CN106317924B - 一种木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板及其制造方法，该制造方法包括以下步骤：搅拌下向木纤维中喷入雾化的磷酸，得到磷酸化木纤维；搅拌下依次向磷酸化木纤维和轻质碳酸钙中分别喷入硅烷偶联剂和三聚氰胺树脂，干燥，得三聚氰胺树脂包覆的木纤维和三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙；将PVC树脂、发泡剂、钙锌稳定剂、氯化石蜡、邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸、三聚氰胺树脂包覆的木纤维和三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙进行混炼，得到混合料；(5)、将混合料依次进行捏合挤出、开炼压片、上下两面覆膜、浮雕图案模压、冷却定型、切割修边和封闭周边。由该方法制造得到的橱柜门板阻燃防火性好、木纤维含量高、力学强度大。

Description

一种木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板及其制造方法
技术领域
本发明属于木塑复合材料和家具装饰材料技术领域，尤其涉及一种采用阻燃木纤维增强的聚氯乙烯微发泡模压仿实木橱柜门板及其制造方法。
背景技术
橱柜是指厨房中存放厨具以及做饭操作的平台。柜体和门板用材主要有实木、密度板、细木工板、钢化玻璃、铝合金等。厨房是烹饪食物，集中用水用火的场所，因此，不怕水火侵袭是橱柜选材设计的首要考虑条件。
PVC树脂是一种极性非结晶性高聚物，分子之间有较强的作用力，是一种坚硬而脆的材料；抗冲击强度较低，需要进行抗冲击改性，利用改性剂粒子自身的变形和剪切带，降低银纹引发应力、阻止银纹扩大和增长，吸收掉传入材料体内的冲击能，从而达到抗冲击的目的。
木纤维具有相对较高的强度和刚度以及较低的密度，添加到聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS树脂和聚苯乙烯等塑料中制成木塑复合材料，对塑料具有填充、增强、减少重量、降低成本的作用。
木塑复合材料集合了木材和塑料的优点，尺寸稳定性好、耐腐蚀、耐虫蛀、耐老化、可回收再利用。木塑复合材料已广泛应用于建筑、船舶车辆、家具装饰等领域，为人类的家居生活提供了丰富多彩的材料选择。但是，木塑复合材料的缺点是具有可燃性。木塑复合材料燃烧时不仅产生大量热，同时还释放大量的烟和有毒气体。为了减少火灾危害，我国从2008年7月1日起强制执行国家标准GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》。按照该标准，普通地板、家具以及家居装饰材料将不得用于公共场所的装饰和装修。因此，对于经常暴露的木塑复合地板等家居装饰材料进行阻燃防火处理是非常必要的。
此外，木塑复合材料中，亲水性的木纤维、阻燃剂和碳酸钙等无机填料，与亲油性的塑料之间界面不相容，导致木纤维的团聚以及塑料与填料不能有效粘合，引起材料的力学性能下降。因此，木纤维和无机填料与塑料的界面相容性差是制约木塑复合材料使用性能的重要因素。
为了解决木塑复合材料板材阻燃性较差和界面相容性差两大技术问题，相关研究人员做了许多的研究工作，例如：中国实用新型专利201220317357.9公开了一种专用于橱柜的门，包括基板，在基板的表面复合有一层PVC装饰片，在PVC装饰片的表面复合有一层UC表面层；其中，PVC装饰片是由PVC薄片、中间的油墨层以及表面透明PVC薄层复合而成。
中国发明专利201110108694.7公开了一种模压橱柜门板的制作方法，包含以下步骤：根据要求计算材料、配料、铣线形、人工修补打磨、喷胶、真空吸模、修PVC膜、检验等步骤。
中国发明专利00128789.3公开了一种聚氯乙烯发泡仿木门片的制造方法，该门片包含有至少二立柱、二横梁及一门板组，其是以塑胶原料且利用挤出方式制成预定截面形状后，再经发泡膨胀、冷却定型、局部加工及组装操作，即可构成一门片，该塑胶原料是由预定百分比的聚氯乙烯粉、碳酸钙粉、综合稳定剂、钛白粉、润滑剂、发泡剂等物质组合而成。
中国发明专利201llO401055.X公开了一种聚氯乙烯结皮发泡板材及其制备方法，由如下重量份数的原料制成，且原料的总重量份数为100份：聚氯乙烯树脂粉20-95；稳定剂2-5；丙烯酸酯类加工改性剂1-20；填料5-70；润滑剂0-5；发泡剂0.1-5；增韧剂0-20。
