CN105131633A - 一种木塑复合材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种木塑复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明首先将厌氧活性污泥与聚苯乙烯粒料搅拌混合，经曝气、过筛、用水冲洗，得软化的聚苯乙烯粒料，接着将粉碎成颗粒的木头，用水淹没，向其撒入玉米粉，使用盐酸调节pH后，向其引入混合酶，再加乙酸乙酯，并经加热、冷却、过滤、粉碎滤渣得木质纤维，最后将木质纤维、软化的聚苯乙烯粒料、润滑剂等物质混合置于高速混料机、造粒机和注塑机中定型即可。本发明的有益效果在于：大大提高木塑复合材料中木质纤维的含量，增强木质纤维与塑料的结合紧密性，增强木塑复合材料的木质感，而且降低生产成本。

Description

一种木塑复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

木塑复合材料是利用各种废弃的植物纤维与回收再生塑料通过复合、共混、改性工艺技术而制造的一种新兴的环境友好复合材料。木塑复合材料(WPC)是由热塑性塑料与木纤维或植物纤维复合制备而成，该材料兼具木材和塑料的双重特性，热伸缩性、吸水性均比木材小，尺寸稳定性好，耐磨性和抗冲击性能高，产品可以再回收利用。木塑制品不仅硬度高、易着色、易加工、耐磨、吸水性小、有类似木质外观等诸多优点，并可以有效地解决世界森林资源日益缺乏以及大量废旧塑料对环境造成的“白色污染”问题，是良好的以塑代木，以塑代钢新型环保材料，具有很好的市场应用前景。

目前，木塑技术存在两点关键性的缺陷阻碍了木塑产业的发展，一是未塑化的极性木质纤维与塑料的相容性差，塑料与木质纤维的结合不紧密，导致整个材料的品质下降，二是使用的塑料比例大，木质效果不理想，生产成本高。没有价格优势，难以打开市场。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有木塑材料木质纤维与塑料结合不紧，导致其相容性差，降低整个材料的品质，且所用塑料比例大，生产成本高，提供了一种木塑复合材料的制备方法，本发明主要是将聚苯乙烯粒料与木头进行相应的处理，然后再将其进行混合造粒挤塑，得到木塑复合材料。本发明大大提高木塑复合材料中木质纤维的含量，增强木质纤维与塑料的结合紧密性，增强木塑复合材料的木质感，而且降低生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：

（1）首先引入厌氧活性污泥于一处理池中，并向其中添加粒径为3～4mm的聚苯乙烯粒料，添加量与厌氧活性污泥的质量比为2:1～3:1，控制温度为45～50℃，每隔20～25min搅拌一次，2～3h后，在处理池底部曝气6～8h后，过筛并用水冲洗，即可得到软化的聚苯乙烯粒料，备用；

（2）取无蛀虫木头，将其放入木材粉碎机中粉碎成20～40目颗粒，将其放入发酵池中，加水直至淹没木头颗粒后，向其撒入玉米粉，撒入的量与水的固液质量比为2:1，使用质量分数为8～10％的盐酸溶液调节pH为6.0～6.5，搅拌混合均匀后，再向其中引入混合酶，其加入量为木头质量的5～10％，搅拌10～15min，所述的混合酶为淀粉酶和纤维素酶按质量比1:1混合而成；

（3）待搅拌完成后，再向其中加入乙酸乙酯，所加入的量与上述浑浊液的体积比为1:3，并对其加热35～38℃，控制时间为3～4h后，冷却至室温，过滤，得滤渣，并将滤渣置于粉碎机中粉碎成80～100目粉末，即可得到木质纤维；

（4）按重量份数计，选取50～60份上述制备的木质纤维，30～35份经过步骤（1）软化的聚苯乙烯粒料、3～4份润滑剂、4～5份发泡剂、2～3份阻燃剂、1～3份增韧剂，将其混合并置于高速混料机中，控制搅拌速度为300～400r/min，温度为80～90℃，程序升温至110～115℃出料，得木塑干粉，所述的润滑剂为氯化乙烯蜡，发泡剂为十二烷基硫酸钠，阻燃剂为三聚氰胺和酚醛树脂质量比为1:1的混合物，增韧剂为聚壬二酸酐；

