CN104962009A - 废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料及其制备方法，所述复合材料包括防腐材、聚氯乙烯、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、偶氮二甲酰胺、聚己内酯、聚对苯二甲酸丁二酯、苯基膦酸、羟基硅油、硅酸铝纤维、壳聚糖、邻苯二甲酸酯、抗氧剂、稳定剂和发泡剂。制备方法为先将防腐材、聚氯乙烯、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、偶氮二甲酰胺和聚己内酯混合，再送入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，将所得颗粒与剩余组分混合，然后送入双螺杆挤出机热熔挤出造粒，即得。该复合材料具有良好的力学性能、吸水性能、防腐性能和防白蚁性能。
Description
技术领域
本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
随着人们环保意识的不断增强，要求保护森林资源、减少白色污染的呼声日趋高涨。因此，如何合理利用木材工业加工剩余物、回收废旧塑料成为木材工业和塑料工业高度关注的热点问题。在这种形势下，有着“生态木”之称的木塑复合材料应运而生，在起到代木作用、节省木材资源的同时，为废旧塑料的回收利用提供了良好的出路。
木塑复合材料，是以木材、亚麻等生物质材料作为增强材料，聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙稀等热塑性塑料作为基体材料，通过挤出、模压、平压或注塑等加工方式制备而成的一种新型环保复合材料。在木塑复合材料中，非极性的热塑性塑料作为基体材料以连续相存在于木塑复合材料内，而极性的木质纤维作为填充材料分散在塑料基体中并被塑料包裹，木塑复合材料因而被认为具有相比于木材优良的耐腐烛、耐虫駐和耐水等特性。但事实上，亲水性的木质纤维与憎水性的热塑性塑料界面相容性较差，两相之间存在明显的界限，木质纤维并没有完全被密封在塑料基体中，且木质纤维和塑料基体的分布也不是理想中的那么均匀。
木质纤维材料主要由纤维素、半纤维素和木质素三种天然高分子化合物组成。在无定形纤维素分子链和半纤维素中存在大量的游离轻基，这些经基使得纤维素物质形成大量分子内或分子间氢键。水分子通过复键与经基结合，形成了延伸的、相互链接的分子链，并沿着这些路线逐渐渗透进木塑复合材料的内部，使木质纤维和塑料基体之间的结合强度下降，致使材料发生变形、膨胀和翅曲,尺寸稳定性也随之降低。当木塑复合材料长期在室外使用时，在紫外线照射、室外气温变化和潮湿环境的共同作用下，木塑复合材料会逐渐被真菌、白蚁等生物降解而导致各项性能下降。因此，由于水分的存在，木塑复合材料的尺寸稳定性和耐久性成为木塑复合材料亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料及其制备方法，该复合材料具有良好的力学性能、吸水性能、防腐性能和防白蚁性能。
一种废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，以重量份计包括：防腐材10～30份，聚氯乙烯20～40份，乙丙橡胶2～9份，聚烯烃弹性体3～8份，马来酸酐接枝聚乙烯1～7份，乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2～6份，偶氮二甲酰胺3～10份，聚己内酯2～7份，聚对苯二甲酸丁二酯1～7份，苯基膦酸3～9份，羟基硅油2～6份，硅酸铝纤维1～8份，壳聚糖4～8份，邻苯二甲酸酯1～7份，抗氧剂3～6份，稳定剂2～8份，发泡剂1～7份。
作为上述发明的进一步改进，所述防腐材是由季铵铜或微化季铵铜防腐处理的松木、桉木或杂木。
作为上述发明的进一步改进，所述抗氧剂为1010、168、1076、626、DLTP或DSTP 中的一种或两种。
作为上述发明的进一步改进，所述稳定剂为钙锌热稳定剂、复合铅盐类热稳定剂、环氧大豆油、钡锌热稳定剂或钾锌热稳定剂中的一种。
作为上述发明的进一步改进，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
上述废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将防腐材、聚氯乙烯、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、偶氮二甲酰胺和聚己内酯在1000～2000rpm的条件下混合均匀；
步骤2，将步骤1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～120rpm、温度170℃～180℃条件下熔融挤出造粒；
步骤3，将步骤2所得颗粒与聚对苯二甲酸丁二酯、苯基膦酸、羟基硅油、硅酸铝纤维、壳聚糖、邻苯二甲酸酯、抗氧剂、稳定剂和发泡剂在100～200rpm的条件下混合均匀；
步骤4，将步骤3所得混合物送入双螺杆挤出机，在螺杆转速90～130rpm、温度175℃～180℃条件下热熔挤出造粒，即得。
作为上述发明的进一步改进，步骤1中防腐材在105～110℃条件下干燥至含水率在2～5%。
本发明的废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料具有良好的力学性能、吸水性能、防腐性能和防白蚁性能，表明了利用防腐处理材制备木塑复合材料的可行性，为防腐处理材及塑料的回收利用提供了有效途径。
具体实施方式
实施例1
一种废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，以重量份计包括：防腐材10份，聚氯乙烯20份，乙丙橡胶2份，聚烯烃弹性体3份，马来酸酐接枝聚乙烯1份，乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2份，偶氮二甲酰胺3份，聚己内酯2份，聚对苯二甲酸丁二酯1份，苯基膦酸3份，羟基硅油2份，硅酸铝纤维1份，壳聚糖4份，邻苯二甲酸酯1份，抗氧剂3份，稳定剂2份，发泡剂1份。
