CN105885451B - 一种发泡多孔木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种发泡多孔木塑复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种发泡多孔木塑复合材料，由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯35‑45份，木粉40‑50份，无机微粉5‑10份，相容剂0.5‑2份，阻燃剂1‑2份，增塑剂2‑5份，润滑剂1‑2份，着色剂0.5‑1.5份，抗菌剂0.5‑2份，发泡剂1‑2份，发泡稳定剂1‑2份。本发明将以上原料按配方比例在混料器中进行混合，使各组分分散均匀之后，然后投入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其制备流程简单、工艺简单可控、生产效率高，制备发泡多孔木塑材料性能优越、性价比高，具有广泛的市场应用前景。

Description

一种发泡多孔木塑复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于木塑复合材料领域，具体涉及一种发泡多孔木塑复合材料及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料是由热塑性聚合物与木屑或木粉、植物纤维粉等共混，并添加各种加工助剂，经过高温混炼再经挤出、模压、注射等成型加工而制得的一种环保复合材料。该材料成本低，可广泛应用于建筑、交通、轻工业等部门，具有广阔的市场前景和环保价值。木塑复合材料也有一些不足，木塑复合材料的密度通常为实木材料密度的两倍，且价格较高等，因而其使用范围受到了很大的局限。所以，对传统木塑复合材料进行改性，降低其密度、降低其成本就十分必要。
发明内容
本发明的针对现有技术中的不足，提供一种发泡多孔木塑复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种发泡多孔木塑复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯35-45份，木粉40-50份，无机微粉5-10份，相容剂0.5-2份，阻燃剂1-2份，增塑剂2-5份，润滑剂1-2份，着色剂0.5-1.5份，抗菌剂0.5-2份，发泡剂1-2份，发泡稳定剂1-2份。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
所述高密度聚乙烯采用密度为0.949 g/cm3、熔体流动速率为0.8g/10min的白色颗粒。
所述木粉长度＜1mm，灰分含量≤11%，含水率＜5%，耐热能力为230℃，颗粒细度为60-80目。
所述无机微粉为表面改性的凹土粉末，颗粒细度为200-300目，脱色率≥90%，含水率＜5%。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯；所述阻燃剂为层状硅酸铝，颗粒细度为300-400目；所述增塑剂为硅烷偶联剂；所述润滑剂为液体石蜡；所述着色剂为二氧化钛、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄和群青中的至少一种；所述抗菌剂为抗菌防霉剂；所述发泡剂为ADC发泡剂；所述发泡稳定剂为发泡稀土钙锌稳定剂。
此外，还提出了上述发泡多孔木塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）物料的称料：按照下列重量份配方分别称取各组分：高密度聚乙烯35-45份，木粉40-50份，无机微粉5-10份，相容剂0.5-2份，阻燃剂1-2份，增塑剂2-5份，润滑剂1-2份，着色剂0.5-1.5份，抗菌剂0.5-2份，发泡剂1-2份，发泡稳定剂1-2份；
2）物料的混合：将称取的各组分放入高速搅拌机进行混合混料处理，得到混合物料；
3）物料的熔融挤出：将所述混合物料用平行双螺杆挤出机制备出造粒料，造粒加工温度为150-250℃，转速为160-200转/分钟；将制好的造粒料加入锥形双螺杆挤出机，主机转速为3-10转/分钟，温度为140℃-185℃，模具温度为150-170℃，进行挤出生产，经发泡模具发泡并冷却定型，成型发泡多孔木塑复合材料。
本发明的有益效果是：将聚乙烯、木粉、无机微粉、相容剂、阻燃剂、润滑剂、增塑剂、着色剂、抗菌剂以及发泡剂和发泡稳定剂按照配方比例在混料器中进行混合，使各组份充分分散均匀之后，然后投入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其制备流程简单、工艺简单可控、生产效率高，制备发泡多孔木塑材料性能优越、性价比高，具有广泛的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明的制备流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明的发泡多孔塑木材料，由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯35-45份，木粉40-50份，无机微粉5-10份，相容剂0.5-2份，阻燃剂1-2份，增塑剂2-5份，润滑剂1-2份，着色剂0.5-1.5份，抗菌剂0.5-2份，发泡剂1-2份，发泡稳定剂1-2份。
其中，高密度聚乙烯（HDPE）：白色颗粒，密度0.949g/cm3，熔体流动速率0.8g/10min（2.16kg，190℃）；