（5）将上述制得木塑干粉送入造粒机中，进行挤出造粒，并将其置于温度为70～80℃烘箱中干燥1～2h，待干燥完成后，置于注塑机中进行定型，即可得到木塑复合材料。

本发明的应用：将制得的木塑复合材料经定型模具成型、水冷、牵引、切割工序后，制成木塑地板基板，牵引过程中，牵引速度为1.5～2.0m/min，再将木塑地板基板经双端铣设备，铣出基板的四面公母槽后，同过涂装固化工艺印刷为木塑地板成品，其木塑地板拉伸强度为40～45MPa，拉弯强度70～75MPa，抗冲击强度达到21～25KJ/m²。

本发明的有益效果是：

（1）大大提高木塑复合材料中木质纤维的含量，增强木质纤维与塑料的结合紧密性，增强木塑复合材料的木质感；

（2）制备步骤简单，所需成本低。

具体实施方式

首先引入厌氧活性污泥于一处理池中，并向其中添加粒径为3～4mm的聚苯乙烯粒料，添加量与厌氧活性污泥的质量比为2:1～3:1，控制温度为45～50℃，每隔20～25min搅拌一次，2～3h后，在处理池底部曝气6～8h后，过筛并用水冲洗，即可得到软化的聚苯乙烯粒料，备用；再取无蛀虫木头，将其放入木材粉碎机中粉碎成20～40目颗粒，将其放入发酵池中，加水直至淹没木头颗粒后，向其撒入玉米粉，撒入的量与水的固液质量比为2:1，使用质量分数为8～10％的盐酸溶液调节pH为6.0～6.5，搅拌混合均匀后，再向其中引入混合酶，其加入量为木头质量的5～10％，搅拌10～15min，所述的混合酶为淀粉酶和纤维素酶按质量比1:1混合而成；待搅拌完成后，再向其中加入乙酸乙酯，所加入的量与上述浑浊液的体积比为1:3，并对其加热35～38℃，控制时间为3～4h后，冷却至室温，过滤，得滤渣，并将滤渣置于粉碎机中粉碎成80～100目粉末，即可得到木质纤维；按重量份数计，选取50～60份上述制得的木质纤维，30～35份软化的聚苯乙烯粒料，3～4润滑剂、4～5份发泡剂、2～3份阻燃剂、1～3份增韧剂，将其混合并置于高速混料机中，控制搅拌速度为300～400r/min，温度为80～90℃，程序升温至110～115℃出料，得木塑干粉，所述的润滑剂为氯化乙烯蜡，发泡剂为十二烷基硫酸钠，阻燃剂为三聚氰胺和酚醛树脂质量比为1:1的混合物，增韧剂为聚壬二酸酐；最后将上述制得木塑干粉送入造粒机中，进行挤出造粒，并将其置于温度为70～80℃烘箱中干燥1～2h，待干燥完成后，置于注塑机中进行定型，即可得到木塑复合材料。

