一种高光度热塑性复合木塑材料制备方法及其制品
技术领域
本发明涉及木塑材料技术领域,具体涉及一种高光度热塑性复合木塑材料制备方法及其制品。
背景技术
目前,人们大量砍伐木材,使森林资源遭到严重的破坏,大自然生态环境受到极大的损害,为造福子孙后代,人们正在开发各种替代天然木材的材料,以减少人类对天然木材的依赖。在我国曾广泛推广使用刨花板,但无论从手感、外观或质量来看,它与木材相差甚远,刚性不好,没有木材的手感和质感,因此不能满足人们青睐木制品的消费需求。
在这种情况下,新一代木塑复合材料应运而生,在国外,近年来对木塑复合材料进行了大量研究,从理论到应用技术取得了较大的进展。木塑复合材料是通过木材废弃物制成超细木粉后,填充在塑料粒子中,在螺杆挤出机中挤出造粒,最后将所得的粒料在挤出机中挤出加工成型,或通过注塑设备注塑成型,制得复合木塑材料。虽然所描述的木塑材料大致地满足人们追求天然木材的心理需求,然而该类木塑材料还远远不能达标,其问题是,产品注塑成型后还需要进一步打磨抛光,对后续产品表面进行亮度处理,加重后续处理,容易影响原表面花纹质量,远远不能达到木塑材料;同时,材料中的木质原料比例较低,其他材料比例较高,导致材料的整体成本较高。
因此,开发一种低成本、高光度热塑性复合木塑材料制备方法及制品,就变得非常重要。
发明内容
针对上述技术的不足,本发明的目的在于,提供一种低成本、高光度热塑性复合木塑材料。
本发明的目的还在于,提供一种高光度热塑性复合木塑材料的产业化的制备方法。
本发明通过预先在原料制备过程中,进行对木质原料改性处理及表面杂质处理,除去表面的氧化物、浮渣等物质,增加表面的光泽度,提高产品的表面光洁度,提高其表面附着力,同时通过提高木质原料的填充比例,来降低材料的整体成本。
为实现上述目的,发明所采用的技术方案是:
一种高光度热塑性复合木塑材料的制备方法,其特征在于,其包括以下步骤:
(1)预先制备以下重量份的原料:
木质粉料60~100份、塑料粒子20~40份、改性剂0.5~2份、光亮剂2~7份、稳定剂3~8份、石蜡2~3份、氯化聚乙烯3~12份、丙烯酸酯0.3~3份、发泡剂0.3~1.5份、抑烟剂5~10份、碳酸钙2~6份、着色剂2~4份、木香剂1.5~3份;
(2)称取步骤(1)中的木质粉料和改性剂,用改性剂对干燥后的木质粉料进行改性浸泡处理,去除其极性;
(3)将步骤(2)改性后的木质粉料中加入光亮剂,并用光亮剂完全浸泡木质粉料表面,去除木质粉料表面的表面杂质,保持外表面的洁净、非极性,提高其表面附着力;
(4)将处理后的木质粉料、塑料粒子、稳定剂、石蜡、氯化聚乙烯、丙烯酸酯及发泡剂,依次加入到高速混合机中,进行混合均相,制得混合物A;
(5)称取步骤(1)中的碳酸钙、着色剂、抑烟剂和木香剂,与将步骤(4)所制得的混合物A进行混合均相,制得混合物B;
(6)将混合物B置于螺杆挤出机中挤出造粒,最后将所得的粒料在挤出机中挤出加工成型,或通过注塑设备注塑成型,制得高光度热塑性复合木塑材料。
所述的改性剂为非离子型表面活性剂;所述的光亮剂为由丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯单体、聚二甲基硅烷、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾组成的水性光亮剂。
所述木质粉料为木粉、植物秸秆粉、植物种壳中的一种或多种的混合物;所述塑料粒子为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种的混合物。
