CN104672590A - 制作家具板的木塑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制作家具板的木塑材料及其制备方法，所述木塑材料的组分及质量份数为：50.3％～77％的树脂；8.8％～25.1％的植物纤维；0.9％～3.0％的加工助剂MBS；0.1%～0.5％的硬脂酸锌；0.1%～0.5％的硬脂酸钙；0.2%～1.0％的二盐基性亚磷酸铅；0.1%～1.0％的石蜡；0.2%～1.0％的硬脂酸；1%～4％的双甲酯共聚物；4%～15％的氯化聚乙烯；0.5%～1.5％的滑石粉；0.5％～2.0％的甲壳质；1％～3.0％的脱乙酰壳多糖；5%～20.1％的轻质碳酸钙，本发明达到纯高分子材料的性能，含水率降低了20%，加热后尺寸变化率降低了15%，拉伸强度提高了40%，抗弯曲强调提高了25%，解决了以往木塑材料不能用在室外门窗的缺陷。

Description

制作家具板的木塑材料及其制备方法
  
技术领域
本发明涉及一种木塑材料及其加工方法，具体涉及用于替代密度板、刨花板及细木工板的绿色、节能、环保的制作家具板的木塑材料及其生产方法。
  
背景技术
现有技术中植物纤维塑料复合材料(木塑材料)即植物纤维(木材边角料、锯末、刨花、枝桠、根茎等)、农业纤维（稻糠、稻草、秸秆、亚麻杆、棉花杆、竹制品下脚料、果壳等）和回收塑料(PE、PP、 PVC、ABS等)是环保、可循环再生材料；主要产品：地板、楼梯扶手、桌椅、家具，栅栏、建筑模板、扣板、托盘、垫架、汽车配件、近海建筑等在内的建筑、包装、运输等工业和民用产品。它可以替代木材及部份塑料产品，但是应用在门窗产品中有着同类产品截面（如铝合金，塑料）部分物理性能指标不符合国家标准，综合性能不能达标，因此导致此类植物纤维塑料复合材料不能直接应用于室外门窗的使用。
发明内容
本发明针对现有的木塑材料的现状，本发明提供了一种制作家具板的木塑材料及其制备方法，提高木塑材料的综合性能，可应用于室外门窗。
为了实现上述目的，本发明提供的制作家具板的木塑材料，所述木塑材料的组分及质量份数为：50.3％～77％的树脂；8.8％～25.1 ％的植物纤维；0.9％～3.0％的加工助剂MBS；0.1%～0.5％的硬脂酸锌；0.1%～0.5％的硬脂酸钙；0.2%～1.0％的二盐基性亚磷酸铅；0.1%～1.0％的石蜡；0.2%～1.0％的硬脂酸；1%～4 ％的双甲酯共聚物；4%～15％的氯化聚乙烯；0.5%～1.5％的滑石粉；0.5％～2.0％的甲壳质；1％～3.0％的脱乙酰壳多糖；5%～20.1％的轻质碳酸钙。
   较佳地，所述树脂为PE。
较佳地，所述树脂为PVC。
较佳地，所述树脂为PP或ABS。
   本发明还提供了制作家具板的木塑材料的制备方法，包括如下步骤：
    （1）、按照以下组分及质量份数制备备用材料：50.3％～77％的树脂；8.8％～25.1 ％的植物纤维；0.9％～3.0％的加工助剂MBS；0.1%～0.5％的硬脂酸锌；0.1%～0.5％的硬脂酸钙；0.2%～1.0％的二盐基性亚磷酸铅；0.1%～1.0％的石蜡；0.2%～1.0％的硬脂酸；1%～4 ％的双甲酯共聚物；4%～15％的氯化聚乙烯；0.5%～1.5％的滑石粉；0.5％～2.0％的甲壳质；1％～3.0％的脱乙酰壳多糖；5%～20.1％的轻质碳酸钙；
    （2）、在速度为120-600rpm 的搅拌的状态下，从放料口中加入植物纤维、树脂、轻质碳酸钙、滑石粉搅拌，继续搅拌，搅拌的速度为800-1200rpm ，加热到温度升至80℃；
    （3）、加入剩余组分，盖上放料口，继续搅拌，搅拌的速度为120-600rpm ，并继续加热至物料混合温度达到115℃，转为800-1200rpm 的搅拌速度，打开放料口，将物料放入冷混锅，待物料温度降到45℃放出装袋。
本发明在木塑材料中添加了甲壳质和脱乙酰壳多糖来提高木塑材料的综合性能，加入抗冲击加工助剂MBS、滑石粉来提高产品的抗冲击强度和刚性，通过独特的配方主要是纤维加高分子材料再加必要的加工助剂另外再加甲壳质和脱乙酰壳多糖，达到纯高分子材料的性能，含水率降低了20%，加热后尺寸变化率降低了15%，拉伸强度提高了40%，抗弯曲强调提高了25%，经过试验证明，本发明的综合性能能提高20%，模量提高16%，解决了以往木塑材料不能用在室外门窗的缺陷。
具体实施方式
实施例1            
本例中所述木塑材料组分的重量组成如下：
52％的PVC；10％的植物纤维；3.0％的加工助剂MBS；
0.5％的硬脂酸锌；0.5％的硬脂酸钙；1.0％的二盐基性亚磷酸铅；
1.0％的石蜡；1.0％的硬脂酸；4％的双甲酯共聚物ACR401；
15％的氯化聚乙烯CPE 135A；1％的滑石粉；1％的甲壳质；
3.0％的脱乙酰壳多糖；13％的重质碳酸钙。
上述组分的木塑材料制备方法如下：
打开混料机（型号：JW-500X1000），主机在低速下300rpm运转；从放料口中加入植物纤维、树脂、轻质碳酸钙、滑石粉搅拌，继续搅拌，搅拌的速度为800rpm ，加热到温度升至80℃，
再加入剩余组分，待物料混合温度达到115度由高速运转转为低速运转，打开放料口，将物料放入冷混锅，待物料温度降到45℃放出装袋。
实施例2
本例中所述木塑材料组分的重量组成如下：
60％的PP；15％的植物纤维；2.0％的加工助剂MBS；
0.3％的硬脂酸锌；0.3％的硬脂酸钙；0.6％的二盐基性亚磷酸铅；