实例1

首先引入厌氧活性污泥于一处理池中，并向其中添加粒径为4mm的聚苯乙烯粒料，添加量与厌氧活性污泥的质量比为3:1，控制温度为50℃，每隔25min搅拌一次，3h后，在处理池底部曝气6～8h后，过筛并用水冲洗，即可得到软化的聚苯乙烯粒料，备用；再取无蛀虫木头，将其放入木材粉碎机中粉碎成40目颗粒，将其放入发酵池中，加水直至淹没木头颗粒后，向其撒入玉米粉，撒入的量与水的固液质量比为2:1，使用质量分数为10％的盐酸溶液调节pH为6.5，搅拌混合均匀后，再向其中引入混合酶，其加入量为木头质量的10％，搅拌15min，所述的混合酶为淀粉酶和纤维素酶按质量比1:1混合而成；待搅拌完成后，再向其中加入乙酸乙酯，所加入的量与上述浑浊液的体积比为1:3，并对其加热38℃，控制时间为4h后，冷却至室温，过滤，得滤渣，并将滤渣置于粉碎机中粉碎成100目粉末，即可得到木质纤维；按重量份数计，选取60份上述制得的木质纤维，30份软化的聚苯乙烯粒料，3份润滑剂、4份发泡剂、2份阻燃剂、1份增韧剂，将其混合并置于高速混料机中，控制搅拌速度为400r/min，温度为90℃，程序升温至115℃出料，得木塑干粉，所述的润滑剂为氯化乙烯蜡，发泡剂为十二烷基硫酸钠，阻燃剂为三聚氰胺和酚醛树脂质量比为1:1的混合物，增韧剂为聚壬二酸酐；最后将上述制得木塑干粉送入造粒机中，进行挤出造粒，并将其置于温度为70℃烘箱中干燥1h，待干燥完成后，置于注塑机中进行定型，即可得到木塑复合材料，将制得的木塑复合材料经定型模具成型、水冷、牵引、切割工序后，制成木塑地板基板，牵引过程中，牵引速度为2.0m/min，再将木塑地板基板经双端铣设备，铣出基板的四面公母槽后，同过涂装固化工艺印刷为木塑地板成品，其木塑地板拉伸强度为45MPa，拉弯强度75MPa，抗冲击强度达到25KJ/m²。

实例2

首先引入厌氧活性污泥于一处理池中，并向其中添加粒径为3mm的聚苯乙烯粒料，添加量与厌氧活性污泥的质量比为2:1，控制温度为45℃，每隔20min搅拌一次，2h后，在处理池底部曝气6h后，过筛并用水冲洗，即可得到软化的聚苯乙烯粒料，备用；再取无蛀虫木头，将其放入木材粉碎机中粉碎成20目颗粒，将其放入发酵池中，加水直至淹没木头颗粒后，向其撒入玉米粉，撒入的量与水的固液质量比为2:1，使用质量分数为8％的盐酸溶液调节pH为6.0，搅拌混合均匀后，再向其中引入混合酶，其加入量为木头质量的5％，搅拌10min，所述的混合酶为淀粉酶和纤维素酶按质量比1:1混合而成；待搅拌完成后，再向其中加入乙酸乙酯，所加入的量与上述浑浊液的体积比为1:3，并对其加热35℃，控制时间为3h后，冷却至室温，过滤，得滤渣，并将滤渣置于粉碎机中粉碎成80目粉末，即可得到木质纤维；按重量份数计，选取50份上述制得的木质纤维，35份软化的聚苯乙烯粒料，4份润滑剂、5份发泡剂、3份阻燃剂、3份增韧剂，将其混合并置于高速混料机中，控制搅拌速度为300r/min，温度为80℃，程序升温至110℃出料，得木塑干粉，所述的润滑剂为氯化乙烯蜡，发泡剂为十二烷基硫酸钠，阻燃剂为三聚氰胺和酚醛树脂质量比为1:1的混合物，增韧剂为聚壬二酸酐；最后将上述制得木塑干粉送入造粒机中，进行挤出造粒，并将其置于温度为75℃烘箱中干燥1h，待干燥完成后，置于注塑机中进行定型，即可得到木塑复合材料，将制得的木塑复合材料经定型模具成型、水冷、牵引、切割工序后，制成木塑地板基板，牵引过程中，牵引速度为1.5m/min，再将木塑地板基板经双端铣设备，铣出基板的四面公母槽后，同过涂装固化工艺印刷为木塑地板成品，其木塑地板拉伸强度为40MPa，拉弯强度70MPa，抗冲击强度达到21KJ/m²。

