CN104861680A

CN104861680A - 一种木质粉/聚乙烯复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN104861680A
Application number: CN201410807987.8A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2015-08-26

Abstract

本发明公开了一种木质粉/聚乙烯复合材料及其制备方法。本发明的一种木质粉/聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：木质粉20%～35%、聚乙烯20%～25%、玻璃纤维8%～15%、纳米碳纤维5%～10%、TPU 8%～12%、TPEE 6%～9%、阻燃剂6%～10%、抗静电剂1%～3%、紫外线稳定剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1%、着色剂0.1%～1%。本发明的有益效果是，本发明具有强度高、韧性好、重量轻、抗腐蚀性强、尺寸稳定性好、耐老化性良好、成本低、使用寿命长等特点，而且具有无毒、环保、防蛀、阻燃、耐高热、易加工、不变色等优点，可适于建筑装修、家具制造、装璜等领域。

Description

一种木质粉/聚乙烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及木材生产技术领域，具体地说是一种木质粉/聚乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

木材是一种可再生、可再循环利用和可自然降解的绿色材料和生物资源，它具有纹理美观、色泽天然、质感舒适、可塑性好、易于加工等优点，深受人们的喜欢，并广泛应用于室内装修、家具制造、房屋建筑、外部装饰等领域。与此同时，由于过度地利用、毁林开荒、只砍不造，使木材资源短缺、森林资源遭到严重破环等，将影响到生态平衡与绿色环保的健康发展。因此，研制一种大众化和广为应用的复合材料替代原木材料，满足建筑装修、家具制造的需要，是一种节约木材、降低成本、促进循环经济发展的重要途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强度高、可塑性好、阻燃性优良和成本低廉的木质粉/聚乙烯复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种木质粉/聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：木质粉20%～35%、聚乙烯20%～25%、玻璃纤维8%～15%、纳米碳纤维5%～10%、TPU 8%～12%、TPEE 6%～9%、阻燃剂6%～10%、抗静电剂1%～3%、紫外线稳定剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1%、着色剂0.1%～1%。

所述木质粉是以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸秆为原料，经过清洁加工、并粉碎成100～200目的木质细粉；所述木材加工的边角余料包括木屑、刨花或木片，所述农作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆或水稻秸秆。

所述聚乙烯为分子量在20～40万、密度0.95～0.97g/cm3的低压高密度聚乙烯。

所述玻璃纤维为直径在4～17μm、长度2～6mm范围内的无碱玻璃纤维。

所述纳米碳纤维为直径在50nm～200nm的气相生长纳米碳纤维。

所述TPU为热塑性聚氨酯弹性体。

所述TPEE为聚对苯二甲酸丁二酯-聚环氧乙烷-聚环氧丙烷三嵌段共聚物。

所述阻燃剂为质量比1～2：1：3的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与纳米氢氧化镁的复配物。

所述抗静电剂为聚环氧乙烷、聚醚酯酰胺、聚醚酯酰亚胺、聚乙二醇烷基醚、丙三醇单硬脂酸酯、烷基磺酸钠中的一种。

所述紫外线稳定剂为苯并三唑类紫外线吸收剂或二苯甲酮类紫外线吸收剂。

所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。

所述润滑剂为硬脂酸钙、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。

所述着色剂为钛白粉、炭黑、立德粉、氧化铁红、有机红颜料、有机黄颜料、有机绿颜料、有机蓝颜料中的一种。

上述的一种木质粉/聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸秆为原料，经过分选、清洁以去除杂质后，通过粉碎机加工成100～200目的细粉，然后加入滚筒烘干机中进行干燥，使木质粉在滚筒烘干机中将水分降低至8%～12%，即得所述的木质粉；

（2）、按重量配比称取各组分，并加入转速为80～160r/min的混料机中，包括步骤（1）得到的干燥木质粉，然后一起搅拌20～50min，待均匀分散后，出料；

（3）、将步骤（2）得到的均匀混合物加入双螺杆挤出机熔融挤入到成型模具中注模，并控制双螺杆挤出机的温度为155℃～220℃，然后冷却、脱模，得到的型坯即为本发明的一种木质粉/聚乙烯复合材料。

