CN103483841B - 一种耐磨、防水、抗老化型木塑复合材料及其成型工艺 - Google Patents

一种耐磨、防水、抗老化型木塑复合材料及其成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用废旧聚乙烯制备的木塑复合材料及其成型工艺。所述的木塑复合材料的组分配比如下：110份木粉纤维、50-60份废旧聚乙烯塑料、1.5-3.5份相溶剂、1-2份润滑剂、0.1-0.3份抗紫外线剂、5-6份着色剂、15-20份碳酸钙、0.1-0.3份抗氧剂以及3-5份硬脂酸。本发明制备的木塑复合材料具有优良的综合性能和良好的加工性能，其抗老化、防水、防潮、防虫、耐磨、抗污等性能均优于现有技术产品；特别是其采用的废旧聚乙烯是由废旧线缆皮加工制备得到，能够100%回收再利用，比现有产品更环保、适合工业化生产。

Description

一种耐磨、防水、抗老化型木塑复合材料及其成型工艺
技术领域
本发明属于塑料加工领域，尤其是涉及一种耐磨、防水、抗老化型木塑复合材料及其成型工艺。
背景技术
木塑复合材料是一种用木粉、木纤维或植物纤维填充热塑性聚合物复合材料，兼有木材和塑料的优点。它主要原料是农林废弃物（如废弃木材、农作物稻秸秆等）和热塑性塑料。目前的木塑复合材料的问题在于:1.未塑化的极性木质纤维与塑料相容性差，塑料和木质纤维的结合不紧，导致整个材料综合品质下降；2.使用塑料比例大，木质效果不理想，生产成本偏高，生产成本偏高，环保性能不够理想。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种具有优良的抗老化、防水、防潮等综合性能且环保的木塑复合材料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种耐磨、防水、抗老化型木塑复合材料，其特征在于：所述木塑复合材料由下列重量配比的原料组成：
其中，所述相溶剂为马来酸酐接枝相溶剂。所述润滑剂为聚乙烯蜡。所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂626中的任意一种。所述着色剂为氧化铁红、氧化铁黄中的一种。
进一步，配方中所述废旧聚乙烯塑料是由废旧线缆原生线缆皮经过粉碎至粒径为3-5mm的颗粒,将粉碎后的线缆皮颗粒用水漂洗，浸泡，分层，所得上层液体为含有聚乙烯（PE）颗粒的溶液，取上层溶液进行离心，过滤，所得固体经过自然晒干得到废旧聚乙烯塑料。
上述步骤中，所述离心机的转速为1000-1500r/min。
本发明的另一目的是提供一种木塑复合材料的成型工艺，包括以下步骤：
（1）将粒径为40-80目的木粉纤维，进行烘干得至含水率≤1.5%；
（2）将110份重量份的木粉纤维与配方量的废旧聚乙烯塑料混合，再加入相溶剂、润滑剂、抗紫外线剂、着色剂、抗氧剂和硬脂酸相混合，最后加入碳酸钙进行高速混合至100℃；
（3）将上述混合均匀的物料加入到平行双螺杆造粒机中，在160-190℃进行混炼塑化后进行挤出处理；
（4）将挤出的块料风冷后，粉碎至粒径为5-10mm的颗粒，即得木塑复合材料颗粒。
（5）将上述木塑复合材料颗粒进行挤出成型，即得木塑复合材料制品。
进一步，所述步骤（3）中的挤出工艺温度控制如下：一区、二区、三区、四区为140-160℃，五区为130-160℃，六区为150-170℃，七区为160-180℃，八区为170-190℃，九区为180-200℃。
本发明具有的优点和积极效果是：
（1）本发明采用的废旧聚乙烯塑料是由原生态的废旧线缆皮经过加工制得的，利用该废旧聚乙烯塑料制得的木塑复合材料能够100%回收再利用，成本低廉、工艺环保。
（2）本发明制备的木塑复合材料具有优良的综合性能和良好的加工性能，其抗老化、防水、防潮、防虫、耐磨、抗污等性能均优于现有技术产品，适合工业化生产。
具体实施方式
实施例1：
1.原料组成：
2.制备方法：
2.1废旧聚乙烯塑料的制备：
将废旧线缆原生线缆皮经过粉碎至粒径为3-5mm的颗粒,将粉碎后的线缆皮颗粒用水漂洗，浸泡，分层，所得上层液体为含有聚乙烯（PE）颗粒的溶液，取上层溶液进行离心，离心机的转速为1000-1500r/min，过滤，所得固体经过自然晒干得到废旧聚乙烯塑料。
2.2木塑复合材料的制备：
将粒径为40-80目的木粉纤维（废旧木材经粉碎制得），进行烘干得至含水率≤1.5%；将110份重量份的木粉纤维与50份废旧聚乙烯塑料加入高混机中混合，再加入1.5份相溶剂（马来酸酐接枝相溶剂）、2份润滑剂（聚乙烯蜡）、0.15份抗紫外线剂（UV-531）、5份着色剂（氧化铁红）、0.2份抗氧剂（抗氧剂1010）和3份硬脂酸（硬脂酸1801）高速混合，最后在高混机中加入16份碳酸钙，高速混合至100℃，使体系混合均匀。
将上述混合均匀的物料加入到平行双螺杆造粒机中，在160-190℃进行混炼塑化后进行挤出处理；所述平行双螺杆造粒机的挤出工艺温度控制如下：一区、二区、三区、四区为140-160℃，五区为130-160℃，六区为150-170℃，七区为160-180℃，八区为170-190℃，九区为180-200℃。
将挤出的块料风冷后，粉碎至粒径为5-10mm的颗粒，即得木塑复合材料颗粒。将上述木塑复合材料颗粒进行挤出成型，即得木塑复合材料制品。
实施例2：
1.原料组成：
2.制备方法：
2.1废旧聚乙烯塑料的制备：