0.5％的石蜡；0.5％的硬脂酸；2％的双甲酯共聚物ACR401；
10％的CPE 氯化聚乙烯135A；1％的滑石粉；1％的甲壳质；
1.8％的脱乙酰壳多糖；5％的重质碳酸钙。
上述组分的木塑材料制备方法如下：
打开混料机（型号：JW-500X1000），在速度为200rpm 的搅拌的状态下，从放料口中加入植物纤维、树脂、轻质碳酸钙、滑石粉搅拌，继续搅拌，搅拌的速度为1100rpm ，加热到温度升至80℃；
加入剩余组分，盖上放料口，继续搅拌，搅拌的速度为800rpm ，并继续加热至物料混合温度达到115℃，转为800rpm 的搅拌速度，打开放料口，将物料放入冷混锅，待物料温度降到45℃放出装袋。
实施例3
本例中所述木塑材料组分的重量组成如下：
75％的PE；9％的植物纤维；1.0％的加工助剂MBS；
0.1％的硬脂酸锌；0.1％的硬脂酸钙；0.2％的二盐基性亚磷酸铅；
0.2％的石蜡；0.2％的硬脂酸；1％的双甲酯共聚物ACR401；
4％的氯化聚乙烯CPE 135A；0.5％的滑石粉；1％的甲壳质；
1.0％的脱乙酰壳多糖；6.7％的重质碳酸钙。
上述组分的木塑材料制备方法如下：
 打开混料机（型号：JW-500X1000），在速度为500rpm 的搅拌的状态下，从放料口中加入植物纤维、树脂、轻质碳酸钙、滑石粉搅拌，继续搅拌，搅拌的速度为1100rpm ，加热到温度升至80℃；
加入剩余组分，盖上放料口，继续搅拌，搅拌的速度为900rpm ，并继续加热至物料混合温度达到115℃，转为1000rpm 的搅拌速度，打开放料口，将物料放入冷混锅，待物料温度降到45℃放出装袋。
实施例4
本例中所述木塑材料组分的重量组成如下：
55％的ABS；25％的植物纤维；1.0％的加工助剂MBS；
0.1％的硬脂酸锌；0.1％的硬脂酸钙；0.2％的二盐基性亚磷酸铅；
0.2％的石蜡；0.2％的硬脂酸；1％的双甲酯共聚物ACR401；
8％的氯化聚乙烯CPE 135A；0.5％的滑石粉；1％的甲壳质；
1.0％的脱乙酰壳多糖；6.7％的重质碳酸钙。
 上述组分的木塑材料制备方法如下：
打开混料机（型号：JW-500X1000），在速度为400rpm 的搅拌的状态下，从放料口中加入植物纤维、树脂、轻质碳酸钙、滑石粉搅拌，继续搅拌，搅拌的速度为1200rpm ，加热到温度升至80℃；
加入剩余组分，盖上放料口，继续搅拌，搅拌的速度为800rpm ，并继续加热至物料混合温度达到115℃，转为1100rpm 的搅拌速度，打开放料口，将物料放入冷混锅，待物料温度降到45℃放出装袋。
本发明木塑材料的性能检测结果如下：
1）、本发明木塑材料性能表  
项  目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
含水率，%                       ≤2.5 2.0 2.2 1.8 2.0
低温落锤冲击（试样破裂数），个    ≤1 1 1 1 1
加热后尺寸变化率，%          3±0.5 3.0 2.8 3.2 3.0
24h吸水厚度膨胀率，%            ≤1.2 1 1．1 0.8 0.9
邵氏硬度（D型）                 ≥50 50 52 50 51
氧指数，%                        ≥30 32 30 34 32
烟密度（SDR）                   ≤75 75 74 72 73
握钉拔力，N/mm                  ≥7.5 8.0 8.1 7.8 7.7
抗老化， h                      ≥3 000  4 000  3 800  4 200  3 600
抗拉伸强度，MPa                  ≥8 12 13 11 12
抗弯曲强度，MPa                  ≥16 20 22 19 20
从上述表中可以看出，本发明的木塑材料性综合性能高，能够满足直接应用于室外门窗的参数标准。
2）、落锤冲击测试
2.1原理
以规定高度和质量的球体冲击试样表面，对试验结果的评价采用通过法测定产品冲击性能。
2.2试样制备
从三根本发明制作的木塑材料型材中共截取长度为250mm±5mm的全截面10个，作为试样。
2.3试验工具
a)       钢球：质量约324g±2g，锤头半径25mm±5mm；
b)      垫层：选用泡沫聚乙烯，幅面为300mm×300mm，厚度2.5mm±0.2mm，面密度75g/m2。
2.4试验条件
将试样在-8℃±1℃条件下放置1h后，开始测试。在标准环境23℃±2℃，试验应在10s内完成。
2.5试验步骤
 a)将垫层置于水平、光滑的地面；
b)将试样可视面向上放在垫层上，并将一蓝色的复印纸置于试件表面上；
c)根据不同的产品的高度，使钢球对准试件表面的中心位置自由落下，冲击试件表面(防止钢球在试件表面反复跳动，钢球落点应在距离试件中心点50㎜范围)，每个试样各冲击一次，观察并记录试件表面破裂、分离的试样个数。试样可视面的壁厚和钢球高度见表1。
 注：如果试验后试样仅出现凹陷或变形，则视为通过。测试结果如下示出的表1：
通过上表可以看出，在同样的可视面的壁厚的条件下，使 钢球对准试件表面的中心位置自由落下，冲击试件表面，本发明的木塑材料了承受的钢球落下高度高于现有技术中的木塑材料钢球落下高度，且出现的表面完好的个数远高于现有技术，表明本发明的木塑材料抗冲击能力加强。

