CN103012809B - 一种硼酸锌包覆木粉的方法 - Google Patents
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Abstract
一种硼酸锌包覆木粉的方法，涉及一种木粉预处理的方法，该制备方法包括以下步骤：将木粉加入到溶有分散剂的溶液中，然后加入一定比例的锌的卤化物或硫酸盐、氧化锌和硼砂，搅拌加热到一定温度后用碱液调节溶液pH为7.0-9.0，保温反应，冷却，抽滤，洗涤，干燥即得到硼酸锌包覆木粉产品。本发明处理的木粉较未处理木粉的初始分解温度提高了40-60℃，有效克服了木粉在高于200℃加工时的焦化分解问题，可满足需要较高加工温度的木塑复合材料的制备条件。本发明工艺生产条件简单、控制容易、产品质量稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种木粉预处理的方法，特别是一种硼酸锌包覆木粉的方法。
背景技术
木塑复合材料将高分子材料和植物纤维的优良性能集于一身，是一种具有优良力学性能的材料。其优良的力学性能包括具有较高的拉伸强度、弯曲模量、压缩强度、冲击强度和韧性以及良好的抗蠕变和抗老化能力等。
由于木塑复合材料具有比单纯的木材和塑料无法比拟的诸多优点，已受到国内外的广泛关注。该材料是绿色环保材料，可以回收利用低成本的废弃木材和塑料，用此技术生产出来的木塑复合材料可取代木材使用，有力地缓解我国因森林资源贫乏而木材供应紧缺的矛盾。木塑复合材料生产技术既符合国家经济形势发展的需要，也符合国家的产业政策，而且产品使用范围广。因此，可以相信木塑复合材料是一种极具发展前途的材料，也是一项有生命力、有市场开发前景的创新技术，具有广阔的市场前景和良好的经济效益和社会效益。
当前市场上的木塑复合材料大多以聚乙烯作为基体树脂，但是聚乙烯木塑复合材料的综合性能明显不如以聚丙烯为基体树脂的木塑复合材料，由于聚丙烯加工温度较高而木粉的耐热性较差，木粉高于200℃时会发生焦化分解，所以国内聚丙烯木塑复合材料产品较少。因此，如何提高木粉的耐热性以满足聚丙烯的加工条件成为聚丙烯木塑复合材料发展的瓶颈。
硼酸锌是一种价廉的多功能包覆材料，它的分子式通常为2ZnO·3B2O3·3.5H2O或2ZnO·3B2O3·7H2O。硼酸锌在300℃以上开始失去结晶水，起吸热降温的作用，使用它包覆木粉，可以有效抑制木粉的热分解，提高木粉的耐热性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硼酸锌包覆木粉的方法。本发明以分解温度较高的硼酸锌作为包覆材料，采用化学包覆法对木粉进行包覆处理，处理后的木粉相比未处理的木粉分解温度提高了40-60℃，提高木粉的耐热分解性能，以使木粉具有在较高温度下的可加工性，从而满足聚丙烯木塑复合材料的制备条件。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种硼酸锌包覆木粉的方法，其所述方法包括以下过程：将木粉加入到溶有分散剂的溶液中，然后加入锌的卤化物或硫酸盐、氧化锌和硼砂，搅拌分散，加热后用碱液调节溶液pH为7.0-9.0，保温反应，反应后冷却，抽滤，洗涤，干燥即得到硼酸锌包覆木粉产品。
所述的一种硼酸锌包覆木粉的方法，所述采用的包覆材料为硼酸锌，囊材用量为木粉质量的10%-50%。
所述的一种硼酸锌包覆木粉的方法，所述原料中锌的卤化物或硫酸盐为氯化锌、结晶硫酸锌或无水硫酸锌。
所述的一种硼酸锌包覆木粉的方法，所述所用原料中锌的卤化物或硫酸盐、氧化锌和硼砂的摩尔比为1:0.1-0.5:0.8-1.2。
所述的一种硼酸锌包覆木粉的方法，所述所用溶剂为水或醇类溶剂，或为水与醇的相混溶剂。
所述的一种硼酸锌包覆木粉的方法，所述分散剂是OP-10、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠、聚乙烯醇、司班、吐温中的一种或几种，用量为木粉质量的0.1%-10%。
所述的一种硼酸锌包覆木粉的方法，所述碱液为氨水、5%-50%的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
所述的一种硼酸锌包覆木粉的方法，所述反应温度控制在40-90℃，反应时间为1-4小时。
所述的一种硼酸锌包覆木粉的方法，所述耐热木粉的干燥温度为60-120℃。
本发明的优点与效果是：
本发明以分解温度较高的硼酸锌作为包覆材料，采用化学包覆法对木粉进行包覆处理，处理后的木粉相比未处理的木粉分解温度提高了40-60℃，有效克服了木粉在高于200℃加工时的焦烧分解问题，可满足加工温度较高的高性能木塑复合材料的制备，并且包覆处理后的木粉还具有一定的阻燃效果，应用前景广阔。
附图说明
图1为未进行包覆处理的木粉颗粒放大2000倍的扫描电子显微镜照片；
图2为硼酸锌包覆木粉颗粒放大2000倍的扫描电子显微镜照片。
注：本发明的图1—图2为产物状态的分析示意照片，图中文字或影像不清晰并不影响对本发明技术方案的理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
