CN106366682A - 一种实验台用的纳米氧化锌增强的木塑板材及其制备方法 - Google Patents

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吴珍梅
徐琼琼
曹蕾
沈中
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Abstract

一种实验台用的纳米氧化锌增强的木塑板材，其特征在于，其由如下原料制备而成：木粉、稻壳粉、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙烯醇、二乙烯基苯、过氧化苯甲酰、纳米氧化锌、苯基三甲氧基硅烷、柠檬酸、丁基橡胶、三乙醇胺、四甲基硫代二碳二酰胺、4，4’‑二硫代二吗啉、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、正己烷适量、甲苯适量。本发明的木塑板材具有防水、阻燃、耐酸碱、防虫蛀、零甲醛排放等特点，且表面非常光滑，硬度高，不容易有划痕。

Description

一种实验台用的纳米氧化锌增强的木塑板材及其制备方法
技术领域
本发明属于新型复合材料技术，具体涉及一种实验台用的纳米氧化锌增强的木塑板材及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料(WPC)是一种新型的绿色环保复合材料，通常是取聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈/丁二烯/季戊四醇三丙烯酸酯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)等的回收料与加工处理过的废旧材料以一定比例混合，添加特制助剂，经高温高压处理后制成结构型材。木塑复合材料具有许多优点：①耐酸碱、耐化学品、耐盐水性好；②可以在低温下使用；③耐紫外光；④不会腐烂、不会开裂或翘曲等；而且机械性能好、价格便宜、加工方便、可回收等特点。
作者郝建秀等在《利用弹性体增韧木粉/HDPE复合材料》一文中，为提高木塑复合材料的韧性，在木粉/高密度聚乙烯（WF/HDPE）复合材料制备过程中引入了３种弹性体：聚烯烃弹性体（POE）、弹性体改性聚乙烯（BPB）和接枝改性的聚烯烃弹性体（A669），使基质的黏性特征更加明显，降低了塑料基质的结晶度，增加了晶粒尺寸，改善了塑料与WF之间的界面结合，从而达到增韧的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种原料来源丰富、产品具有良好加工性能和力学性能的实验台用的纳米氧化锌增强的木塑板材及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种实验台用的纳米氧化锌增强的塑板材，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：木粉500份、稻壳粉40-50份、二缩三丙二醇二丙烯酸酯20-30份、聚乙烯醇20-25份、二乙烯基苯120-150份、过氧化苯甲酰2-3份、纳米氧化锌15-20份、苯基三甲氧基硅烷10-12份、柠檬酸5-6份、丁基橡胶70-80份、三乙醇胺5-6份、四甲基硫代二碳二酰胺3-5份、4，4’-二硫代二吗啉5-6份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯6-8份、正己烷适量、甲苯适量。
所述的实验台用的纳米氧化锌增强的木塑板材，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将二缩三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙烯醇、二乙烯基苯以及相当于聚乙烯醇重量份4-5倍的甲苯混合并搅拌30-40min使充分分散，加热使反应体系温度升到60-80℃，同时通入氮气，边通氮气边加入过氧化苯甲酰，在氮气保护下恒温60-80℃搅拌反应4-5h，再升温至80-100℃反应4-5h，加入预先粉碎过的稻壳粉，120-130℃搅拌反应8-10h，冷却降至常温，减压蒸馏除去溶剂，干燥，得到改性稻壳粉；
