CN102837345A

CN102837345A - 一种彩色木塑材料的制备方法

Info

Publication number: CN102837345A
Application number: CN2012103388819A
Authority: CN
Inventors: 赵莹; 汤静芳; 万晓巧; 曹福祥; 谭晓燕; 余泽华
Original assignee: Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: Central South University of Forestry and Technology
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2032-09-14
Also published as: CN102837345B

Abstract

本发明提供了一种彩色木塑材料的制备方法，本方法是在有机溶剂中，将聚苯乙烯塑料溶解，按一定比例加入10～100目的醚化改性木粉，在加热、搅拌下充分混合均匀后，再脱除有机溶剂，并将其烘干、粉碎，得到醚化木塑粉。接着在高温高压染色机中，将所得醚化木塑粉用分散染料染色，得到各种颜色的木塑粉。最后，将染色木塑粉在一定温度、压力下压制成彩色木塑板材。该染色木塑粉和染色木塑板材具有色彩丰富、耐水洗、耐虫蛀等特点，可广泛用于地板、家具制作、园林景观、室内外墙装饰中。

Description

一种彩色木塑材料的制备方法

技术领域

本发明涉及木塑新材料及其染色新材料领域，尤其涉及一种彩色木塑材料的制备方法。

背景技术

木塑复合材料（WPC）是国内外近年来兴起的一类新型复合材料，是利用聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等热塑性塑料与木粉、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣秸秆等废植物纤维混合、挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺生产出的板材或型材，这些木塑材料既保持了实木材料的亲和性感觉，又具有良好的防潮耐水、耐酸碱、抑菌、抗静电、防虫蛀等性能，主要用于建材、家具、物流包装等行业。

但这些木塑复合材料的颜色通常与原材料的含量相关，造成不同批次的成品颜色不一，而且它们的色彩单调、暗淡、装饰效果差。因此，给木塑材料着色是改善其视觉效果，增强外观色彩，提高其装饰效果和木材利用品质的一种重要手段。目前，通用的木塑材料常用油漆或者颜料用类似于刷涂料的方式直接涂刷在木塑材料表面，使得涂色之后的木塑材料整体感觉差，易掉色、脱色。而利用染料将木塑材料染色，使之得到的成品为色彩丰富、难掉色、难脱色的新型木塑材料还未见报道。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种彩色木塑材料的制备方法，这种彩色木塑材料色彩丰富，可广泛用于地板、家具制作、园林景观和室内外墙装饰中，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种彩色木塑材料的制备方法，先将木粉先进行醚化改性，封闭木材中的羟基等亲水性基因来提高木材的疏水性，然后在有机溶剂中与具有热塑性、疏水性的聚苯乙烯塑料在一定温度下，经有机溶剂化处理、混合均匀，制得醚化改性木塑粉。再用各种颜色的分散染料，在水相中进行高温高压染色，染色后进行分离，即可得到不同颜色的醚化木塑粉，最后，将彩色醚化木塑粉经热熔高压成各种颜色的木塑板材。

本发明所述的醚化改性，是将原料木粉改性成醚化木粉，即将木粉在碱性溶液中与醚化试剂进行醚化反应后得到改性后的醚化木粉。

作为本发明的一项技术特点，所用的醚化试剂是氯化苄、硫酸二乙酯、溴乙烷、丙烯腈、环氧氯丙烷、氯乙醇中的一种或者几种。

作为本发明的一项技术特点，所用塑料为聚苯乙烯塑料，优选采用聚合度低的聚苯乙烯泡沫塑料。

本发明的醚化木塑粉复合过程是：将聚苯乙烯塑料溶于有机溶剂中，加入10～100目的醚化改性木粉，搅拌0.5～4 h，接着升温到40～80℃，再继续搅拌、并保温0.5～6 h后冷却到室温，抽滤分离，或蒸馏回收有机溶剂后冷却到室温，抽滤分离。然后经干燥、碾碎，得醚化木塑粉。

