CN102757656B - 一种弹性体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材料，特别是涉及一种弹性体改性塑木复合材料板材及其制备方法。本发明先将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌后挤出造粒，得到改性塑料粒子；再将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内搅拌混匀后，熔融共混并挤出成型，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。本发明一种弹性体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较高，所需劳动力较少，生产成本低。塑料用量少，环境友好，强度高，刚性大，抗蠕变，使用寿命更长，可广泛应用于交通、装修装饰、市政园林、包装等诸多领域。

Description

一种弹性体改性塑木复合材料板材及其制备方法
技术领域
 本发明涉及一种塑木复合材料，特别是涉及一种弹性体改性塑木复合材料板材及其制备方法。
背景技术
 塑木复合材料是一种很有市场潜力的新型结构用材，其主要原料之一木粉或糠粉是一种大量农林作物边角料，而与之复合的高分子聚合材料通常是具有广泛用途的工业材料，因此，塑木复合材料的主要原料价格低廉，将这两种价格低廉、来源丰富的材料粘合在一起就可生产出新型的复合材料。塑木复合材料不仅可以循环使用，且能克服木材的各向异性、强度低、变异性大等使用局限性，同时还具有比单一高分子聚合材料较好的力学性能，克服了有机材料低模量等使用缺陷。因此，塑木复合材料可用作托盘、包装箱等包装材料，铺板、铺梁等仓储材料，房屋、地板、建筑模板等装修、装饰材料，公园、球场、街道等场合使用的露天桌椅、板凳等休闲材料，汽车内装饰材、管材等。但由于制备塑木复合材料中植物纤维粉及其他无机填料加入量比较高，结果导致塑木复合材料制品性能上存在一些明显不足，如静曲强度偏低，脆性较大等，使用过程中遇到撞击易碎裂，特别是边缘拐角处更是如此，从而影响了其使用效果、缩短了其使用寿命、限定了其使用范围。所以，对传统塑木复合材料进行改性，改善其包括静曲强度、抗冲击强度在内的力学性能就十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种弹性体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：
一种弹性体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：
木粉                             100
塑料粒子                       30-50
马来酸酐接枝塑料粒子            3-10
高岭土粉                         3-5
空心玻璃微珠                    5-10 
聚烯烃弹性体                     1-3
热塑性聚氨酯弹性体               3-5
硬脂酸                           3-5 
颜料                         0.2-0.4
本发明一种弹性体改性塑木复合材料板材，其中所述的木粉粒径为60目-100目。
本发明一种弹性体改性塑木复合材料板材，其中所述的塑料粒子采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种。
本发明一种弹性体改性塑木复合材料板材，其中所述的马来酸酐接枝塑料粒子为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯中的一种，其选用与塑料粒子对应，即塑料粒子为聚乙烯时，选用马来酸酐接枝聚乙烯，塑料粒子为聚丙烯时，选用马来酸酐接枝聚丙烯，塑料粒子为聚苯乙烯时，选用马来酸酐接枝聚苯乙烯。
本发明一种弹性体改性塑木复合材料板材，其中所述的高岭土粉粒径为1000目-2000目。
本发明一种弹性体改性塑木复合材料板材，其中所述的空心玻璃微珠粒径为50目-100目。
本发明一种弹性体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。
本发明一种弹性体改性塑木复合材料板材，其中所述的热塑性聚氨酯弹性体为型号为TPU 245或TPU-GP85AE中的一种。
本发明一种弹性体改性塑木复合材料板材，其中所述的颜料为铁黄、铁黑、铁红、铁绿中的一种。
优选，一种弹性体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：
木粉                             100
塑料粒子                       35-45
马来酸酐接枝塑料粒子             5-8
高岭土粉                     3.5-4.5
空心玻璃微珠                     6-9 
聚烯烃弹性体                 1.5-2.5
热塑性聚氨酯弹性体           3.5-4.5
硬脂酸                       3.5-4.5 
颜料                       0.25-0.35
更优选，一种弹性体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：
木粉                             100
塑料粒子                          40
马来酸酐接枝塑料粒子               6
高岭土粉                           4
空心玻璃微珠                       7  
聚烯烃弹性体                       2
热塑性聚氨酯弹性体                 4
硬脂酸                             4
颜料                             0.3
本发明的一种弹性体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）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌3-5分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度170℃-210℃，模头温度160℃-210℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3-5分钟；
（4）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度160℃-190℃，模头温度170℃-200℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
本发明一种弹性体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。弹性体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，刚性更大，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；弹性体改性塑木复合材料板材和其它塑木复合材料相比，静曲强度、抗冲击性能等力学性能更加优异，因而使用寿命更长，可广泛应用于交通、装修装饰、市政园林、包装等诸多领域。
具体实施方式
以下采用实施例具体说明本发明的一种弹性体改性塑木复合材料板材及其制备方法。
实施例1
木粉（80目）                    100kg    聚乙烯塑料粒子          40kg
马来酸酐接枝聚乙烯塑料粒子         6kg    高岭土粉(1500目)        4kg
空心玻璃微珠（80目）              7kg    聚烯烃弹性体（POE5061）  2kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU245）      4kg    硬脂酸                  4kg
颜料（铁黄）                     0.3kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌4分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度190℃，模头温度185℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料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成型，挤出机机筒温度175℃，模头温度185℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例2
