CN102746596A - 一种纳米改性塑木复合材料板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种塑木复合材料，特别是涉及一种纳米改性塑木复合材料板材及其制备方法。本发明是将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯搅拌后挤出造粒，得到改性塑料粒子；然后将改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉再次机械搅拌混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出发泡而成。一种纳米改性塑木复合材料板材生产制造方便，生产过程中机械化程度高，所需劳动力少，生产成本低；所用塑料量少，环境友好，密度低，冲击性能优异，使用寿命长，安装、维护方便，同时具有一定的空气净化功能，可广泛应用于楼堂馆所、居家办公等诸多场合。

Description

一种纳米改性塑木复合材料板材及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种塑木复合材料板材，特别是涉及一种纳米改性塑木复合材料板材及其制备方法。
背景技术
[0002] 塑木复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，它以塑料、木粉等为主要原料，再辅以其他助剂，经挤出、模压或注射成型的一种绿色环保材料。与纯木相比，它在使用过程中不需要进行防腐处理、对环境友好、不需要日常维护，使用寿命比木材长，不吸湿，不腐烂，防虫蛀，对冷、热环境不敏感。它具有良好的强度性能，优良的可调整性能，具有紫外线光稳定性、着色性良好，原料来源广泛，可以根据需要，制成任意形状和尺寸大小；加工方便，可以进行锯、刨和粘接，或用钉子、螺栓固定，使用木工工具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料；不需利用有毒化学物质进行处理，不含甲醛；有木材的外观，比塑料制品高的硬度；废弃后可重复使用和回收再利用，而且能够生物降解，有利于环保等诸多优点。但也存在一些明显不足，如密度偏大，抗冲击性能较差，不能吸收有毒有害气体等，因而其使用范围大多局限在室外使用，而在室内装饰方面却没有得到充分应用。而与之相矛盾的是，随着我国经济的快速发展，室内装饰材料的需求日益旺盛。所以，对传统塑木复合材料板材进行改性，以满足室内装饰的需要就十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种纳米改性塑木复合材料板材及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种纳米改性塑木复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子                  100 
三盐基硫酸铅                      4-8
偶氮二甲酰胺                      2-6
木粉                            50-70
纳米高岭土                        1-5
滑石粉                           8-16
萜烯树脂                      1.1-1.2
聚烯烃弹性体                  0.3-0.5
硬脂酸丁酯                        2-4
氧化聚乙烯                        2-4
本发明一种纳米改性塑木复合材料板材，其中所述的木粉粒径为60-100目。
本发明一种纳米改性塑木复合材料板材，其中所述的纳米高岭土粒径20-60nm。
本发明一种纳米改性塑木复合材料板材，其中所述的滑石粉粒径为1000-2000目。
 本发明一种纳米改性塑木复合材料板材，其中所述的聚烯烃弹性体为型号为POE5061或POE5371中的一种。
优选，一种纳米改性塑木复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子                    100 
三盐基硫酸铅                        5-7
偶氮二甲酰胺                        3-5
木粉                              55-65
纳米高岭土                          2-4
滑石粉                            10-14
萜烯树脂                      1.12-1.18
聚烯烃弹性体                  0.35-0.45
硬脂酸丁酯                      2.5-3.5
氧化聚乙烯                      2.5-3.5
更优选，一种纳米改性塑木复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子                   100 
三盐基硫酸铅                         6
偶氮二甲酰胺                         4
木粉                                60
纳米高岭土                           3
滑石粉                              12
萜烯树脂                          1.15
聚烯烃弹性体                       0.4
硬脂酸丁酯                           3
氧化聚乙烯                           3
本发明的一种纳米改性塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌6—10分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度160℃-178℃，模头温度160℃-180℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌4-10分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度170℃-180℃，模头温度170℃-180℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。 
本发明一种纳米改性塑木复合材料板材，生产制造方便，传统的塑木复合材料生产工艺无需改进即可用于其生产及加工，生产过程中机械化程度较高，所需劳动力较少，生产成本低。纳米改性塑木复合材料板材和普通塑料板材相比，所用塑料量减小，对环境更加友好，模量更高，密度更低，更加抗蠕变，同时可对木粉这种工农业边角料进行废物利用，降低产品原料成本；纳米改性塑木复合材料板材和其它塑木复合材料板材相比，密度更低，重量更轻，冲击性能更加优异，因而使用寿命更长；纳米改性塑木复合材料板材和石膏板、铝扣板等其他装饰板材相比，由于采用了发泡技术，成本更低，密度更小，安装、维护更加方便，同时具有一定的空气净化功能，若在室内使用，可使室内的空气质量得到大大的改善，给消费者提供一个绿色、健康、舒适的居住环境。纳米改性塑木复合材料板材可广泛应用于楼堂馆所、居家办公等诸多场合。