所述发泡剂包括吸热型发泡剂和放热型发泡剂;吸热型发泡剂为碳酸铵、碳酸氢铵、NaHCO3发泡剂、AC/NaHCO3复合发泡溶剂、偶氮二甲酰胺复合物发泡剂、柠檬酸与碳酸氢钠复合物发泡剂中的至少一种或二种以上;放热型发泡剂为偶氮二甲酰胺发泡剂、偶氮甲酰胺甲酸钾中的至少一种。
所述着色剂为无机颜料、有机颜料等中的至少一种,所述无机颜料可为氧化锌、氧化铁红、炭黑复合颜料中的至少一种,所述有机颜料可为联苯胺黄、喹吖啶酮紫、永固黄HR中的至少一种。
所述抑烟剂为钼酸锌、氧化铁、氧化锌、氧化亚铜、硼酸锌、氢氧化镁中的至少一种;所述木香剂可为云木木香油、檀木木香油、香樟木香油中的至少一种。
一种实施上述方法制备的高光度热塑性复合木塑材料,其特征在于,其由按以下重量份数的组份制成:木质粉料60~100份、塑料粒子20~40份、改性剂0.5~2份、光亮剂2~7、稳定剂3~8份、石蜡2~3份、氯化聚乙烯3~12份、丙烯酸酯0.3~3份、发泡剂0.3~1.5份、抑烟剂5~10份、碳酸钙2~6份、着色剂2~4份、木香剂1.5~3份。
所述的改性剂为非离子型表面活性剂;所述的光亮剂为由丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯单体、聚二甲基硅烷、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾组成的水性光亮剂。
所述木质粉料为木粉、植物秸秆粉、植物种壳中的一种或多种的混合物;所述塑料粒子为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种的混合物;
所述发泡剂包括吸热型发泡剂和放热型发泡剂;吸热型发泡剂为碳酸铵、碳酸氢铵、NaHCO3发泡剂、AC/NaHCO3复合发泡溶剂、偶氮二甲酰胺复合物发泡剂、柠檬酸与碳酸氢钠复合物发泡剂中的至少一种或二种以上;放热型发泡剂为偶氮二甲酰胺发泡剂、偶氮甲酰胺甲酸钾中的至少一种。
所述着色剂可为无机颜料、有机颜料等中的至少一种,所述无机颜料可为氧化锌、氧化铁红、炭黑复合颜料中的至少一种,所述有机颜料可为联苯胺黄、喹吖啶酮紫、永固黄HR中的至少一种;
所述抑烟剂为钼酸锌、氧化铁、氧化锌、氧化亚铜、硼酸锌、氢氧化镁中的至少一种;所述木香剂可为云木木香油、檀木木香油、香樟木香油中的至少一种。
本发明的有益效果为:本发明提供的高光度热塑性复合木塑材料,通过木粉、植物秸秆粉、植物种壳等木质粉料为原料制成超细木粉后,填充在塑料粒子中,通过预先在原料制备过程中,进行对木质原料改性处理及表面杂质处理,除去表面的氧化物、浮渣等物质,增加表面的光泽度,提高产品的表面光洁度,增强其表面附着力,并可去除材料成型后的后续打磨抛光处理。本发明提供木塑材料以木质原料为主,塑胶料为辅,着重打造仿实木效果,该类复合木材具有触感良好,木质材料含量高,难燃、防腐等特点,而且该材料所制成的木材形成由里及外的类似木纹图案,最大限度地满足人们追求天然木材的心理需求,该复合木材可大量替代天然木材,且综合成本较低。
本发明提供的制备方法将各原料组份有机结合,经科学组方调配,利用现代生产技术研制高光度热塑性复合木塑材料制品,具有广阔的市场前景。
具体实施方式
实施例1:本实施例提供的高光度热塑性复合木塑材料的制备方法,其特征在于,其包括以下步骤:
(1)预先制备以下重量份的原料:
木质粉料60~100份、塑料粒子20~40份、改性剂0.5~2份、光亮剂2~7份、稳定剂3~8份、石蜡2~3份、氯化聚乙烯3~12份、丙烯酸酯0.3~3份、发泡剂0.3~1.5份、抑烟剂5~10份、碳酸钙2~6份、着色剂2~4份、木香剂1.5~3份;