上述研究工作虽然取得了一些有益成果，但是仍然未能很好地解决木塑复合板材阻燃防火性差和界面相容性差等问题，其阻燃性能和力学强度仍有待进一步提高。因此，开发一种阻燃防火性好、力学强度大的木塑复合板材仍然颇具现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种阻燃防火性好、木纤维含量高、力学强度大、不吸水不吸潮、不易变形的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板，该橱柜门板的制造原料包括如下重量份的各组分：PVC树脂80-100份，木纤维60-120份，磷酸8-16份，轻质碳酸钙80-100份，发泡剂1-3份，硅烷偶联剂8-12份，三聚氰胺树脂40-80份，氯化石蜡10-12份，邻苯二甲酸二辛酯6-8份，硬脂酸8-10份以及钙锌稳定剂4-8份。
作为一个总的发明构思，本发明另一方面提供了一种上述木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的制造方法，包括以下步骤：
(1)、搅拌下向木纤维中喷入雾化的磷酸，在木纤维上均匀负载磷酸，得到磷酸化木纤维；
(2)、搅拌下向步骤(1)所得磷酸化木纤维中喷入硅烷偶联剂，然后在搅拌下喷入雾化的三聚氰胺树脂对木纤维进行包覆，再进行干燥，得到三聚氰胺树脂包覆的木纤维；
(3)、搅拌下向轻质碳酸钙中喷入硅烷偶联剂，然后在搅拌下喷入雾化的三聚氰胺树脂对轻质碳酸钙进行包覆，再进行干燥，得到三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙；
(4)、将PVC树脂、发泡剂、钙锌稳定剂、氯化石蜡、邻苯二甲酸二辛酯和硬脂酸进行混炼，再加入步骤(2)中得到的三聚氰胺树脂包覆的木纤维和步骤(3)中得到的三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙，继续进行混炼，得到混合料；
(5)、将步骤(4)所得混合料依次进行捏合挤出、开炼压片、上下两面覆膜、浮雕图案模压、冷却定型、切割修边和封闭周边，即得木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板。
本发明的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板以聚氯乙烯树脂作为基体材料，以磷酸化木纤维、三聚氰胺树脂、轻质碳酸钙和氯化石蜡作为复合膨胀阻燃体系，其中磷酸化木纤维作为膨胀阻燃体系的酸源和炭源，三聚氰胺树脂作为膨胀阻燃剂的气源，轻质碳酸钙和氯化石蜡起到协同阻燃作用。当该橱柜门板在火灾中受热时，复合膨胀阻燃体系发泡膨胀，在木塑复合材料表面形成炭质泡沫层，该炭质泡沫层具有隔热、隔氧、抑烟、防滴等功能，起到良好的阻燃作用。
此外，该复合膨胀阻燃体系中，木纤维的磷酸化是将木纤维在搅拌下直接喷入雾化的磷酸，将磷酸均匀负载在木纤维上来实现的，相比于现有的阻燃剂包覆技术中繁琐的溶剂悬浮、分散、包裹、干燥等操作流程，本发明的制备方法简单高效。该磷酸化木纤维在橱柜门板正常使用时作为木塑复合材料的增强体，而在火灾条件下又是膨胀阻燃体系的酸源和炭源，既不过多增加生产成本，又可起到填充、强化和阻燃等多种功能。
再者，在搅拌下分别向磷酸化木纤维和轻质碳酸钙填料中喷入硅烷偶联剂和三聚氰胺树脂对磷酸化木纤维和轻质碳酸钙填料进行包覆，在搅拌过程中完成磷酸化木纤维和轻质碳酸钙的表面包覆和改性修饰，然后将PVC树脂、发泡剂、钙锌稳定剂、氯化石蜡、邻苯二甲酸二辛酯和硬脂酸与包覆后的磷酸化木纤维和轻质碳酸钙进行混炼，不仅有效地解决了因为木纤维、轻质碳酸钙等与PVC树脂界面不相容导致的木塑复合材料力学性能下降的问题，而且步骤简单、操作简便。通过该方法制造得到的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板具有木纤维含量高、防火阻燃性能好、力学强度大、不吸水不吸潮、不易变形、比重和手感与实木相当等优点。
上述的制造方法，优选的，所述步骤(2)和步骤(3)中，三聚氰胺树脂由如下方法制备得到：将90-100重量份的质量分数为37％的甲醛溶液、10-15重量份的三聚氰胺和8-10重量份的质量分数为30％的双氧水混合，加入质量分数为10％的氢氧化钠水溶液调节混合体系的pH至7-8，然后将体系加热升温至60-65℃，保温搅拌15-25min，继续升温至85-95℃搅拌反应1.5-2.5h，蒸馏回收过量的甲醛并脱除过量的水分，至固含量为50-60％，即得三聚氰胺树脂。
上述的制造方法，优选的，所述步骤(2)中，干燥操作的具体过程为：使用红外辐射加热器对三聚氰胺树脂包覆后的木纤维干燥3-6min，其中，红外辐射加热器的辐射功率为2-10kW，控制三聚氰胺树脂包覆的木纤维的含水率≤8％；所述步骤(3)中，干燥操作的具体过程为：使用红外辐射加热器对三聚氰胺树脂包覆后的轻质碳酸钙干燥3-6min，其中，红外辐射加热器的辐射功率为2-10kW，控制三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙的含水率≤2％。