本发明的有益效果是，本发明具有强度高、韧性好、重量轻、抗腐蚀性强、尺寸稳定性好、耐老化性良好、成本低、使用寿命长等特点，而且具有无毒、环保、防蛀、阻燃、耐高热、易加工、不变色等优点，可适于建筑装修、家具制造、装璜等领域。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种木质粉/聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：木质粉20%、聚乙烯20%、玻璃纤维12%、纳米碳纤维10%、TPU 12%、TPEE 9%、阻燃剂10%、聚环氧乙烷3%、苯并三唑类紫外线吸收剂2%、抗氧剂0.5%、硬脂酸钙1%、有机蓝颜料0.5%，所述玻璃纤维为直径在4～17μm、长度2～6mm范围内的无碱玻璃纤维，所述纳米碳纤维为直径在50nm～200nm的气相生长纳米碳纤维，所述阻燃剂为质量比2：1：3的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与纳米氢氧化镁的复配物，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。

制备方法：（1）、以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸秆为原料，经过分选、清洁以去除杂质后，通过粉碎机加工成100～200目的细粉，然后加入滚筒烘干机中进行干燥，使木质粉在滚筒烘干机中将水分降低至8%～12%，即得所述的木质粉；（2）、按重量配比称取各组分，并加入转速为80～160r/min的混料机中，包括步骤（1）得到的干燥木质粉，然后一起搅拌20～50min，待均匀分散后，出料；（3）、将步骤（2）得到的均匀混合物加入双螺杆挤出机熔融挤入到成型模具中注模，并控制双螺杆挤出机的温度为155℃～220℃，然后冷却、脱模，得到的型坯即为本发明的一种木质粉/聚乙烯复合材料。

实施例2：

一种木质粉/聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：木质粉35%、聚乙烯25%、玻璃纤维8%、纳米碳纤维5%、TPU 8%、TPEE 6%、阻燃剂8%、聚醚酯酰胺2%、二苯甲酮类紫外线吸收剂1%、抗氧剂0.2%、季戊四醇硬脂酸酯0.8%、炭黑1%，所述玻璃纤维为直径在4～17μm、长度2～6mm范围内的无碱玻璃纤维，所述纳米碳纤维为直径在50nm～200nm的气相生长纳米碳纤维，所述阻燃剂为质量比1：1：3的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与纳米氢氧化镁的复配物，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。

Claims

1.一种木质粉/聚乙烯复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：木质粉20%～35%、聚乙烯20%～25%、玻璃纤维8%～15%、纳米碳纤维5%～10%、TPU 8%～12%、TPEE 6%～9%、阻燃剂6%～10%、抗静电剂1%～3%、紫外线稳定剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1%、着色剂0.1%～1%。

2.根据权利要求1所述的一种木质粉/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为直径在4～17μm、长度2～6mm范围内的无碱玻璃纤维。

3.根据权利要求1所述的一种木质粉/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述纳米碳纤维为直径在50nm～200nm的气相生长纳米碳纤维。

4.根据权利要求1所述的一种木质粉/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为质量比1～2：1：3的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与纳米氢氧化镁的复配物。

5.根据权利要求1所述的一种木质粉/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述抗静电剂为聚环氧乙烷、聚醚酯酰胺、聚醚酯酰亚胺、聚乙二醇烷基醚、丙三醇单硬脂酸酯、烷基磺酸钠中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种木质粉/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述紫外线稳定剂为苯并三唑类紫外线吸收剂或二苯甲酮类紫外线吸收剂。

7.根据权利要求1所述的一种木质粉/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。

8.根据权利要求1所述的一种木质粉/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种木质粉/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述着色剂为钛白粉、炭黑、立德粉、氧化铁红、有机红颜料、有机黄颜料、有机绿颜料、有机蓝颜料中的一种。

10.根据权利要求1所述的一种木质粉/聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：