CN103012810B - 一种改善木粉加工耐热性的方法 - Google Patents

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Abstract

一种改善木粉加工耐热性的方法，涉及一种木粉预处理的方法，该制备方法包括以下步骤：将木粉加入到溶有一定量分散剂的金属盐溶液中，用碱液调节pH为7.0-11.0，在一定温度下反应一段时间后冷却，抽滤，洗涤，干燥即得到耐热木粉产品。本发明处理的木粉较未处理木粉在耐热性方面有很大提高，本方法处理的木粉初始分解温度高于220℃，有效解决了普通木粉在高于200℃时的焦化分解问题，可满足高性能的聚烯烃木塑复合材料的加工制备条件。本发明工艺生产条件简单、控制容易、产品质量稳定性好。

Description

一种改善木粉加工耐热性的方法
技术领域
本发明涉及木粉预处理方法，特别是涉及一种改善木粉加工耐热性的方法。
背景技术
由于全球森林资源日益紧缺，国内外木塑制品的技术开发和应用发展迅速。木塑复合材料具有坚硬、强韧、持久、耐磨、尺寸稳定等优点。一般来说，木塑复合材料的硬度较未处理的木材高出2~ 8倍，耐磨性高出4~5倍，各种添加剂的应用还赋予其许多特殊的性能。它还是一种环保材料，可回收重复使用，且原料廉价丰富，在减少环境污染、保护森林资源、促进经济发展方面都有良好的效益，受到了众多研究者关注。此外，木塑复合材料还具有二次加工性，制作的各种产品外形美观，是木材理想的替代品之一。
挤出成型法是木塑复合材料加工中最重要的加工方法之一。这是一种低消耗，高产出，适合各种异型材、板材的生产工艺。如果温度太高，木材纤维会很快降解，其力学强度降低，颜色变深，从而影响复合材料的强度。一般加工温度都在150℃-200℃之间。当加工温度高于200℃时，木质纤维就可能发生降解，因此在加工中要严格控制物料在挤出机内的停留时间，避免过量剪切和剪切失控。木质纤维填充物料的粘度很大，在剪切时产生大量的粘滞热，而且木塑混合物的热传导率很低，这两个方面都导致从熔体中不能传递出足够的热量，以防止木质纤维的降解和裂化。材料的这种加工性能不仅对设备提出更高的要求，而且限制了木塑复合材料的应用。为此，国内用于木塑复合中的热塑性塑料通常只能选择加工温度较低的塑料，例如PS、HDPE、LDPE、PVC等。
金属氢氧化物的分解温度一般在240-300℃，常用作多功能包覆材料。使用它们对木粉进行包覆，能够有效提高木粉的耐热性，减轻木粉在基础过程中的焦烧问题，使木粉能够满足需要较高加工温度的聚合物的要求，拓展木塑复合材料的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善木粉加工耐热性的方法。本发明有效解决了木粉在高于200℃加工时的焦化分解问题，可满足高性能的聚烯烃木塑复合材料的加工制备条件，应用前景广阔。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种改善木粉加工耐热性的方法，所述方法包括以下过程：将木粉加入到溶有分散剂的金属盐溶液中，用碱液调节pH为7.0-11.0，反应后冷却，抽滤，洗涤，干燥即得到耐热木粉产品；所采用的包覆材料为氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化锌或氢氧化锡中的一种或多种，囊材用量为木粉质量的10%-50%；所用原料中金属盐为镁、铝、锌、锡的氯化物或硫酸盐；所用溶剂为水或醇类溶剂，或为水与醇任意比例的相混溶剂；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、吐温等中的一种或几种，用量为木粉质量的0.1%-10%；所用碱液为氨水、5%-50%的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或碳酸钠溶液中的一种。
所述的一种改善木粉加工耐热性的方法，所述反应温度控制在40-90℃，反应时间为1-8小时。
所述的一种改善木粉加工耐热性的方法，所述耐热木粉的干燥温度为60-120℃。
本发明的优点与效果是：
本发明制备的耐热木粉相比未改性的木粉在耐热性方面有很大提高，初始分解温度大于220℃，有效解决了木粉在高于200℃加工时的焦化分解问题，可满足高性能的聚烯烃木塑复合材料的加工制备条件，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为氢氧化铝包覆木粉颗粒放大2000倍的扫描电子显微镜照片；
图3为氢氧化镁包覆木粉颗粒放大2000倍的扫描电子显微镜照片。
注：本发明的图1—图3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反应器中依次加入1千克十二烷基磺酸钠和500L水，搅拌下加入50千克氯化镁和150千克木粉，50℃下用10%氢氧化钠溶液调节溶液pH到9.5，65℃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，110℃干燥5小时，得到173.4千克氢氧化镁包覆木粉产品。经热失重分析，氢氧化镁包覆木粉的初始分解温度为235.1℃。
实施例2：
向1000L反应器中依次加入0.5千克OP-10、1.5千克十二烷基磺酸钠和600L水，搅拌下加入130千克硫酸铝和150千克木粉，40℃下用氨水调节溶液pH到6.5，65℃保温搅拌反应4小时，降至室温抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼3次，110℃干燥5小时，得到178.6千克氢氧化铝包覆木粉产品。经热失重分析，氢氧化铝包覆木粉的初始分解温度为227.4℃。
实施例3：
向1000L反应器中依次加入1.5千克六偏磷酸钠、1千克十二烷基磺酸钠和600L水，搅拌下加入175千克七水硫酸锌和200千克木粉，50℃下用5%氢氧化钠溶液调节溶液pH到9.0，75℃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，110℃干燥5小时，得到241.3千克氢氧化锌包覆木粉产品。经热失重分析，氢氧化锌包覆木粉的初始分解温度为230.5℃。
实施例4：
向2000L反应器中依次加入1.5千克10%聚乙烯醇溶液、1.5千克十二烷基磺酸钠和1200L水，搅拌下加入156千克硫酸镁和300千克木粉，60℃下用10%氢氧化钾溶液调节溶液pH到9.0，65℃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，110℃干燥5小时，得到357.1千克氢氧化镁包覆木粉产品。经热失重分析，氢氧化镁包覆木粉的初始分解温度为240.3℃。