上述的制造方法，优选的，所述步骤(5)中，捏合挤出操作具体是指：将步骤(4)所得混合料在双螺杆捏合挤出机中进行捏合挤出，其中双螺杆捏合挤出机的一区温度为120-130℃，二区温度为150-160℃，三区温度为140-150℃，四区温度为155-165℃，五区温度为170-175℃，机颈口模温度为175-185℃，螺杆转速为10-25r/min，捏合挤出时间为10min。采用上述参数进行捏合挤出可使得橱柜门板满足产品密度要求，通过本方法制造的橱柜门板的密度为0.40-0.55g/cm3与实木的密度相当。
上述的制造方法，优选的，所述步骤(5)中，开炼压片操作的具体过程为：将经过捏合挤出后的物料在二辊压片开炼机中进行开炼压片，其中开炼温度为150-180℃，开炼压片的时间为15min。
上述的制造方法，优选的，所述步骤(5)中，上下两面覆膜操作具体是指：将经过开炼压片后得到的板材在双面覆膜机上进行上下两面同时贴覆膜层，所述膜层为具有装饰图案或木纹图案且有耐磨涂层的PVC装饰膜或者三聚氰胺浸渍纸。
上述的制造方法，优选的，所述步骤(5)中，浮雕图案模压操作的具体过程为：将经过上下两面覆膜后的板材在全自动浮雕模压机中进行模压，将具有浮雕图案的模板模压在板材上，其中模压成型的温度为150-160℃，模压成型的时间为15-30s。
上述的制造方法，优选的，所述步骤(5)中，封闭周边操作具体是指：将经过切割修边后的板材在封边机中用PVC封边带封闭周边或者在板材切割的周边涂刷封边胶后用铝合金框镶边。
上述的制造方法，优选的，所述步骤(1)中，木纤维中粒径为20-40目的木纤维含量≥90％；所述步骤(3)中，轻质碳酸钙中碳酸钙含量≥98％，三氧化二铁含量≤0.20％，白度≥96％，pH为9-10，吸油量≥50g/100g，盐酸可溶物含量≤0.5％，水份含量≤0.8％；所述步骤(4)中，PVC树脂的平均聚合度为1000-1100，相对密度为1.35-1.46，表观密度≥0.55g/cm3，粒径范围为65-250μm，挥发物含量≤0.12％，100g树脂增塑剂吸收量≥20g，白度≥92％，残留氯乙烯含量≤5μg/g；所述步骤(4)中，氯化石蜡中氯的质量分数为51-53％，热稳定系数≤0.10％，加热减量≤0.3％，色度≤100，密度为1.23-1.25g/cm3，折射率为1.510-1.513。采用上述尺寸的木纤维、上述的轻质碳酸钙以及平均聚合度为1000-1100的PVC树脂有利于提高该橱柜门板的力学性能。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明首创以聚氯乙烯树脂为基材，木纤维为增强体，磷酸化木纤维、三聚氰胺树脂、轻质碳酸钙和氯化石蜡作为复合膨胀阻燃体系，以磷酸化木纤维作为膨胀型阻燃体系的酸源和炭源，以三聚氰胺树脂作为气源，添加轻质碳酸钙和氯化石蜡进行协同阻燃。该仿实木橱柜门板木纤维含量高、木质感强、力学强度大、阻燃防火性能好，可替代实木用于制作厨房、酒店、宾馆的柜体和柜门。
(2)本发明将木纤维的磷酸化反应以及三聚氰胺树脂包覆过程均是在物料搅拌过程中直接完成的，相比于现有的阻燃剂包覆过程中繁琐的溶剂悬浮、分散、包裹和干燥等操作流程，本发明的方法步骤简单、操作简便。
(3)本发明中的磷酸化木纤维在正常使用条件下可以作为木塑复合材料中的增强体，而在火灾条件下又是膨胀型阻燃体系的酸源和炭源，不仅不会过多的增加生产成本，而且可起到填充、强化和阻燃等多种作用。
(4)本发明采用在高低速混料搅拌机中用气压雾化机将硅烷偶联剂和三聚氰胺树脂分别雾化喷入磷酸化木纤维和轻质碳酸钙中，在搅拌混炼过程中同时完成表面包覆与改性修饰。将经过三聚氰胺树脂包覆的木纤维和轻质碳酸钙，加入到PVC树脂、发泡剂、钙锌稳定剂、氯化石蜡、邻苯二甲酸二辛酯和硬脂酸中，有效地解决了因为木纤维、轻质碳酸钙等与PVC树脂界面不相容导致的木塑复合材料力学强度下降的问题，大大提高了该橱柜门板的力学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1所制得的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的照片。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
本发明木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板及其制造方法的一种实施例，其中，制造该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的原料包括：PVC(聚氯乙烯)树脂90kg、木纤维100kg、磷酸9kg、轻质碳酸钙90kg、AC-1600发泡剂2kg、硅烷偶联剂A-172 10kg、三聚氰胺树脂60kg、氯化石蜡11kg、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)7kg、硬脂酸9kg以及钙锌稳定剂6kg。
