％的复合润滑剂进行高速混合，升温至105-115℃时加入30-40％的高密度聚乙烯、0.2-0.5％的抗氧剂、0.2-0.5％的紫外线吸收剂、0.5-1％的防霉抗菌剂、6-10％的增强剂、6-10％的接枝相容剂和6-10％的滑石粉填充剂，继续高速混合至120-130℃时下至冷混机冷却；
2)造粒：将混合冷却后的物料通过专用的造粒机在160-190℃预塑化，经过专用的模具、旋转切割成一定直径、长度的粒子。
3)挤出成型：将造好的粒子通过专用的挤出设备在150-180℃的成型工艺下，经过特定端面的模具成型为一定断面的板材。
本领域技术人员所知的是，前述高速混合机混合、冷混机冷却、专用的造粒机预塑化、专用的模具、旋转切割、挤出成型等过程与现有的木塑复合材料加工过程相同，在此不赘述。
根据本发明加工的木塑复合板材(规格为25-250)应用于江淮集团新开发的高档轻型卡车上，作为车厢的底板和挡板，在安徽定远国家汽车试验场经过30000公里的破坏性试验，木塑复合板材没有损伤，基本完好。
根据本发明的木塑复合板材有类似木质的外观，但比木材尺寸稳定性好，无裂纹、翘曲、节疤，硬度比塑料高，物理力学性能好，可使用通用的木工加工方法来进行二次加工，防水、防腐、防虫蛀、耐老化，可重复回收利用，对环境友好。作为高档轻型卡车及厢式货车的车厢底板和挡板，替代传统的木板、竹胶合板、钢板，达到防水、防霉、无甲醛、提升整车档次，实现绿色环保、资源循环再利用。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步展开说明，但需要指出的是，本发明的用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材及其制备方法并不限于这种具体的组分或制备工艺。对于本领域技术人员显然可以理解的是，以下的说明内容即使不做任何调整或修正，也可以直接适用于在此未指明的其他类似的组分和制备工艺。
用于汽车车厢板的新型绿色环保节能木塑复合板材，其组分及各组分重量百分比为：木粉45-55％、高密度聚乙烯30-40％、滑石粉6-10％、接枝相容剂6-10％、增强剂6-10％、复合润滑剂2-3％、抗氧剂0.2-0.5％、紫外线吸收剂0.2-0.5％、防霉抗菌剂0.5-1％。
其制备方法包括以下步骤：1)混合：将45-55％的木粉投入高速混合机中，高速搅拌升温至80-90℃时加入2-3％的复合润滑剂进行高速混合，升温至105-115℃时加入30-40％的高密度聚乙烯、0.2-0.5％的抗氧剂、0.2-0.5％的紫外线吸收剂、0.5-1％的防霉抗菌剂、6-10％的增强剂、6-10％的接枝相容剂和6-10％的滑石粉填充剂，继续高速混合至120-130℃时下至冷混机冷却；2)造粒：将混合冷却后的物料通过专用的造粒机在160-190℃预塑化，经过专用的模具、旋转切割成一定直径、长度的粒子。3)挤出成型：将造好的粒子通过专用的挤出设备在150-180℃的成型工艺下，经过特定端面的模具成型为一定断面的板材。
上述组合物中，所述的接枝相容剂选自聚烯烃(PE、PP)接枝马来酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚树脂接枝马来酸酐以及聚烯烃弹性体POE接枝马来酸酐所得到的接枝共聚物中的一种或两种以上混合相容剂。
所述的抗氧剂选自台湾双键化工有限公司生产的1010、1076、168、DLTP中的一种或两种以上混合抗氧剂；紫外线吸收剂选自台湾双键化工有限公司生产的BP12、326中的一种或两种以上混合紫外线吸收剂。
所述的增强剂选自氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)中的一种或两种以上混合。
所述复合润滑剂选自中塑光禹(北京)化学品科技有限公司生产的木塑专用润滑处理剂，特别是适用于聚氯乙烯及聚烯烃木塑加工的复合改性润滑剂。
所述防霉抗菌剂选自广东迪美生物技术有限公司生产的木塑专用防霉抗菌剂。
实施例1
将木粉(80目)50份投入高速混合机中，高速搅拌升温至80-90℃时加入木塑专用复合润滑剂3份进行高速混合，升温至105-115℃时加入高密度聚乙烯40份、1010抗氧剂0.5份、BP12紫外线吸收剂0.5份、聚烯烃(PE、PP)接枝马来酸酐所得到的接枝共聚物的接枝相容剂8份、木塑专用防霉抗菌剂1份、氯化聚乙烯(CPE)增强剂10份和滑石粉10份，继续高速混合至120-130℃时下至冷混机冷却。将混合冷却后的物料通过专用的造粒机在160-190℃预塑化，经过专用的模具、旋转切割成一定直径、长度的粒子。最后将造好的粒子通过专用的挤出设备在150-180℃的成型工艺下，经过特定端面的模具成型为一定断面的板材。