实例3

首先引入厌氧活性污泥于一处理池中，并向其中添加粒径为3mm的聚苯乙烯粒料，添加量与厌氧活性污泥的质量比为2:1，控制温度为45℃，每隔20min搅拌一次，2h后，在处理池底部曝气6h后，过筛并用水冲洗，即可得到软化的聚苯乙烯粒料，备用；再取无蛀虫木头，将其放入木材粉碎机中粉碎成30目颗粒，将其放入发酵池中，加水直至淹没木头颗粒后，向其撒入玉米粉，撒入的量与水的固液质量比为2:1，使用质量分数为9％的盐酸溶液调节pH为6.2，搅拌混合均匀后，再向其中引入混合酶，其加入量为木头质量的10％，搅拌12min，所述的混合酶为淀粉酶和纤维素酶按质量比1:1混合而成；待搅拌完成后，再向其中加入乙酸乙酯，所加入的量与上述浑浊液的体积比为1:3，并对其加热36℃，控制时间为3h后，冷却至室温，过滤，得滤渣，并将滤渣置于粉碎机中粉碎成90目粉末，即可得到木质纤维；按重量份数计，选取55份上述制得的木质纤维，32份软化的聚苯乙烯粒料，3份润滑剂、5份发泡剂、3份阻燃剂、2份增韧剂，将其混合并置于高速混料机中，控制搅拌速度为350r/min，温度为85℃，程序升温至110℃出料，得木塑干粉，所述的润滑剂为氯化乙烯蜡，发泡剂为十二烷基硫酸钠，阻燃剂为三聚氰胺和酚醛树脂质量比为1:1的混合物，增韧剂为聚壬二酸酐；最后将上述制得木塑干粉送入造粒机中，进行挤出造粒，并将其置于温度为75℃烘箱中干燥1h，待干燥完成后，置于注塑机中进行定型，即可得到木塑复合材料，将制得的木塑复合材料经定型模具成型、水冷、牵引、切割工序后，制成木塑地板基板，牵引过程中，牵引速度为1.7m/min，再将木塑地板基板经双端铣设备，铣出基板的四面公母槽后，同过涂装固化工艺印刷为木塑地板成品，其木塑地板拉伸强度为42MPa，拉弯强度72MPa，抗冲击强度达到23KJ/m²。

Claims (1)

1.一种木塑复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）首先引入厌氧活性污泥于一处理池中，并向其中添加粒径为3～4mm的聚苯乙烯粒料，添加量与厌氧活性污泥的质量比为2:1～3:1，控制温度为45～50℃，每隔20～25min搅拌一次，2～3h后，在处理池底部曝气6～8h后，过筛并用水冲洗，即可得到软化的聚苯乙烯粒料，备用；

（2）取无蛀虫木头，将其放入木材粉碎机中粉碎成20～40目颗粒，将其放入发酵池中，加水直至淹没木头颗粒后，向其撒入玉米粉，撒入的量与水的固液质量比为2:1，使用质量分数为8～10％的盐酸溶液调节pH为6.0～6.5，搅拌混合均匀后，再向其中引入混合酶，其加入量为木头质量的5～10％，搅拌10～15min，所述的混合酶为淀粉酶和纤维素酶按质量比1:1混合而成；

（3）待搅拌完成后，再向其中加入乙酸乙酯，所加入的量与上述浑浊液的体积比为1:3，并对其加热35～38℃，控制时间为3～4h后，冷却至室温，过滤，得滤渣，并将滤渣置于粉碎机中粉碎成80～100目粉末，即可得到木质纤维；

（4）按重量份数计，选取50～60份上述制备的木质纤维，30～35份经过步骤（1）软化的聚苯乙烯粒料，3～4份润滑剂、4～5份发泡剂、2～3份阻燃剂、1～3份增韧剂，将其混合并置于高速混料机中，控制搅拌速度为300～400r/min，温度为80～90℃，程序升温至110～115℃出料，得木塑干粉，所述的润滑剂为氯化乙烯蜡，发泡剂为十二烷基硫酸钠，阻燃剂为三聚氰胺和酚醛树脂质量比为1:1的混合物，增韧剂为聚壬二酸酐；

（5）将上述制得木塑干粉送入造粒机中，进行挤出造粒，并将其置于温度为70～80℃烘箱中干燥1～2h，待干燥完成后，置于注塑机中进行定型，即可得到木塑复合材料。