该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的制造方法包括以下步骤：
(1)木纤维的磷酸化：将木纤维输入高低速混料搅拌机中搅拌，用气压雾化机向木纤维中喷入雾化的磷酸，高速搅拌8min，让木纤维均匀吸纳负载磷酸。其中，木纤维中粒径为20-40目的木纤维含量≥90％。
(2)木纤维的包覆：在高低速混料搅拌机中用气压雾化机将6kg硅烷偶联剂A-172雾化喷入步骤(1)所得负载有磷酸的木纤维中，搅拌3min，然后在不断搅拌过程中用喷胶机喷入雾化的40kg三聚氰胺树脂，不断搅拌下包覆3min，继续搅拌的同时开启红外辐射加热器干燥5min，红外辐射加热器的辐射功率为5kW，经干燥后三聚氰胺树脂包覆的木纤维的含水率为6％，得到三聚氰胺树脂包覆的木纤维。
(3)轻质碳酸钙填料的包覆：在高低速混料搅拌机中加入90kg轻质碳酸钙搅拌均匀，在不断搅拌下喷入4kg硅烷偶联剂A-172，继续搅拌3min，在不断搅拌下用喷胶机喷入雾化的20kg三聚氰胺树脂，不断搅拌下包覆3min，继续搅拌的同时开启红外辐射加热器干燥5min，红外辐射加热器的辐射功率为5kW，三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙的含水率为1％，得到三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙。该轻质碳酸钙中碳酸钙含量≥98％，三氧化二铁含量≤0.20％，白度≥96％，pH为9-10，吸油量≥50g/100g，盐酸可溶物含量≤0.5％，水份含量≤0.8％。
(4)原料混炼：将90kgPVC树脂、2kg AC-1600发泡剂、6kg钙锌稳定剂、11kg氯化石蜡、7kg邻苯二甲酸二辛酯和9kg硬脂酸输入到高速混炼机中混炼4min，然后再输入步骤(2)得到的三聚氰胺树脂包覆的木纤维和步骤(3)得到的三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙填料，继续混炼5min，得到混合料。其中，PVC树脂的平均聚合度为1000-1100，相对密度为1.35-1.46，表观密度≥0.55g/cm3，粒径范围为65-250μm，挥发物含量≤0.12％，100g树脂增塑剂吸收量≥20g，白度≥92％，残留氯乙烯含量≤5μg/g；氯化石蜡中氯的质量分数为51-53％，热稳定系数≤0.10％，加热减量≤0.3％，色度≤100，密度为1.23-1.25g/cm3，折射率为1.510-1.513。
(5)橱柜门板成型：将步骤(4)得到的混合料经过双螺杆捏合挤出机捏合挤出，其中双螺杆捏合挤出机的一区温度为120-130℃，二区温度为150-160℃，三区温度为140-150℃，四区温度为155-165℃，五区温度为170-175℃，机颈口模温度为175-185℃，螺杆转速为10-25r/min，捏合挤出时间为10min；然后进行二辊压片开炼机开炼压片，其中开炼温度为150-180℃，开炼压片的时间为15min；再将经过开炼压片后得到的板材在双面覆膜机上进行上下两面同时贴覆膜层，该膜层为具有装饰图案或木纹图案且有耐磨涂层的PVC装饰膜或者三聚氰胺浸渍纸；再利用全自动浮雕模压机将具有浮雕图案的模板模压在板材上，其中模压成型的温度为150-160℃，模压成型的时间为15-30s，冷却定型；然后利用切割机将冷却定型后的板材进行切割修边；再将经过切割修边后的板材在封边机中用PVC封边带封闭周边或者在板材切割的周边涂刷封边胶后用铝合金框镶边，即得到本实施例的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板成品。
该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的制造方法中所用的三聚氰胺树脂可通过下述方法制备得到：将90-100重量份的质量分数为37％的甲醛溶液、10-15重量份的三聚氰胺和8-10重量份的质量分数为30％的双氧水混合，加入质量分数为10％的氢氧化钠水溶液调节混合体系的pH至7-8，然后将体系加热升温至60-65℃，保温搅拌15-25min，继续升温至85-95℃搅拌反应1.5-2.5h，蒸馏回收过量的甲醛并脱除过量的水分，至固含量为50-60％，即得三聚氰胺树脂。
本实施例所得的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的照片如图1所示。对本实施例的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜板材的燃烧性能和力学性能进行测试，测试结果如表1所示。