(2)称取步骤(1)中的木质粉料和改性剂,用改性剂对干燥后的木质粉料进行改性浸泡处理,去除其极性,提高其表面附着力;
(3)将步骤(2)改性后的木质粉料中加入光亮剂,并用光亮剂完全浸泡木质粉料表面,去除木质粉料表面的表面杂质,保持外表面的洁净、非极性;
(4)将处理后的木质粉料、塑料粒子、稳定剂、石蜡、氯化聚乙烯、丙烯酸酯及发泡剂,依次加入到高速混合机中,进行混合均相,制得混合物A;
(5)称取步骤(1)中的碳酸钙、着色剂、抑烟剂和木香剂,与将步骤(4)所制得的混合物A进行混合均相,制得混合物B;
(6)将混合物B置于螺杆挤出机中挤出造粒,最后将所得的粒料在挤出机中挤出加工成型,或通过注塑设备注塑成型,制得高光度热塑性复合木塑材料。
所述的改性剂为非离子型表面活性剂;所述的光亮剂为由丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯单体、聚二甲基硅烷、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾组成的水性光亮剂。
所述木质粉料为木粉、植物秸秆粉、植物种壳中的一种或多种的混合物;所述塑料粒子为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种的混合物。
所述发泡剂包括吸热型发泡剂和放热型发泡剂;吸热型发泡剂为碳酸铵、碳酸氢铵、NaHCO3发泡剂、AC/NaHCO3复合发泡溶剂、偶氮二甲酰胺复合物发泡剂、柠檬酸与碳酸氢钠复合物发泡剂中的至少一种或二种以上;放热型发泡剂为偶氮二甲酰胺发泡剂、偶氮甲酰胺甲酸钾中的至少一种。
所述着色剂为无机颜料、有机颜料等中的至少一种,所述无机颜料可为氧化锌、氧化铁红、炭黑复合颜料中的至少一种,所述有机颜料可为联苯胺黄、喹吖啶酮紫、永固黄HR中的至少一种。
所述抑烟剂为钼酸锌、氧化铁、氧化锌、氧化亚铜、硼酸锌、氢氧化镁中的至少一种;所述木香剂可为云木木香油、檀木木香油、香樟木香油中的至少一种。
一种实施上述方法制备的高光度热塑性复合木塑材料,其由按以下重量份数的组份制成:木质粉料60~100份、塑料粒子20~40份、改性剂0.5~2份、光亮剂2~7、稳定剂3~8份、石蜡2~3份、氯化聚乙烯3~12份、丙烯酸酯0.3~3份、发泡剂0.3~1.5份、抑烟剂5~10份、碳酸钙2~6份、着色剂2~4份、木香剂1.5~3份。
所述的改性剂为非离子型表面活性剂具体为:月桂醇聚氧乙烯醚,辛醇聚氧乙烯醚,12-14碳伯醇聚氧乙烯醚,仲醇聚氧乙烯醚,脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚之一,或者类似的其他型号的非离子型表面活性剂,均可以实现本发明技术效果。
所述的光亮剂为由丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯单体、聚二甲基硅烷、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾组成的水性光亮剂,具体组分及比例可参考现有文献。
所述木质粉料为木粉、植物秸秆粉、植物种壳中的一种或多种的混合物;所述塑料粒子为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种的混合物;