根据上述步骤加工的木塑复合板材(规格为150)应用于江淮集团新开发的高档轻型卡车上，作为车厢的底板和挡板，在安徽定远国家汽车试验场经过30000公里的破坏性试验，木塑复合板材没有损伤，基本完好。
实施例2
操作同实施例1，取木粉(80目)45份，木塑专用复合润滑剂2.5份，高密度聚乙烯35份，1076抗氧剂0.3份、326紫外线吸收剂0.3份、乙烯-乙酸乙烯共聚树脂接枝马来酸酐所得到的接枝共聚物的接枝相容剂8份、木塑专用防霉抗菌剂0.8份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)增强剂7.6份和滑石粉8份。
根据上述步骤加工的木塑复合板材(规格为250)应用于江淮集团新开发的高档轻型卡车上，作为车厢的底板和挡板，在安徽定远国家汽车试验场经过30000公里的破坏性试验，木塑复合板材没有损伤，基本完好。
实施例3
操作同实施例1，取木粉(80目)40份，木塑专用复合润滑剂2份，高密度聚乙烯30份，DLTP抗氧剂0.2份、326紫外线吸收剂0.2份，聚烯烃弹性体POE接枝马来酸酐所得到的接枝共聚物的接枝相容剂6份、木塑专用防霉抗菌剂0.5份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)增强剂6份和滑石粉7.1份。
根据上述步骤加工的木塑复合板材(规格为50)应用于江淮集团新开发的高档轻型卡车上，作为车厢的底板和挡板，在安徽定远国家汽车试验场经过30000公里的破坏性试验，木塑复合板材没有损伤，基本完好。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于汽车车厢板的绿色环保节能木塑复合板材，其组分及各组分重量百分比为：木粉45-55％、高密度聚乙烯30-40％、填充剂6-10％、表面处理剂14-23％、加工助剂0.9-2％；
所述木粉的粒度至少为80目，且含水率≤10％；所述高密度聚乙烯为热塑性高密度聚乙烯，其灰份≤0.5％；
所述填充剂为滑石粉；
所述表面处理剂为接枝相容剂、增强剂和复合润滑剂，且在复合材料中组分重量百分比为接枝相容剂6-10％、增强剂6-10％、复合润滑剂2-3％；所述接枝相容剂选自聚烯烃接枝马来酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚树脂接枝马来酸酐或聚烯烃弹性体POE接枝马来酸酐所得到的接枝共聚物中的一种或两种以上混合的相容剂；所述增强剂选自氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或两种以上混合；所述复合润滑剂选自木塑专用润滑处理剂；
所述加工助剂为抗氧剂、紫外线吸收剂和防霉抗菌剂，且在复合材料中组分重量百分比为抗氧剂0.2-0.5％、紫外线吸收剂0.2-0.5％、防霉抗菌剂0.5-1％。
2.根据权利要求1所述的木塑复合板材，其特征在于所述紫外线吸收剂选自通用名称为BP12、326中的一种或两种混合的紫外线吸收剂。
3.根据权利要求1所述的木塑复合板材，其特征在于所述抗氧剂选自通用名称为1010、1076、168或DLTP中的一种或两种以上混合的抗氧剂。
4.根据权利要求1所述的木塑复合板材，其特征在于所述防霉抗菌剂选自木塑专用防霉抗菌剂。
5.如权利要求1所述的一种用于汽车车厢板的绿色环保节能木塑复合板材的制备方法，包括以下步骤：
1)混合：将木粉投入高速混合机中，高速搅拌升温至80-90℃时加入复合润滑剂进行高速混合，升温至105-115℃时加入高密度聚乙烯、加工助剂、增强剂、接枝相容剂和填充剂，继续高速混合至120-130℃时下至冷混机冷却；
2)造粒：将混合冷却后的物料通过专用的造粒机在160-190℃预塑化，经过专用的模具、旋转切割成一定直径、长度的粒子；
3)挤出成型：将造好的粒子通过专用的挤出设备在150-180℃的成型工艺下，经过特定端面的模具成型为一定断面的板材。
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