实施例2
本发明木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板及其制造方法的一种实施例，其中，制造该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的原料包括：PVC树脂100kg、木纤维90kg、磷酸8kg、轻质碳酸钙90kg、AC-1600发泡剂2kg、硅烷偶联剂A-172 10kg、三聚氰胺树脂60kg、氯化石蜡11kg、邻苯二甲酸二辛酯7kg、硬脂酸9kg以及钙锌稳定剂6kg。
该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的制造方法包括以下步骤：
(1)木纤维的磷酸化：将木纤维输入高低速混料搅拌机中搅拌，用气压雾化机向木纤维中喷入雾化的磷酸，高速搅拌8min，让木纤维均匀吸纳负载磷酸。其中，木纤维中粒径为20-40目的木纤维含量≥90％。
(2)木纤维的包覆：在高低速混料搅拌机中用气压雾化机将6kg硅烷偶联剂A-172雾化喷入步骤(1)所得负载有磷酸的木纤维中，搅拌3min，然后在不断搅拌过程中用喷胶机喷入雾化的40kg三聚氰胺树脂，不断搅拌下包覆3min，继续搅拌的同时开启红外辐射加热器干燥5min，红外辐射加热器的辐射功率为5kW，经干燥后三聚氰胺树脂包覆的木纤维的含水率为6％，得到三聚氰胺树脂包覆的木纤维。
(3)轻质碳酸钙填料的包覆：在高低速混料搅拌机中加入90kg轻质碳酸钙搅拌均匀，在不断搅拌下喷入4kg硅烷偶联剂A-172，继续搅拌3min，在不断搅拌下用喷胶机喷入雾化的20kg三聚氰胺树脂，不断搅拌下包覆3min，继续搅拌的同时开启红外辐射加热器干燥5min，红外辐射加热器的辐射功率为5kW，三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙的含水率为1％，得到三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙。该轻质碳酸钙中碳酸钙含量≥98％，三氧化二铁含量≤0.20％，白度≥96％，pH为9-10，吸油量≥50g/100g，盐酸可溶物含量≤0.5％，水份含量≤0.8％。
(4)原料混炼：将100kgPVC树脂、2kg AC-1600发泡剂、6kg钙锌稳定剂、11kg氯化石蜡、7kg邻苯二甲酸二辛酯和9kg硬脂酸输入到高速混炼机中混炼4min，然后再输入步骤(2)得到的三聚氰胺树脂包覆的木纤维和步骤(3)得到的三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙填料，继续混炼5min，得到混合料。其中，PVC树脂的平均聚合度为1000-1100，相对密度为1.35-1.46，表观密度≥0.55g/cm3，粒径范围为65-250μm，挥发物含量≤0.12％，100g树脂增塑剂吸收量≥20g，白度≥92％，残留氯乙烯含量≤5μg/g；氯化石蜡中氯的质量分数为51-53％，热稳定系数≤0.10％，加热减量≤0.3％，色度≤100，密度为1.23-1.25g/cm3，折射率为1.510-1.513。
(5)橱柜门板成型：将步骤(4)得到的混合料经过双螺杆捏合挤出机捏合挤出，其中双螺杆捏合挤出机的一区温度为120-130℃，二区温度为150-160℃，三区温度为140-150℃，四区温度为155-165℃，五区温度为170-175℃，机颈口模温度为175-185℃，螺杆转速为10-25r/min，捏合挤出时间为10min；然后进行二辊压片开炼机开炼压片，其中开炼温度为150-180℃，开炼压片的时间为15min；再将经过开炼压片后得到的板材在双面覆膜机上进行上下两面同时贴覆膜层，该膜层为具有装饰图案或木纹图案且有耐磨涂层的PVC装饰膜或者三聚氰胺浸渍纸；再利用全自动浮雕模压机将具有浮雕图案的模板模压在板材上，其中模压成型的温度为150-160℃，模压成型的时间为15-30s，冷却定型；然后利用切割机将冷却定型后的板材进行切割修边；再将经过切割修边后的板材在封边机中用PVC封边带封闭周边或者在板材切割的周边涂刷封边胶后用铝合金框镶边，即得到本实施例的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板成品。
该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的制造方法中所用的三聚氰胺树脂可通过下述方法制备得到：将90-100重量份的质量分数为37％的甲醛溶液、10-15重量份的三聚氰胺和8-10重量份的质量分数为30％的双氧水混合，加入质量分数为10％的氢氧化钠水溶液调节混合体系的pH至7-8，然后将体系加热升温至60-65℃，保温搅拌15-25min，继续升温至85-95℃搅拌反应1.5-2.5h，蒸馏回收过量的甲醛并脱除过量的水分，至固含量为50-60％，即得三聚氰胺树脂。