向1000L反应釜中依次加入1千克十二烷基磺酸钠和300升水，搅拌下加入61.6千克七水硫酸锌，1.4千克氧化锌和100千克木粉，50℃下滴加247.5千克10%的硼砂溶液，用10%氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，55℃保温搅拌反应3小时，降至室温抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼3次，105℃干燥6小时，得到121.3千克硼酸锌包覆木粉产品。经热失重分析，硼酸锌包覆木粉的初始分解温度为231.7℃。
实施例2：
向1000L反应釜中依次加入0.5千克OP-10、1.5千克十二烷基磺酸钠和400升水，搅拌下加入43.95千克氯化锌，2.1千克氧化锌和200千克木粉，50℃下滴加371.3千克10%的硼砂溶液，用氨水调节溶液pH到7.5，60℃保温搅拌反应3小时，降至室温抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼3次，105℃干燥6小时，得到238.2千克硼酸锌包覆木粉产品。经热失重分析，硼酸锌包覆木粉的初始分解温度为225.1℃。
实施例3：
向2000L反应釜中依次加入1.5千克六偏磷酸钠、1千克十二烷基磺酸钠和800升水，搅拌下加入185千克七水硫酸锌，4.2千克氧化锌和300千克木粉，50℃下滴加742.5千克10%的硼砂溶液，用5%氢氧化钠溶液调节溶液pH到8.0，65℃保温搅拌反应2.5小时，降至室温抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼3次，105℃干燥6小时，得到379.4千克硼酸锌包覆木粉产品。经热失重分析，硼酸锌包覆木粉的初始分解温度为228.6℃。
实施例4：
向装2000L反应釜中依次加入1.5千克10%聚乙烯醇溶液、1.5千克十二烷基磺酸钠和700升水，搅拌下加入117.2千克氯化锌，6千克氧化锌和300千克木粉，50℃下滴加990千克10%的硼砂溶液，用10%氢氧化钾溶液调节溶液pH到7.5，55℃保温搅拌反应3小时，降至室温抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼3次，105℃干燥6小时，得到406.5千克硼酸锌包覆木粉产品。经热失重分析，硼酸锌包覆木粉的初始分解温度为237.4℃。
Claims (4)
1.一种硼酸锌包覆木粉的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：向1000L反应釜中依次加入1千克十二烷基磺酸钠和300升水，搅拌下加入61.6千克七水硫酸锌，1.4千克氧化锌和100千克木粉，50℃下滴加247.5千克10%的硼砂溶液，用10%氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，55℃保温搅拌反应3小时，降至室温抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼3次，105℃干燥6小时，得到121.3千克硼酸锌包覆木粉产品。
2.一种硼酸锌包覆木粉的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：向1000L反应釜中依次加入0.5千克OP-10、1.5千克十二烷基磺酸钠和400升水，搅拌下加入43.95千克氯化锌，2.1千克氧化锌和200千克木粉，50℃下滴加371.3千克10%的硼砂溶液，用氨水调节溶液pH到7.5，60℃保温搅拌反应3小时，降至室温抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼3次，105℃干燥6小时，得到238.2千克硼酸锌包覆木粉产品。
3.一种硼酸锌包覆木粉的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：向2000L反应釜中依次加入1.5千克六偏磷酸钠、1千克十二烷基磺酸钠和800升水，搅拌下加入185千克七水硫酸锌，4.2千克氧化锌和300千克木粉，50℃下滴加742.5千克10%的硼砂溶液，用5%氢氧化钠溶液调节溶液pH到8.0，65℃保温搅拌反应2.5小时，降至室温抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼3次，105℃干燥6小时，得到379.4千克硼酸锌包覆木粉产品。
4.一种硼酸锌包覆木粉的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：向装2000L反应釜中依次加入1.5千克10%聚乙烯醇溶液、1.5千克十二烷基磺酸钠和700升水，搅拌下加入117.2千克氯化锌，6千克氧化锌和300千克木粉，50℃下滴加990千克10%的硼砂溶液，用10%氢氧化钾溶液调节溶液pH到7.5，55℃保温搅拌反应3小时，降至室温抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼3次，105℃干燥6小时，得到406.5千克硼酸锌包覆木粉产品。
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