木粉：长度均＜1mm，灰分含量≤11%，含水率＜5%，耐热能力为230℃（短时间可达280℃），颗粒细度60-80目；
无机微粉：采用凹土粉末，颗粒细度200-300目，脱色率》90%，含水率＜5%，对其进行表面改性，制成改性凹土粉末；
相容剂：马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE），用量为2%（以塑料用量为基准）；
阻燃剂：采用层状硅酸铝，颗粒细度300-400目；
增塑剂：选择硅烷偶联剂KH－550；
润滑剂：选择液体石蜡；
着色剂：选择二氧化钛、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、群青中的至少一种；
抗菌剂：抗菌防霉剂；
发泡剂：ADC发泡剂；
发泡稳定剂：发泡稀土钙锌稳定剂。
为了降低密度并提高气孔率，使得发泡多孔木塑复合材料具有良好的可加工性能，在制备中添加了适量无机填料，优选地，无机填料选择为改性凹土粉末，在发泡木塑复合材料制备工艺中，改性凹土粉末具有非常好的高温稳定性和润滑性，能够有效降低各组分之间的摩擦力，促进各组分的均匀化，并在相容剂和润滑剂的作用下，将聚乙烯和木粉混合均匀，在发泡剂和发泡稳定剂的作用下，制成多孔均匀的多泡木塑复合材料。关于所用的改性凹土粉末的制备工艺方法，在中国专利文件CN102627872A（公开日2012-08-08）中有明确说明。
此外，阻燃剂所采用的层状硅酸铝，具有很大的比表面积，阻燃效果突出，能有效地消除燃烧延续所需的活性物质，如轻基游离基等，阻碍了氧气进入木塑表层以及表层降解的产物扩散到气相中。
实施例1：
1、物料的称料：按照高密度聚乙烯35份，木粉50份，无机微粉5份，相容剂1份，阻燃剂1份，增塑剂2份，润滑剂2份，着色剂0.5份，抗菌剂0.5份，发泡剂2份，发泡稳定剂1份的配方分别称取各组分；
2、物料的混合：将所称取的各组分放入高速搅拌机进行混合混料处理，得到混合物料；
3、物料的熔融挤出：将混合物料用平行双螺杆挤出机制备出造粒料，造粒加工温度为200℃，转速为160转/分钟；将制好的造粒料加入锥形双螺杆挤出机，主机转速为7转/分钟，温度为145℃，模具温度为150℃，进行挤出生产，经发泡模具发泡并冷却定型，成型发泡多孔木塑复合材料。
实施例2：
1、物料的称料：按照高密度聚乙烯40份，木粉40份，无机微粉8份，相容剂2份，阻燃剂1份，增塑剂2份，润滑剂1份，着色剂1份，抗菌剂1份，发泡剂2份，发泡稳定剂2份的配方分别称取各组分；
2、物料的混合：将所称取的各组分放入高速搅拌机进行混合混料处理，得到混合物料；
3、物料的熔融挤出：将混合物料用平行双螺杆挤出机制备出造粒料，造粒加工温度为250℃，转速为200转/分钟；将制好的造粒料加入锥形双螺杆挤出机，主机转速10转/分钟，温度为185℃，模具温度为170℃，进行挤出生产，经发泡模具发泡并冷却定型，成型发泡多孔木塑复合材料。
未发泡的木塑复合材料装饰板材密度为1.25g/cm3，本发明的发泡多孔木塑复合材料密度为0.76 g/cm3，显著降低了木塑的密度，达到实木材料密度，具有更好的适用性。
而未发泡木塑复合材料装饰板材冲击强度为5.4kJ/m2，本发明的发泡多孔木塑复合材料板材冲击强度为9.1kJ/m2，冲击强度得到显著的提高，更显著促进发泡多孔木塑复合材料的应用。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种发泡多孔木塑复合材料的制备方法，其特征在于，发泡多孔木塑复合材料由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯35-45份，木粉40-50份，无机微粉5-10份，相容剂0.5-2份，阻燃剂1-2份，增塑剂2-5份，润滑剂1-2份，着色剂0.5-1.5份，抗菌剂0.5-2份，发泡剂1-2份，发泡稳定剂1-2份；
制备工艺包括以下步骤：
1）物料的称料：按照下列重量份配方分别称取各组分：高密度聚乙烯35-45份，木粉40-50份，无机微粉5-10份，相容剂0.5-2份，阻燃剂1-2份，增塑剂2-5份，润滑剂1-2份，着色剂0.5-1.5份，抗菌剂0.5-2份，发泡剂1-2份，发泡稳定剂1-2份；
所述高密度聚乙烯采用密度为0.949 g/cm3、熔体流动速率为0.8g/10min的白色颗粒；所述木粉长度＜1mm，灰分含量≤11%，含水率＜5%，耐热能力为230℃，颗粒细度为60-80目；所述无机微粉为表面改性的凹土粉末，颗粒细度为200-300目，脱色率≥90%，含水率＜5%；所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯；所述阻燃剂为层状硅酸铝，颗粒细度为300-400目；所述增塑剂为硅烷偶联剂；所述润滑剂为液体石蜡；所述着色剂为二氧化钛、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄和群青中的至少一种；所述抗菌剂为抗菌防霉剂；所述发泡剂为ADC发泡剂；所述发泡稳定剂为发泡稀土钙锌稳定剂；
2）物料的混合：将称取的各组分放入高速搅拌机进行混合混料处理，得到混合物料；
3）物料的熔融挤出：将所述混合物料用平行双螺杆挤出机制备出造粒料，造粒加工温度为150-250℃，转速为160-200转/分钟；将制好的造粒料加入锥形双螺杆挤出机，主机转速为3-10转/分钟，温度为140℃-185℃，模具温度为150-170℃，进行挤出生产，经发泡模具发泡并冷却定型，成型发泡多孔木塑复合材料。
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