作为本发明的一项技术特点，在醚化木塑粉复合过程所用的有机溶剂为具有溶解聚苯乙烯塑料能力的溶剂，主要有N,N-二甲基甲酰胺、环己烷、乙腈、苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷等，优选采用低沸点和对聚苯乙烯等溶解能力较强的有机溶剂。

木塑复合的机理是：在有机溶剂中聚苯乙烯塑料溶解，在加热下，溶解的聚苯乙烯塑料分子渗入醚化木粉的过渡孔、微孔中，当体系混合冷却或溶剂蒸发后，聚苯乙烯塑料分子与醚化木粉较均匀地团聚在一起，达到很好的相容效果。

本发明的醚化木塑粉染色方法是：在染色缸中加入水、醚化木塑粉，其浴比范围保持为200：1～10：1，同时，添加0.2%～10%（o.w.f）的分散染料，调节pH值在3.0～10.0之间，然后升温到80～140℃，在常温常压或高温高压染色，保温30 min～240 min后，进行冷却，取出染色醚化木塑粉，经水洗、烘干，即得染色的醚化木塑粉。

作为本发明的一项技术特点，所用的分散染料包括偶氮类、蒽醌类、苯乙烯类、硝基二苯胺类、喹酞酮类以及非偶氮杂环类等疏水性强的分散染料。优选采用高日晒牢度、高水洗牢度的分散染料。

在染色过程完成后，将所得染色醚化木塑粉在80～150℃，5～30kg/cm²的压力下使用外力压合，可进一步压成各种单一颜色、或具有多种颜色的彩色木塑板材。

在本发明中，所述染料为分散染料，分散染料是世界上应用最为广泛的染料品种，它具有价格低、色谱范围齐全等优点，广泛应于疏水性的聚酯纤维、醋酸纤维的染色。所得到的醚化木塑粉的颜色有：红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、褐色、黑色等各种颜色。

有益效果：本发明的木塑粉为聚苯乙烯塑料分子与醚化木粉较均匀地团聚在一起，具有很好的相容性，而染色木塑粉经热压成型，制得的具有各种颜色的木塑板材，其板材内部内部染色均匀，颜色鲜艳并能长期保持，可广泛用于室内地板和家具制作，也可以用于室外仿古建筑等高档装饰工程，还可以作为防水要求较高、色彩要求丰富的装饰材料来使用。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合以下具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1：

取2.00 g聚苯乙烯塑料溶于30 mL N,N-二甲基甲酰胺中，在不断搅拌下，加入50目8.00 g苄基化改性木粉，搅拌0.5 h，然后升温到60 ℃，再继续搅拌2.0 h，缓慢冷却到室温，抽滤，干燥，碾碎，得苄基化改性木粉/聚苯乙烯塑料复合材料。

在染色杯中加入100 mL水，1.000g上述木塑粉，0.5 mL 2M HAc-NaAc缓冲溶液，两滴10%的 OP-10和0.020 g分散红152，然后装入到高温高压染色机中，在常温下入染，以2.0 ℃/min升温到120 ℃，保温60 min。倒出木塑粉，用布氏滤斗抽干，再用30 mL蒸馏水清洗染色木塑粉两次，在室温下晾干，得红色木塑粉。

将红色木塑粉在10 kg/cm²的压力，100 ℃的温度下压成红色木塑板材。

实施例2：

取3.00 g聚苯乙烯泡沫塑料溶于80 mL三氯甲烷中，在不断搅拌下，加入20目9.00 g乙基化改性木粉，搅拌0.5 h，然后升温到50 ℃，再继续搅拌2.0 h，蒸馏回收部分三氯甲烷，缓慢冷却到室温，抽滤，干燥，碾碎，得乙基化改性木粉/聚苯乙烯塑料复合材料。

在染色杯中加入100 mL 水，2.000 g木塑粉，0.5 mL 2M HAc-NaAc缓冲溶液，两滴10%的OP-10和0.040 g分散蓝79，然后装入到高温高压染色机中，在常温下入染，以2.0 ℃/min升温到100 ℃，保温120 min。倒出木塑粉，用布氏滤斗抽干，再用30 mL蒸馏水清洗染色木塑粉两次，在室温下晾干，得蓝色木塑粉。