Claims (4)

1.一种改善木粉加工耐热性的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：向1000L反应器中依次加入1千克十二烷基磺酸钠和500L水，搅拌下加入50千克氯化镁和150千克木粉，50℃下用10%氢氧化钠溶液调节溶液pH到9.5，65℃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，110℃干燥5小时，得到173.4千克氢氧化镁包覆木粉产品。
2.一种改善木粉加工耐热性的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：向1000L反应器中依次加入0.5千克OP-10、1.5千克十二烷基磺酸钠和600L水，搅拌下加入130千克硫酸铝和150千克木粉，40℃下用氨水调节溶液pH到6.5，65℃保温搅拌反应4小时，降至室温抽滤，用蒸馏水洗涤滤饼3次，110℃干燥5小时，得到178.6千克氢氧化铝包覆木粉产品。
3.一种改善木粉加工耐热性的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：向1000L反应器中依次加入1.5千克六偏磷酸钠、1千克十二烷基磺酸钠和600L水，搅拌下加入175千克七水硫酸锌和200千克木粉，50℃下用5%氢氧化钠溶液调节溶液pH到9.0，75℃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，110℃干燥5小时，得到241.3千克氢氧化锌包覆木粉产品。
4.一种改善木粉加工耐热性的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：向2000L反应器中依次加入1.5千克10%聚乙烯醇溶液、1.5千克十二烷基磺酸钠和1200L水，搅拌下加入156千克硫酸镁和300千克木粉，60℃下用10%氢氧化钾溶液调节溶液pH到9.0，65℃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，110℃干燥5小时，得到357.1千克氢氧化镁包覆木粉产品。
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