所述发泡剂包括吸热型发泡剂和放热型发泡剂;吸热型发泡剂为碳酸铵、碳酸氢铵、NaHCO3发泡剂、AC/NaHCO3复合发泡溶剂、偶氮二甲酰胺复合物发泡剂、柠檬酸与碳酸氢钠复合物发泡剂中的至少一种或二种以上;放热型发泡剂为偶氮二甲酰胺发泡剂、偶氮甲酰胺甲酸钾中的至少一种。
所述着色剂可为无机颜料、有机颜料等中的至少一种,所述无机颜料可为氧化锌、氧化铁红、炭黑复合颜料中的至少一种,所述有机颜料可为联苯胺黄、喹吖啶酮紫、永固黄HR中的至少一种;
所述抑烟剂为钼酸锌、氧化铁、氧化锌、氧化亚铜、硼酸锌、氢氧化镁中的至少一种;所述木香剂可为云木木香油、檀木木香油、香樟木香油中的至少一种。
实施例2:本实施例提供的高光度热塑性复合木塑材料的制备方法及制品,其原料组分和步骤均与实施例1基本相同,其不同之处在于:
该高光度热塑性复合木塑材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)预先制备以下重量份的原料:
木粉70份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物塑料粒子25份、非离子型表面活性剂改性剂1份、聚二甲基硅烷光亮剂6份、稳定剂3份、石蜡3份、氯化聚乙烯7份、丙烯酸酯0.3份、碳酸铵/碳酸氢铵/NaHCO3发泡剂1份、钼酸锌/氧化铁/硼酸锌抑烟剂5份、碳酸钙2份、氧化锌/氧化铁红/炭黑着色剂2份、檀木木香油木香剂2份;
(2)称取步骤(1)中的木粉和改性剂,用改性剂对干燥后的木粉进行表面改性处理,提高其表面附着力;
(3)将步骤(2)改性后的木粉中加入光亮剂,并用光亮剂完全浸泡木粉表面,去除停留在木粉表面的油污、氧化及未氧化的表面杂质,保持外部的洁净、光泽度,对木粉进一步预处理,进一步提高其表面附着力;
(4)将处理后的木粉、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、稳定剂、石蜡、氯化聚乙烯、丙烯酸酯及发泡剂,依次加入到高速混合机中,进行混合均相,制得混合物A;
(5)称取步骤(1)中的碳酸钙、着色剂、抑烟剂和木香剂,与将步骤(4)所制得的混合物A进行混合均相,制得混合物B;
(6)将混合物B置于螺杆挤出机中挤出造粒,最后将所得的粒料在挤出机中挤出加工成型,或通过注塑设备注塑成型,制得高光度热塑性复合木塑材料。
本实施例中,非离子型表面活性剂具体为辛醇聚氧乙烯醚。
实施例3:本实施例提供的高光度热塑性复合木塑材料的制备方法及制品,其原料组分和步骤均与实施例1、2基本相同,其不同之处在于:
(1)预先制备以下重量份的原料:
植物秸秆粉/植物种壳木质粉料100份、丙烯腈-苯乙烯共聚物/聚甲基丙烯酸甲酯塑料粒子40份、非离子型表面活性剂改性剂2份、丙烯酸光亮剂7份、稳定剂8份、石蜡3份、氯化聚乙烯12份、丙烯酸酯3份、偶氮二甲酰胺发泡剂/偶氮甲酰胺甲酸钾发泡剂1.5份、氧化亚铜/硼酸锌/氢氧化镁抑烟剂10份、碳酸钙6份、联苯胺黄/喹吖啶酮紫/永固黄着色剂4份、云木木香油/檀木木香油木香剂2份;
(2)称取步骤(1)中的木质粉料和改性剂,用改性剂对干燥后的木质粉料进行表面改性处理;
(3)将步骤(2)改性后的木质粉料中加入光亮剂,并用光亮剂完全浸泡木质粉料表面,去除停留在木质粉料表面的油污、氧化及未氧化的表面杂质,保持外部的洁净、光泽度,对木质粉料进一步预处理;
(4)将处理后的木质粉料、塑料粒子、稳定剂、石蜡、氯化聚乙烯、丙烯酸酯及发泡剂,依次加入到高速混合机中,进行混合均相,制得混合物A;
(5)称取步骤(1)中的碳酸钙、着色剂、抑烟剂和木香剂,与将步骤(4)所制得的混合物A进行混合均相,制得混合物B;