对本实施例的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜板材的燃烧性能和力学性能进行测试，测试结果如表1所示。
实施例3
本发明木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板及其制造方法的一种实施例，其中，制造该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的原料包括：PVC树脂100kg、木纤维120kg、磷酸10kg、轻质碳酸钙80kg、AC-1600发泡剂2kg、硅烷偶联剂A-172 11kg、三聚氰胺树脂80kg、氯化石蜡11kg、邻苯二甲酸二辛酯7kg、硬脂酸9kg以及钙锌稳定剂6kg。
该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的制造方法包括以下步骤：
(1)木纤维的磷酸化：将木纤维输入高低速混料搅拌机中搅拌，用气压雾化机向木纤维中喷入雾化的磷酸，高速搅拌8min，让木纤维均匀吸纳负载磷酸。其中，木纤维中粒径为20-40目的木纤维含量≥90％。
(2)木纤维的包覆：在高低速混料搅拌机中用气压雾化机将6.5kg硅烷偶联剂A-172雾化喷入步骤(1)所得负载有磷酸的木纤维中，搅拌3min，然后在不断搅拌过程中用喷胶机喷入雾化的50kg三聚氰胺树脂，不断搅拌下包覆3min，继续搅拌的同时开启红外辐射加热器干燥5min，红外辐射加热器的辐射功率为5kW，经干燥后三聚氰胺树脂包覆的木纤维的含水率为6％，得到三聚氰胺树脂包覆的木纤维。
(3)轻质碳酸钙填料的包覆：在高低速混料搅拌机中加入90kg轻质碳酸钙搅拌均匀，在不断搅拌下喷入4.5kg硅烷偶联剂A-172，继续搅拌3min，在不断搅拌下用喷胶机喷入雾化的30kg三聚氰胺树脂，不断搅拌下包覆3min，继续搅拌的同时开启红外辐射加热器干燥5min，红外辐射加热器的辐射功率为5kW，三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙的含水率为1％，得到三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙。该轻质碳酸钙中碳酸钙含量≥98％，三氧化二铁含量≤0.20％，白度≥96％，pH为9-10，吸油量≥50g/100g，盐酸可溶物含量≤0.5％，水份含量≤0.8％。
(4)原料混炼：将100kgPVC树脂、2kg AC-1600发泡剂、6kg钙锌稳定剂、11kg氯化石蜡、7kg邻苯二甲酸二辛酯和9kg硬脂酸输入到高速混炼机中混炼4min，然后再输入步骤(2)得到的三聚氰胺树脂包覆的木纤维和步骤(3)得到的三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙填料，继续混炼5min，得到混合料。其中，PVC树脂的平均聚合度为1000-1100，相对密度为1.35-1.46，表观密度≥0.55g/cm3，粒径范围为65-250μm，挥发物含量≤0.12％，100g树脂增塑剂吸收量≥20g，白度≥92％，残留氯乙烯含量≤5μg/g；氯化石蜡中氯的质量分数为51-53％，热稳定系数≤0.10％，加热减量≤0.3％，色度≤100，密度为1.23-1.25g/cm3，折射率为1.510-1.513。
(5)橱柜门板成型：将步骤(4)得到的混合料经过双螺杆捏合挤出机捏合挤出，其中双螺杆捏合挤出机的一区温度为120-130℃，二区温度为150-160℃，三区温度为140-150℃，四区温度为155-165℃，五区温度为170-175℃，机颈口模温度为175-185℃，螺杆转速为10-25r/min，捏合挤出时间为10min；然后进行二辊压片开炼机开炼压片，其中开炼温度为150-180℃，开炼压片的时间为15min；再将经过开炼压片后得到的板材在双面覆膜机上进行上下两面同时贴覆膜层，该膜层为具有装饰图案或木纹图案且有耐磨涂层的PVC装饰膜或者三聚氰胺浸渍纸；再利用全自动浮雕模压机将具有浮雕图案的模板模压在板材上，其中模压成型的温度为150-160℃，模压成型的时间为15-30s，冷却定型；然后利用切割机将冷却定型后的板材进行切割修边；再将经过切割修边后的板材在封边机中用PVC封边带封闭周边或者在板材切割的周边涂刷封边胶后用铝合金框镶边，即得到本实施例的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板成品。