木粉（60目）                    100kg    聚丙烯塑料粒子          30kg
马来酸酐接枝聚丙烯塑料粒子         3kg    高岭土粉(1000目)        3kg
空心玻璃微珠（50目）              5kg    聚烯烃弹性体（POE5061）  1kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU-GP85AE）  3kg    硬脂酸                   3kg
颜料（铁黒）                     0.2kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌3分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度170℃，模头温度160℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3分钟；
（4）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度160℃，模头温度170℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例3
木粉（100目）                   100kg    聚苯乙烯塑料粒子         50kg
马来酸酐接枝聚苯乙烯塑料粒子     10kg    高岭土粉(2000目)          5kg
空心玻璃微珠（100目）           10kg    聚烯烃弹性体（POE5371）    3kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU-GP85AE）  5kg    硬脂酸                     5kg
颜料（铁红）                    0.4kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌5分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度210℃，模头温度210℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌5分钟；
（4）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度190℃，模头温度200℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例4
木粉（100目）                   100kg    聚苯乙烯塑料粒子          35kg
马来酸酐接枝聚苯乙烯塑料粒子       8kg    高岭土粉(1000目)        4.5kg
空心玻璃微珠（80目）               6kg    聚烯烃弹性体（POE5371） 2.5kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU-GP85AE） 3.5kg     硬脂酸                  4.5kg
颜料（铁绿）                   0.25kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌5分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度190℃，模头温度210℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料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成型，挤出机机筒温度175℃，模头温度185℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例5
木粉（80目）                    100kg    聚丙烯塑料粒子            45kg
马来酸酐接枝聚丙烯塑料粒子        5kg    高岭土粉(1500目)        3.5kg
空心玻璃微珠（50目）             9kg    聚烯烃弹性体（POE5061） 1.5kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU245）    4.5kg    硬脂酸                  3.5kg
颜料（铁黒）                   0.35kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌3分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度170℃，模头温度185℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌5分钟；
（4）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度190℃，模头温度170℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例6
木粉（100目）                   100kg    聚乙烯塑料粒子            50kg
马来酸酐接枝聚乙烯塑料粒子         6kg    高岭土粉(2000目)          3kg
空心玻璃微珠（100目）              6kg   聚烯烃弹性体（POE5371）    3kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU-GP85AE）   3kg    硬脂酸                    4kg
颜料（铁黄）                     0.2kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌4分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度210℃，模头温度160℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3分钟；
（4）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度160℃，模头温度200℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例7
木粉（60目）                    100kg    聚苯乙烯塑料粒子          40kg
马来酸酐接枝聚苯乙烯塑料粒子       8kg    高岭土粉(1000目)          5kg
空心玻璃微珠（80目）               7kg   聚烯烃弹性体（POE5371）    1kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU245）       4kg     硬脂酸                   3kg
颜料（铁黄）                    0.35kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌4分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度190℃，模头温度185℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3分钟；
（4）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度175℃，模头温度200℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例8
木粉（60目）                    100kg    聚丙烯塑料粒子            30kg
马来酸酐接枝聚丙烯塑料粒子        3kg    高岭土粉(1500目)           4kg
空心玻璃微珠（80目）             7kg    聚烯烃弹性体（POE5061）     1kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU245）    4.5kg    硬脂酸                     5kg