(6)将混合物B置于螺杆挤出机中挤出造粒,最后将所得的粒料在挤出机中挤出加工成型,或通过注塑设备注塑成型,制得高光度热塑性复合木塑材料。
所述的改性剂为非离子型表面活性剂具体为月桂醇聚氧乙烯醚。
实施例4:本实施例提供的高光度热塑性复合木塑材料的制备方法及制品,其原料组分和步骤均与实施例1、2、3基本相同,其不同之处在于:
(1)预先制备以下重量份的原料:
木粉木质粉料90份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/聚甲基丙烯酸甲酯树脂塑料粒子20份、非离子型表面活性剂改性剂0.5份、十二烷基硫酸钠光亮剂5份、稳定剂5份、石蜡2份、氯化聚乙烯3份、丙烯酸酯3份、碳酸铵/碳酸氢铵/NaHCO3发泡剂1份、钼酸锌/氧化铁/硼酸锌抑烟剂5份、碳酸钙6份、氧化锌/氧化铁红/炭黑着色剂3份、檀木木香油木香剂2份;
(2)称取步骤(1)中的木质粉料和改性剂,用改性剂对干燥后的木质粉料进行改性处理;
(3)将步骤(2)改性后的木质粉料中加入光亮剂,并用光亮剂完全浸泡木质粉料表面,去除停留在木质粉料表面的油污、氧化及未氧化的表面杂质,保持外部的洁净、光泽度,对木质粉料进一步预处理;
(4)将处理后的木质粉料、塑料粒子、稳定剂、石蜡、氯化聚乙烯、丙烯酸酯及发泡剂,依次加入到高速混合机中,进行混合均相,制得混合物A;
(5)称取步骤(1)中的碳酸钙、着色剂、抑烟剂和木香剂,与将步骤(4)所制得的混合物A进行混合均相,制得混合物B;
(6)将混合物B置于螺杆挤出机中挤出造粒,最后将所得的粒料在挤出机中挤出加工成型,或通过注塑设备注塑成型,制得高光度热塑性复合木塑材料。
所述的改性剂为非离子型表面活性剂具体为:12-14碳伯醇聚氧乙烯醚,仲醇聚氧乙烯醚或脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚之一,或者类似的其他型号的非离子型表面活性剂,均可以实现本发明技术效果。
本发明的有益效果为:本发明提供的高光度热塑性复合木塑材料,通过木粉、植物秸秆粉、植物种壳等木质粉料为原料制成超细木粉后,填充在塑料粒子中,通过预先在原料制备过程中,进行对木质原料改性处理及表面杂质处理,除去表面的氧化物、浮渣等物质,增加表面的光泽度,提高产品的表面光洁度,去除后续打磨抛光处理。同时,本发明提供木塑材料以木质原料为主,塑胶料为辅,着重打造仿实木效果,该类复合木材具有触感良好,难燃、防腐等特点,而且该材料所制成的木材形成由里及外的类似木纹图案,最大限度地满足人们追求天然木材的心理需求,该复合木材可大量替代天然木材。
本发明提供的制备方法:将各原料组份有机结合,经科学组方调配,利用现代生产技术研制高光度热塑性复合木塑材料制品,具有广阔的市场前景。
上述各实施例所制备而成的高光度热塑性复合木塑材料,其主要性能检测结果如下:拉伸强度保持在17.5~17.8MPa,弯曲强度在15.9~16.6MPa,吸水率在0.79~0.81%,握螺钉力2239~2249N,热收缩率在0.5~0.56,耐钉度不裂口,无气泡、裂缝、麻点,各实施例提供木塑材料以木质原料为主,塑胶料为辅,着重打造仿实木效果,表面无氧化物、浮渣等物质,成型后其光泽度高,提高产品后期制作的表面光洁度,且具有触感良好,难燃、防腐等特点。
本发明并不能穷尽所有的实施例,根据上述实施例记载的所述组分、配比及工艺条件作为比照,在合理范围内,本领域技术人员还可以自组配获得其他的实施例,其均在本发明保护范围内。