上述防腐材是由季铵铜或微化季铵铜防腐处理的松木、桉木或杂木；抗氧剂为1010和DSTP的混合物，1010和DSTP的重量比为1：2；稳定剂为钙锌热稳定剂；发泡剂为偶氮二甲酰胺。
上述废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将防腐材、聚氯乙烯、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、偶氮二甲酰胺和聚己内酯在1000～2000rpm的条件下混合均匀；
步骤2，将步骤1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～120rpm、温度170℃～180℃条件下熔融挤出造粒；
步骤3，将步骤2所得颗粒与聚对苯二甲酸丁二酯、苯基膦酸、羟基硅油、硅酸铝纤维、壳聚糖、邻苯二甲酸酯、抗氧剂、稳定剂和发泡剂在100～200rpm的条件下混合均匀；
步骤4，将步骤3所得混合物送入双螺杆挤出机，在螺杆转速90～130rpm、温度175℃～180℃条件下热熔挤出造粒，即得。
步骤1中防腐材在105～110℃条件下干燥至含水率在2～5%。
实施例2
一种废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，以重量份计包括：防腐材15份，聚氯乙烯26份，乙丙橡胶3份，聚烯烃弹性体7份，马来酸酐接枝聚乙烯6份，乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物4份，偶氮二甲酰胺7份，聚己内酯4份，聚对苯二甲酸丁二酯2份，苯基膦酸6份，羟基硅油5份，硅酸铝纤维2份，壳聚糖5份，邻苯二甲酸酯5份，抗氧剂4份，稳定剂7份，发泡剂6份。
上述防腐材是由季铵铜或微化季铵铜防腐处理的松木、桉木或杂木；抗氧剂为1076和626的混合物，1076和626的重量比为2：1；稳定剂为钾锌热稳定剂；发泡剂为偶氮二甲酰胺。
上述废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将防腐材、聚氯乙烯、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、偶氮二甲酰胺和聚己内酯在1000～2000rpm的条件下混合均匀；
步骤2，将步骤1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～120rpm、温度170℃～180℃条件下熔融挤出造粒；
步骤3，将步骤2所得颗粒与聚对苯二甲酸丁二酯、苯基膦酸、羟基硅油、硅酸铝纤维、壳聚糖、邻苯二甲酸酯、抗氧剂、稳定剂和发泡剂在100～200rpm的条件下混合均匀；
步骤4，将步骤3所得混合物送入双螺杆挤出机，在螺杆转速90～130rpm、温度175℃～180℃条件下热熔挤出造粒，即得。
步骤1中防腐材在105～110℃条件下干燥至含水率在2～5%。
实施例3
一种废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，以重量份计包括：防腐材26份，聚氯乙烯34份，乙丙橡胶7份，聚烯烃弹性体4份，马来酸酐接枝聚乙烯2份，乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物5份，偶氮二甲酰胺9份，聚己内酯4份，聚对苯二甲酸丁二酯3份，苯基膦酸6份，羟基硅油5份，硅酸铝纤维2份，壳聚糖7份，邻苯二甲酸酯5份，抗氧剂4份，稳定剂6份，发泡剂3份。
上述防腐材是由季铵铜或微化季铵铜防腐处理的松木、桉木或杂木；抗氧剂为1010和168的混合物，1010和168的重量比为1：3；稳定剂为复合铅盐类热稳定剂；发泡剂为偶氮二甲酰胺。
上述废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将防腐材、聚氯乙烯、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、偶氮二甲酰胺和聚己内酯在1000～2000rpm的条件下混合均匀；
步骤2，将步骤1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～120rpm、温度170℃～180℃条件下熔融挤出造粒；
步骤3，将步骤2所得颗粒与聚对苯二甲酸丁二酯、苯基膦酸、羟基硅油、硅酸铝纤维、壳聚糖、邻苯二甲酸酯、抗氧剂、稳定剂和发泡剂在100～200rpm的条件下混合均匀；
步骤4，将步骤3所得混合物送入双螺杆挤出机，在螺杆转速90～130rpm、温度175℃～180℃条件下热熔挤出造粒，即得。
步骤1中防腐材在105～110℃条件下干燥至含水率在2～5%。
实施例4
一种废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，以重量份计包括：防腐材30份，聚氯乙烯40份，乙丙橡胶9份，聚烯烃弹性体8份，马来酸酐接枝聚乙烯7份，乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物6份，偶氮二甲酰胺10份，聚己内酯7份，聚对苯二甲酸丁二酯7份，苯基膦酸9份，羟基硅油6份，硅酸铝纤维8份，壳聚糖8份，邻苯二甲酸酯7份，抗氧剂6份，稳定剂8份，发泡剂7份。
上述防腐材是由季铵铜或微化季铵铜防腐处理的松木、桉木或杂木；抗氧剂为1010和DSTP的混合物，1010和DSTP的重量比为1：2；稳定剂为钙锌热稳定剂；发泡剂为偶氮二甲酰胺。
上述废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将防腐材、聚氯乙烯、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、偶氮二甲酰胺和聚己内酯在1000～2000rpm的条件下混合均匀；