颜料（铁红）                    0.4kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌3分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度190℃，模头温度160℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌5分钟；
（4）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度175℃，模头温度185℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例9
木粉（100目）                   100kg    聚乙烯塑料粒子            42kg
马来酸酐接枝聚乙烯塑料粒子       9.5kg    高岭土粉(1200目)         3.3kg
空心玻璃微珠（60目）            7.5kg    聚烯烃弹性体（POE5371）   2.2kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU-GP85AE） 3.7kg    硬脂酸                    4.1kg
颜料（铁绿）                    0.29kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌4.5分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度178℃，模头温度170℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3.5分钟；
（4）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度180℃，模头温度180℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例10
木粉（80目）                    100kg    聚乙烯塑料粒子            30g
马来酸酐接枝聚乙烯塑料粒子        5kg    高岭土粉(2000目)         4.5kg
空心玻璃微珠（50目）            10kg    聚烯烃弹性体（POE5371）   1.5kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU-GP85AE）  5kg   硬脂酸                     4.5kg
颜料（铁红）                    0.29kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌3分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度170℃，模头温度185℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料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成型，挤出机机筒温度190℃，模头温度200℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例11
木粉（60目）                    100kg    聚苯乙烯塑料粒子          45kg
马来酸酐接枝聚苯乙烯塑料粒子      10kg    高岭土粉(1500目)        3.5kg
空心玻璃微珠（70目）              5kg    聚烯烃弹性体（POE5371）    2kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU245）    3.5kg     硬脂酸                   3.1kg
颜料（铁黄）                     0.3kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌5分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度190℃，模头温度170℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3.5分钟；
（4）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度190℃，模头温度185℃，经扁形口模得到弹性体改性塑木复合材料板材。
实施例12
木粉（70目）                    100kg    聚丙烯塑料粒子            35kg
马来酸酐接枝聚丙烯塑料粒子      9.5kg    高岭土粉(1000目)           3kg
空心玻璃微珠（80目）              5kg    聚烯烃弹性体（POE5371）    3kg
热塑性聚氨酯弹性体（TPU245）       5kg    硬脂酸                  3.5kg
颜料（铁黒）                   0.35kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、高岭土粉、空心玻璃微珠、硬脂酸置于机械搅拌釜内搅拌3分钟，放入挤出机中挤出造粒，挤出机机筒温度190℃，模头温度210℃，得到改性塑料粒子；
（3）、将上述改性塑料粒子、木粉、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、颜料置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌5分钟；
（4）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度175℃，模头温度185℃，经扁形口模得到弹性体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：
静曲强度：34.6MPa，静曲模量：1.8GPa，邵氏硬度：62D，抗冲击强度：22.5kJ/m2。
以上相关结果明显超过中华人民共和国林业行业标准LY/T 1613-2004的要求。

Claims (7)

1.一种弹性体改性塑木复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：
木粉                             100
塑料粒子                          40
马来酸酐接枝塑料粒子               6
高岭土粉                           4
空心玻璃微珠                       7  
聚烯烃弹性体                       2
热塑性聚氨酯弹性体                 4
硬脂酸                             4
颜料                             0.3。
2.根据权利要求1所述的一种弹性体改性塑木复合材料板材，其特征在于所述的木粉粒径为60目-100目。
3.根据权利要求1所述的一种弹性体改性塑木复合材料板材，其特征在于所述的塑料粒子采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种；所述的马来酸酐接枝塑料粒子为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯中的一种，其选用与塑料粒子对应，即塑料粒子为聚乙烯时，选用马来酸酐接枝聚乙烯，塑料粒子为聚丙烯时，选用马来酸酐接枝聚丙烯，塑料粒子为聚苯乙烯时，选用马来酸酐接枝聚苯乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种弹性体改性塑木复合材料板材，其特征在于所述的高岭土粉粒径为1000目-2000目。
5.根据权利要求1所述的一种弹性体改性塑木复合材料板材，其特征在于所述的空心玻璃微珠粒径为50目-100目。
6.根据权利要求1所述的一种弹性体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；所述的热塑性聚氨酯弹性体为型号为TPU 245或TPU-GP85AE中的一种。
7.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种弹性体改性塑木复合材料板材，其特征在于所述的颜料为铁黄、铁黑、铁红、铁绿中的一种。
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