具体实施方式
以下采用实施例具体说明本发明的一种纳米改性塑木复合材料板材及其制备方法。
实施例1
聚氯乙烯塑料粒子 100kg，三盐基硫酸铅 6kg, 偶氮二甲酰胺 4kg,木粉（80目） 60kg，纳米高岭土（40nm）3kg,滑石粉(1500目) 12kg，萜烯树脂 1.15kg,聚烯烃弹性体（POE5061） 0.4kg, 硬脂酸丁酯 3kg,氧化聚乙烯 3kg。
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌8分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度169℃，模头温度170℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌7分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度175℃，模头温度175℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。 
实施例2
聚氯乙烯塑料粒子 100kg，三盐基硫酸铅 4kg, 偶氮二甲酰胺 2kg,木粉（60目） 50kg，纳米高岭土（20nm）1kg,滑石粉(1000目) 8kg，萜烯树脂 1.1kg,聚烯烃弹性体（POE5061） 0.3kg, 硬脂酸丁酯 2kg,氧化聚乙烯 2kg。
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌6分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度160℃，模头温度160℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌4分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度170℃，模头温度170℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。
实施例3
聚氯乙烯塑料粒子 100kg，三盐基硫酸铅 8kg, 偶氮二甲酰胺 6kg,木粉（100目） 70kg，纳米高岭土（60nm）5kg,滑石粉(2000目) 16kg，萜烯树脂 1.2kg,聚烯烃弹性体（POE5061） 0.5kg, 硬脂酸丁酯 4kg,氧化聚乙烯 4kg。
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌10分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度178℃，模头温度180℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌10分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度180℃，模头温度180℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。
实施例4
聚氯乙烯塑料粒子 100kg，三盐基硫酸铅 5kg, 偶氮二甲酰胺 3kg,木粉（60目） 55kg，纳米高岭土（20nm）2kg,滑石粉(1000目) 10kg，萜烯树脂 1.12kg,聚烯烃弹性体（POE5061） 0.35kg, 硬脂酸丁酯 2.5kg,氧化聚乙烯 2.5kg。
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌6分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度169℃，模头温度180℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌4分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度175℃，模头温度180℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。
实施例5
聚氯乙烯塑料粒子 100kg，三盐基硫酸铅 7kg, 偶氮二甲酰胺 5kg,木粉（100目） 65kg，纳米高岭土（40nm）4kg,滑石粉(2000目) 14kg，萜烯树脂 1.18kg,聚烯烃弹性体（POE5371） 0.45kg, 硬脂酸丁酯 3.5kg,氧化聚乙烯 3.5kg。
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌8分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度178℃，模头温度160℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌7分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度180℃，模头温度170℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。
实施例6
聚氯乙烯塑料粒子 100kg，三盐基硫酸铅 4kg, 偶氮二甲酰胺 4kg,木粉（80目） 70kg，纳米高岭土（60nm）3kg,滑石粉(1500目) 12kg，萜烯树脂 1.2kg,聚烯烃弹性体（POE5371） 0.3kg, 硬脂酸丁酯 3kg,氧化聚乙烯 4kg。
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌10分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度160℃，模头温度170℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌10分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度170℃，模头温度175℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。
实施例7
聚氯乙烯塑料粒子 100kg，三盐基硫酸铅 6kg, 偶氮二甲酰胺 6kg,木粉（60目） 50kg，纳米高岭土（40nm）2kg,滑石粉(2000目) 16kg，萜烯树脂 1.12kg,聚烯烃弹性体（POE5371） 0.4kg, 硬脂酸丁酯  4kg,氧化聚乙烯 2.5kg。
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌8分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度178℃，模头温度160℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌7分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度180℃，模头温度170℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。