将蓝色木塑粉在20 kg/cm²的压力，80 ℃的温度下压成蓝色木塑板材。

实施例3：

取2.00 g聚苯乙烯塑料溶于60 mL环己烷中，在不断搅拌下，加入80目12.00 g氰乙基化改性木粉，搅拌0.5 h，然后升温到50℃，再搅拌3.0 h，蒸馏回收部分环己烷，缓慢冷却到室温，抽滤，干燥，碾碎。得氰乙基化改性木粉/聚苯乙烯塑料复合材料。

在染色杯中加入100 mL水，1.000 g木塑粉，0.5 mL 2M HAc-NaAc缓冲溶液，两滴10%的 OP-10和0.040 g分散黄114，然后装入到高温高压染色机中，在常温下入染，以2.0℃/min升温到140 ℃，保温30 min。倒出木塑粉，用布氏滤斗抽干，再用30 mL蒸馏水清洗染色木塑粉两次，在室温下晾干，得黄色木塑粉。

将黄色木塑粉在15 kg/cm²的压力，120 ℃的温度下压成黄色木塑板材。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种彩色木塑材料的制备方法，其特征在于，将木粉先进行醚化改性，封闭木材中的羟基等亲水性基因来提高木材的疏水性，然后在有机溶剂中与具有热塑性的聚苯乙烯塑料在一定温度下进行溶化混合均匀，制得10～100目的醚化改性木塑粉，再用分散染料，在水相中进行高温高压染色，染色后分离，即得染色醚化木塑粉，最后，再将染色醚化木塑粉，经热熔高压成各种颜色的木塑板材。

2.根据权利要求1所述的一种彩色木塑材料的制备方法，其特征在于，所述彩色木塑材料的制备方法的具体步骤包括：

醚化改性：将原料木粉改性成醚化木粉，即将木粉在碱性溶液中与醚化试剂进行醚化反应后得到醚化木粉；

木塑粉复合：将聚苯乙烯塑料溶于有机溶剂中，加入醚化木粉，搅拌0.5～4 h，接着升温到40～80℃，再继续搅拌、保温0.5～6 h后冷却到室温，抽滤分离，或蒸馏回收有机溶剂后冷却到室温，抽滤分离，然后将分离的木塑材料干燥、碾碎，得醚化木塑粉；

醚化木塑粉染色：在染色缸中加入水、醚化木塑粉，其浴比范围保持为200：1～10：1，同时，添加0.2%～10%（o.w.f）的分散染料，调节pH值在3.0～10.0之间，然后升温到80～140℃，常温常压或高温高压染色，保温30～240 min后，进行冷却，取出染色木塑粉，经水洗、烘干，即得染色的醚化木塑粉；

压合制板：在染色过程完成后，将所得染色醚化木塑粉在80～150 ℃，5～30kg/cm²的压力下使用外力压合，即可进一步压成各种颜色的彩色木塑板材。

3.根据权利要求1所述的一种彩色木塑材料的制备方法，其特征在于，所述醚化改性过程中，所用的醚化试剂为氯化苄、硫酸二乙酯、溴乙烷、丙烯腈、环氧氯丙烷、氯乙醇一种或者几种。

4.根据权利要求1所述的一种彩色木塑材料的制备方法，其特征在于，木塑粉复合过程所用的有机溶剂为具有溶解聚苯乙烯塑料能力的溶剂，主要有N,N-二甲基甲酰胺、环己烷、乙腈、苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷。

5.根据权利要求1所述的一种彩色木塑材料的制备方法，其特征在于，醚化木塑粉染色过程中，所用的分散染料包括偶氮类、蒽醌类、苯乙烯类、硝基二苯胺类、喹酞酮类以及非偶氮杂环类疏水性强的分散染料。