步骤2，将步骤1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～120rpm、温度170℃～180℃条件下熔融挤出造粒；
步骤3，将步骤2所得颗粒与聚对苯二甲酸丁二酯、苯基膦酸、羟基硅油、硅酸铝纤维、壳聚糖、邻苯二甲酸酯、抗氧剂、稳定剂和发泡剂在100～200rpm的条件下混合均匀；
步骤4，将步骤3所得混合物送入双螺杆挤出机，在螺杆转速90～130rpm、温度175℃～180℃条件下热熔挤出造粒，即得。
步骤1中防腐材在105～110℃条件下干燥至含水率在2～5%。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于：本实施例的复合材料不含有苯基膦酸。具体如下：
一种废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，以重量份计包括：防腐材26份，聚氯乙烯34份，乙丙橡胶7份，聚烯烃弹性体4份，马来酸酐接枝聚乙烯2份，乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物5份，偶氮二甲酰胺9份，聚己内酯4份，聚对苯二甲酸丁二酯3份，羟基硅油5份，硅酸铝纤维2份，壳聚糖7份，邻苯二甲酸酯5份，抗氧剂4份，稳定剂6份，发泡剂3份。
上述防腐材是由季铵铜或微化季铵铜防腐处理的松木、桉木或杂木；抗氧剂为1010和168的混合物，1010和168的重量比为1：3；稳定剂为复合铅盐类热稳定剂；发泡剂为偶氮二甲酰胺。
上述废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将防腐材、聚氯乙烯、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、偶氮二甲酰胺和聚己内酯在1000～2000rpm的条件下混合均匀；
步骤2，将步骤1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～120rpm、温度170℃～180℃条件下熔融挤出造粒；
步骤3，将步骤2所得颗粒与聚对苯二甲酸丁二酯、羟基硅油、硅酸铝纤维、壳聚糖、邻苯二甲酸酯、抗氧剂、稳定剂和发泡剂在100～200rpm的条件下混合均匀；
步骤4，将步骤3所得混合物送入双螺杆挤出机，在螺杆转速90～130rpm、温度175℃～180℃条件下热熔挤出造粒，即得。
步骤1中防腐材在105～110℃条件下干燥至含水率在2～5%。
将实施例1至5所得复合材料进行性能测试，其中抗白蚁性能（白蚁死亡率）和防腐性能（质量损失率）分别参照美国木材保护协会标准AWPA El-01和AWPA E10-06进行。结果如下：
由上表可知，本发明的复合材料具有良好的力学性能、耐水性能和抗微生物降解性能。实施例5的复合材料中不含有苯基膦酸，导致材料性能下降，这可能是因为苯基膦酸显著提高了木塑复合材料中木质纤维和塑料基体的结合强度，使得复合材料具有良好的力学性能、耐水性能和抗微生物降解性能。
Claims (7)
1. 一种废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，其特征在于：以重量份计包括：防腐材10～30份，聚氯乙烯20～40份，乙丙橡胶2～9份，聚烯烃弹性体3～8份，马来酸酐接枝聚乙烯1～7份，乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2～6份，偶氮二甲酰胺3～10份，聚己内酯2～7份，聚对苯二甲酸丁二酯1～7份，苯基膦酸3～9份，羟基硅油2～6份，硅酸铝纤维1～8份，壳聚糖4～8份，邻苯二甲酸酯1～7份，抗氧剂3～6份，稳定剂2～8份，发泡剂1～7份。
2.根据权利要求1所述的废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，其特征在于：所述防腐材是由季铵铜或微化季铵铜防腐处理的松木、桉木或杂木。
3.根据权利要求1所述的废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为1010、168、1076、626、DLTP或DSTP 中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，其特征在于：所述稳定剂为钙锌热稳定剂、复合铅盐类热稳定剂、环氧大豆油、钡锌热稳定剂或钾锌热稳定剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
6.权利要求1所述的废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，将防腐材、聚氯乙烯、乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、偶氮二甲酰胺和聚己内酯在1000～2000rpm的条件下混合均匀；
步骤2，将步骤1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～120rpm、温度170℃～180℃条件下熔融挤出造粒；
步骤3，将步骤2所得颗粒与聚对苯二甲酸丁二酯、苯基膦酸、羟基硅油、硅酸铝纤维、壳聚糖、邻苯二甲酸酯、抗氧剂、稳定剂和发泡剂在100～200rpm的条件下混合均匀；
步骤4，将步骤3所得混合物送入双螺杆挤出机，在螺杆转速90～130rpm、温度175℃～180℃条件下热熔挤出造粒，即得。
7.根据权利要求6所述的废弃防腐材/聚氯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1中防腐材在105～110℃条件下干燥至含水率在2～5%。
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