实施例8
聚氯乙烯塑料粒子 100kg，三盐基硫酸铅 8kg, 偶氮二甲酰胺 2kg,木粉（80目） 60kg，纳米高岭土（60nm）5kg,滑石粉(1000目) 10kg，萜烯树脂 1.15kg,聚烯烃弹性体（POE5371） 0.5kg, 硬脂酸丁酯 2kg,氧化聚乙烯 3kg。
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌10分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度160℃，模头温度170℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌10分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度170℃，模头温度175℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。
实施例9
聚氯乙烯塑料粒子 100kg，三盐基硫酸铅 7.5kg, 偶氮二甲酰胺 5.5kg,木粉（70目） 68kg，纳米高岭土（30nm）3.4kg,滑石粉(1200目) 15kg，萜烯树脂 1.17kg,聚烯烃弹性体（POE5371） 0.42kg, 硬脂酸丁酯 3.1kg,氧化聚乙烯 3.6kg。
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌9分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度175℃，模头温度172℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌8分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度178℃，模头温度176℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。
以下通过检测证明本发明实施例1的效果，其检测结果如下：
未加纳米高岭土、偶氮二甲酰胺及聚烯烃弹性体、其他配方及成型方法同本发明的塑木复合材料板材密度：1.24g/cm3，冲击强度：5.1kJ/m2；
本发明纳米改性塑木复合材料板材密度：0.88g/cm3，冲击强度9.8 kJ/m2；本发明密度下降了29.03%；冲击强度提高了92.16%。
以上结果说明本发明纳米改性塑木复合材料板材和普通塑木复合材料板材相比具有更低的密度和更高的冲击强度。

Claims (8)

1.一种纳米改性塑木复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子                  100 
三盐基硫酸铅                      4-8
偶氮二甲酰胺                      2-6
木粉                            50-70
纳米高岭土                        1-5
滑石粉                           8-16
萜烯树脂                      1.1-1.2
聚烯烃弹性体                  0.3-0.5
硬脂酸丁酯                        2-4
氧化聚乙烯                        2-4。
2.根据权利要求1所述的一种纳米改性塑木复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子                    100 
三盐基硫酸铅                        5-7
偶氮二甲酰胺                        3-5
木粉                              55-65
纳米高岭土                          2-4
滑石粉                            10-14
萜烯树脂                      1.12-1.18
聚烯烃弹性体                  0.35-0.45
硬脂酸丁酯                      2.5-3.5
氧化聚乙烯                      2.5-3.5。
3.根据权利要求2所述的木塑复合材料装饰板材，由以下重量份数的原料制备而成：
聚氯乙烯塑料粒子                   100 
三盐基硫酸铅                         6
偶氮二甲酰胺                         4
木粉                                60
纳米高岭土                           3
滑石粉                              12
萜烯树脂                          1.15
聚烯烃弹性体                       0.4
硬脂酸丁酯                           3
氧化聚乙烯                           3。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种纳米改性塑木复合材料板材，其特征在于所述的木粉粒径为60-100目。
5.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种纳米改性塑木复合材料板材，其特征在于所述的纳米高岭土粒径20-60nm。
6.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种纳米改性塑木复合材料板材，其特征在于所述的滑石粉粒径为1000-2000目。
7.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种纳米改性塑木复合材料板材，其特征在于所述的聚烯烃弹性体为型号为POE5061或POE5371中的一种。
8.根据权利要求1-3任一权利要求所述的纳米改性塑木复合材料板材，其特征在于其制备过程为：
（1）按配方量称取各原料；
（2）将聚氯乙烯塑料粒子、三盐基硫酸铅、纳米高岭土、滑石粉、萜烯树脂、聚烯烃弹性体、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌6—10分钟，然后挤出造粒，挤出机机筒温度160℃-178℃，模头温度160℃-180℃，得到改性塑料粒子；
（3）将上述改性塑料粒子、偶氮二甲酰胺、木粉置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌4-10分钟；
（4） 混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出，挤出机机筒温度170℃-180℃，模头温度170℃-180℃，经发泡模具发泡并冷却定型，成型纳米改性塑木复合材料板材。
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