Claims (5)

1.一种制作家具板的木塑材料，其特征在于：所述木塑材料的组分及质量份数为：50.3％～77％的树脂；8.8％～25.1 ％的植物纤维；0.9％～3.0％的加工助剂MBS；0.1%～0.5％的硬脂酸锌；0.1%～0.5％的硬脂酸钙；0.2%～1.0％的二盐基性亚磷酸铅；0.1%～1.0％的石蜡；
0.2%～1.0％的硬脂酸；1%～4 ％的双甲酯共聚物；4%～15％的氯化聚乙烯；0.5%～1.5％的滑石粉；0.5％～2.0％的甲壳质；1％～3.0％的脱乙酰壳多糖；5%～20.1％的轻质碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的制作家具板的木塑材料，其特征是：所述树脂为PE。
3.根据权利要求1所述的制作家具板的木塑材料，其特征是：所述树脂为PVC。
4.根据权利要求1所述的制作家具板的木塑材料，其特征是：所述树脂为PP或ABS。
5.  权利要求1所述制作家具板的木塑材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
    （1）、按照以下组分及质量份数制备备用材料：50.3％～77％的树脂；8.8％～25.1 ％的植物纤维；0.9％～3.0％的加工助剂MBS；0.1%～0.5％的硬脂酸锌；0.1%～0.5％的硬脂酸钙；0.2%～1.0％的二盐基性亚磷酸铅；0.1%～1.0％的石蜡；0.2%～1.0％的硬脂酸；1%～4 ％的双甲酯共聚物；4%～15％的氯化聚乙烯；0.5%～1.5％的滑石粉；0.5％～2.0％的甲壳质；1％～3.0％的脱乙酰壳多糖；5%～20.1％的轻质碳酸钙；
    （2）、在速度为120-600rpm 的搅拌的状态下，从放料口中加入植物纤维、树脂、轻质碳酸钙、滑石粉搅拌，继续搅拌，搅拌的速度为800-1200rpm ，加热到温度升至80℃；
    （3）、加入剩余组分，盖上放料口，继续搅拌，搅拌的速度为120-600rpm ，并继续加热至物料混合温度达到115℃，转为800-1200rpm 的搅拌速度，打开放料口，将物料放入冷混锅，待物料温度降到45℃放出装袋。
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