将废旧线缆原生线缆皮经过粉碎至粒径为3-5mm的颗粒,将粉碎后的线缆皮颗粒用水漂洗，浸泡，分层，所得上层液体为含有聚乙烯（PE）颗粒的溶液，取上层溶液进行离心，离心机的转速为1000-1500r/min，过滤，所得固体经过自然晒干得到废旧聚乙烯塑料。
2.2木塑复合材料的制备：
将粒径为40-80目的木粉纤维（废旧木材经粉碎制得），进行烘干得至含水率≤1.5%；将110份重量份的木粉纤维与55份废旧聚乙烯塑料加入高混机中混合，再加入3份相溶剂（马来酸酐接枝相溶剂）、2份润滑剂（聚乙烯蜡）、0.3份抗紫外线剂（UV-531）、5份着色剂（氧化铁黄）、0.3份抗氧剂（抗氧剂626）和5份硬脂酸（硬脂酸1801）高速混合，最后在高混机中加入18份碳酸钙，高速混合至100℃，使体系混合均匀。
将上述混合均匀的物料加入到平行双螺杆造粒机中，在160-190℃进行混炼塑化后进行挤出处理；所述平行双螺杆造粒机的挤出工艺温度控制如下：一区、二区、三区、四区为140-160℃，五区为130-160℃，六区为150-170℃，七区为160-180℃，八区为170-190℃，九区为180-200℃。
将挤出的块料风冷后，粉碎至粒径为5-10mm的颗粒，即得木塑复合材料颗粒。将上述木塑复合材料颗粒进行挤出成型，即得木塑复合材料制品。
实施例3：
1.原料组成：
2.制备方法：
2.1废旧聚乙烯塑料的制备：
将废旧线缆原生线缆皮经过粉碎至粒径为3-5mm的颗粒,将粉碎后的线缆皮颗粒用水漂洗，浸泡，分层，所得上层液体为含有聚乙烯（PE）颗粒的溶液，取上层溶液进行离心，离心机的转速为1000-1500r/min，过滤，所得固体经过自然晒干得到废旧聚乙烯塑料。
2.2木塑复合材料的制备：
将粒径为40-80目的木粉纤维（废旧木材经粉碎制得），进行烘干得至含水率≤1.5%；将110份重量份的木粉纤维与55份废旧聚乙烯塑料加入高混机中混合，再加入3份相溶剂（马来酸酐接枝相溶剂）、2份润滑剂（聚乙烯蜡）、0.3份抗紫外线剂（UV-531）、6份着色剂（氧化铁黄）、0.2份抗氧剂（抗氧剂168）和4份硬脂酸（硬脂酸1801）高速混合，最后在高混机中加入20份碳酸钙，高速混合至100℃，使体系混合均匀。
将上述混合均匀的物料加入到平行双螺杆造粒机中，在160-190℃进行混炼塑化后进行挤出处理；所述平行双螺杆造粒机的挤出工艺温度控制如下：一区、二区、三区、四区为140-160℃，五区为130-160℃，六区为150-170℃，七区为160-180℃，八区为170-190℃，九区为180-200℃。
将挤出的块料风冷后，粉碎至粒径为5-10mm的颗粒，即得木塑复合材料颗粒。将上述木塑复合材料颗粒进行挤出成型，即得木塑复合材料制品。
试验例1
将上述各实施例所制备的木塑复合材料注塑成测试用的木塑地板样品，对其进行物理性能测试，结果如下表所示：
由上述试验例测试结果可见：本发明所制备的木塑复合材料具有优良的综合性能，所制得的制品无论在质量和理化性能上都优于现有产品；同时，能够100%回收再利用，成本低廉、工艺环保。
以上对本发明的较佳实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种耐磨、防水、抗老化型木塑复合材料，其特征在于：所述木塑复合材料由下列重量配比的原料组成：
所述废旧聚乙烯塑料是由废旧线缆原生线缆皮经过粉碎至粒径为3-5mm的颗粒,将粉碎后的线缆皮颗粒用水漂洗，浸泡，分层，所得上层液体为含有聚乙烯(PE)颗粒的溶液，取上层溶液进行离心，过滤，所得固体经过自然晒干得到废旧聚乙烯塑料；
所述木塑复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将粒径为40-80目的木粉纤维，进行烘干得至含水率≤1.5％；
(2)将110份重量份的木粉纤维与配方量的废旧聚乙烯塑料混合，再加入相溶剂、润滑剂、抗紫外线剂、着色剂、抗氧剂和硬脂酸相混合，最后加入碳酸钙进行高速混合至100℃；
(3)将上述混合均匀的物料加入到平行双螺杆造粒机中，在160-190℃进行混炼塑化后进行挤出处理；
(4)将挤出的块料风冷后，粉碎至粒径为5-10mm的颗粒，即得木塑复合材料颗粒；
(5)将上述木塑复合材料颗粒进行挤出成型，即得木塑复合材料制品。
2.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于：所述相溶剂为马来酸酐接枝相溶剂。
3.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡。
4.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂626中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于：所述着色剂为氧化铁红、氧化铁黄中的一种。
6.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于：所述离心机的转速为1000-1500r/min。
7.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于：所述步骤(3)中的挤出工艺温度控制如下：一区、二区、三区、四区为140-160℃，五区为130-160℃，六区为150-170℃，七区为160-180℃，八区为170-190℃，九区为180-200℃。
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