该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的制造方法中所用的三聚氰胺树脂可通过下述方法制备得到：将90-100重量份的质量分数为37％的甲醛溶液、10-15重量份的三聚氰胺和8-10重量份的质量分数为30％的双氧水混合，加入质量分数为10％的氢氧化钠水溶液调节混合体系的pH至7-8，然后将体系加热升温至60-65℃，保温搅拌15-25min，继续升温至85-95℃搅拌反应1.5-2.5h，蒸馏回收过量的甲醛并脱除过量的水分，至固含量为50-60％，即得三聚氰胺树脂。
对本实施例的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜板材的燃烧性能和力学性能进行测试，测试结果如表1所示。
对比例1
一种未使用磷酸对木纤维进行磷酸化并且未使用三聚氰胺树脂对木纤维和轻质碳酸钙填料进行包覆的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板及其制造方法。制造该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的原料包括：PVC树脂100kg、木纤维40kg、轻质碳酸钙80kg、AC-1600发泡剂2kg、硅烷偶联剂A-172 10kg、氯化石蜡11kg、邻苯二甲酸二辛酯7kg、硬脂酸9kg以及钙锌稳定剂6kg。
该木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的制造方法主要包括以下步骤：
(1)原料混炼：将100kg PVC树脂、40kg木纤维、10kg硅烷偶联剂A-172、2kg AC-1600发泡剂、6kg钙锌稳定剂、11kg氯化石蜡、7kg邻苯二甲酸二辛酯和9kg硬脂酸输入高速混炼机中混炼4min，得到混合料。
(2)将步骤(1)所得混合料经过双螺杆捏合挤出机捏合挤出，其中双螺杆捏合挤出机的一区温度为120-130℃，二区温度为150-160℃，三区温度为140-150℃，四区温度为155-165℃，五区温度为170-175℃，机颈口模温度为175-185℃，螺杆转速为10-25r/min，捏合挤出时间为10min；然后进行二辊压片开炼机开炼压片，其中开炼温度为150-180℃，开炼压片的时间为15min；再将经过开炼压片后得到的板材在双面覆膜机上进行上下两面同时贴覆膜层，该膜层为具有装饰图案或木纹图案且有耐磨涂层的PVC装饰膜或者三聚氰胺浸渍纸；再利用全自动浮雕模压机将具有浮雕图案的模板模压在板材上，其中模压成型的温度为150-160℃，模压成型的时间为15-30s，冷却定型；然后利用切割机将冷却定型后的板材进行切割修边；再将经过切割修边后的板材在封边机中用PVC封边带封闭周边或者在板材切割的周边涂刷封边胶后用铝合金框镶边，即得到本实施例的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板成品。对本实施例的木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜板材的燃烧性能和力学性能进行测试，测试结果如表1所示。
表1实施例1、2、3和对比例1中木纤维增强聚氯乙烯板材以及聚氯乙烯的燃烧性能和力学性能
由表1可见，本发明实施例1、2和3中采用磷酸化木纤维并用三聚氰胺树脂对磷酸化木纤维等进行包覆，形成膨胀型复合阻燃体系，并添加轻质碳酸钙和氯化石蜡等进行协同阻燃，由其制备得到的木纤维增强聚氯乙烯板材具有良好的燃烧性能，其热释放速率峰值(PHRR)约为210kW/m2，平均热释放速率(mHRR)约为110kW/m2，总烟产量(TSP)约为7m2/m2，以上三项燃烧性能参数均大大优于对比例1中未对木纤维进行磷酸化而且未使用三聚氰胺树脂进行包覆的木纤维增强聚氯乙烯板材以及聚氯乙烯材料；实施例1、2和3所得木纤维增强聚氯乙烯板材的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和弯曲强度等力学性能也均优于对比例1。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板的制造方法，所述橱柜门板的制造原料包括如下重量份的各组分：PVC树脂80-100份，木纤维60-120份，磷酸8-16份，轻质碳酸钙80-100份，发泡剂1-3份，硅烷偶联剂8-12份，三聚氰胺树脂40-80份，氯化石蜡10-12份，邻苯二甲酸二辛酯6-8份，硬脂酸8-10份以及钙锌稳定剂4-8份；
所述制造方法包括以下步骤：
(1)、搅拌下向木纤维中喷入雾化的磷酸，在木纤维上均匀负载磷酸，得到磷酸化木纤维；
(2)、搅拌下向步骤(1)所得磷酸化木纤维中喷入硅烷偶联剂，然后在搅拌下喷入雾化的三聚氰胺树脂对木纤维进行包覆，再进行干燥，得到三聚氰胺树脂包覆的木纤维；
(3)、搅拌下向轻质碳酸钙中喷入硅烷偶联剂，然后在搅拌下喷入雾化的三聚氰胺树脂对轻质碳酸钙进行包覆，再进行干燥，得到三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙；
(4)、将PVC树脂、发泡剂、钙锌稳定剂、氯化石蜡、邻苯二甲酸二辛酯和硬脂酸进行混炼，再加入步骤(2)中得到的三聚氰胺树脂包覆的木纤维和步骤(3)中得到的三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙，继续进行混炼，得到混合料；
(5)、将步骤(4)所得混合料依次进行捏合挤出、开炼压片、上下两面覆膜、浮雕图案模压、冷却定型、切割修边和封闭周边，即得木纤维增强聚氯乙烯仿实木橱柜门板。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中，三聚氰胺树脂由如下方法制备得到：将90-100重量份的质量分数为37％的甲醛溶液、10-15重量份的三聚氰胺和8-10重量份的质量分数为30％的双氧水混合，加入质量分数为10％的氢氧化钠水溶液调节混合体系的pH至7-8，然后将体系加热升温至60-65℃，保温搅拌15-25min，继续升温至85-95℃搅拌反应1.5-2.5h，蒸馏回收过量的甲醛并脱除过量的水分，至固含量为50-60％，即得三聚氰胺树脂。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中，干燥操作的具体过程为：使用红外辐射加热器对三聚氰胺树脂包覆后的木纤维干燥3-6min，其中，红外辐射加热器的辐射功率为2-10kW，控制三聚氰胺树脂包覆的木纤维的含水率≤8％；所述步骤(3)中，干燥操作的具体过程为：使用红外辐射加热器对三聚氰胺树脂包覆后的轻质碳酸钙干燥3-6min，其中，红外辐射加热器的辐射功率为2-10kW，控制三聚氰胺树脂包覆的轻质碳酸钙的含水率≤2％。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(5)中，捏合挤出操作具体是指：将步骤(4)所得混合料在双螺杆捏合挤出机中进行捏合挤出，其中双螺杆捏合挤出机的一区温度为120-130℃，二区温度为150-160℃，三区温度为140-150℃，四区温度为155-165℃，五区温度为170-175℃，机颈口模温度为175-185℃，螺杆转速为10-25r/min，捏合挤出时间为10min。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(5)中，开炼压片操作的具体过程为：将经过捏合挤出后的物料在二辊压片开炼机中进行开炼压片，其中开炼温度为150-180℃，开炼压片的时间为15min。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(5)中，上下两面覆膜操作具体是指：将经过开炼压片后得到的板材在双面覆膜机上进行上下两面同时贴覆膜层，所述膜层为具有装饰图案或木纹图案且有耐磨涂层的PVC装饰膜或者三聚氰胺浸渍纸。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(5)中，浮雕图案模压操作的具体过程为：将经过上下两面覆膜后的板材在全自动浮雕模压机中进行模压，将具有浮雕图案的模板模压在板材上，其中模压成型的温度为150-160℃，模压成型的时间为15-30s。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(5)中，封闭周边操作具体是指：将经过切割修边后的板材在封边机中用PVC封边带封闭周边或者在板材切割的周边涂刷封边胶后用铝合金框镶边。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中，木纤维中粒径为20-40目的木纤维含量≥90％；所述步骤(3)中，轻质碳酸钙中碳酸钙含量≥98％，三氧化二铁含量≤0.20％，白度≥96％，pH为9-10，吸油量≥50g/100g，盐酸可溶物含量≤0.5％，水份含量≤0.8％；所述步骤(4)中，PVC树脂的平均聚合度为1000-1100，相对密度为1.35-1.46，表观密度≥0.55g/cm3，粒径范围为65-250μm，挥发物含量≤0.12％，100g树脂增塑剂吸收量≥20g，白度≥92％，残留氯乙烯含量≤5μg/g；所述步骤(4)中，氯化石蜡中氯的质量分数为51-53％，热稳定系数≤0.10％，加热减量≤0.3％，色度≤100，密度为1.23-1.25g/cm3，折射率为1.510-1.513。
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