（2）将纳米氧化锌、苯基三甲氧基硅烷加入到相当于纳米氧化锌重量份8-10倍的正己烷中，混合均匀，超声分散40-50min，加入柠檬酸，升高温度至70-80℃，搅拌反应5-6h，蒸干溶剂，并放于烘箱中进行干燥，然后将干燥后的纳米氧化锌置于马弗炉中，在富氧条件下，以5℃/min的速率升温至450-550℃，高温焙烧2-4h，；
（3）将丁基橡胶、步骤（2）的产物、三乙醇胺、四甲基硫代二碳二酰胺加入密炼机进行密炼，温度控制在135-140℃左右，密炼时间8-10min；将密炼之后的物料用20-40目的单层铁网过滤，滤胶温度控制在70-80℃；加入改性稻壳粉和4，4’-二硫代二吗啉进行混胶，温度控制在95-105℃范围内，然后将胶休眠20-24h；将混合均匀的混胶料、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和木粉在开炼机上进行热炼，温度控制在100-110℃；通过挤压成型设备，挤压成型。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明选用稻壳粉、木粉和丁基橡胶为主要原料，其中稻壳粉是纤维性材料，其纤维短小，平均长度只有0.3mm，远低于木材的纤维长度；二缩三丙二醇二丙烯酸酯与二乙烯基苯共聚，其共聚物与丁基橡胶不仅具有良好的相容性，而且其分子键上的丙烯酸基团可与稻壳粉表面的羟基发生化学反应，在稻壳粉表面形成了一种非极性的表层结构，这种结构在生产木塑复合材料挤出过程中能起到一定的润滑作用，并且挤出的产品比单一木粉挤出的产品更密实，结构更紧密；本发明加入原料来源丰富的稻壳粉可以节约木材，利于环保；丁基橡胶的加入，可以增加木塑板材的耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药品，并有吸震、电绝缘性能，使其适用于实验室环境使用；本发明加入纳米氧化锌，在纳米氧化锌的表面进行硅沉积改性，抑制了纳米氧化锌的溶出，并通过柠檬酸对纳米氧化锌表面的羟基进行键合反应，使纳米氧化锌颗粒之间不易团聚，提高纳米氧化锌的分散性，大大增强了木塑板材的耐磨损性能和抗酸碱腐蚀性能；本发明的木塑板材具有防水、阻燃、耐酸碱、防虫蛀、零甲醛排放等特点，且表面非常光滑，硬度高，不容易有划痕。
具体实施方式
本实施例的实验台用的纳米氧化锌增强的塑板材，其由如下重量份的原料制备而成：木粉500份、稻壳粉40-50份、二缩三丙二醇二丙烯酸酯20-30份、聚乙烯醇20-25份、二乙烯基苯120-150份、过氧化苯甲酰2-3份、纳米氧化锌15-20份、苯基三甲氧基硅烷10-12份、柠檬酸5-6份、丁基橡胶70-80份、三乙醇胺5-6份、四甲基硫代二碳二酰胺3-5份、4，4’-二硫代二吗啉5-6份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯6-8份、正己烷适量、甲苯适量。
本实施例的实验台用的纳米氧化锌增强的木塑板材，其由如下步骤制备而成：
（1）将二缩三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙烯醇、二乙烯基苯以及相当于聚乙烯醇重量份5倍的甲苯混合并搅拌40min使充分分散，加热使反应体系温度升到80℃，同时通入氮气，边通氮气边加入过氧化苯甲酰，在氮气保护下恒温80℃搅拌反应5h，再升温至100℃反应5h，加入预先粉碎过的稻壳粉，130℃搅拌反应10h，冷却降至常温，减压蒸馏除去溶剂，干燥，得到改性稻壳粉；
（2）将纳米氧化锌、苯基三甲氧基硅烷加入到相当于纳米氧化锌重量份10倍的正己烷中，混合均匀，超声分散50min，加入柠檬酸，升高温度至80℃，搅拌反应6h，蒸干溶剂，并放于烘箱中进行干燥，然后将干燥后的纳米氧化锌置于马弗炉中，在富氧条件下，以5℃/min的速率升温至550℃，高温焙烧4h，；
（3）将丁基橡胶、步骤（2）的产物、三乙醇胺、四甲基硫代二碳二酰胺加入密炼机进行密炼，温度控制在140℃，密炼时间10min；将密炼之后的物料用40目的单层铁网过滤，滤胶温度控制在80℃；加入改性稻壳粉和4，4’-二硫代二吗啉进行混胶，温度控制在105℃，然后将胶休眠24h；将混合均匀的混胶料、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和木粉在开炼机上进行热炼，温度控制在100℃；通过挤压成型设备，挤压成型。
性能测试：
耐油性试验：取一块约10cm*10cm的样品，称重，在23±2℃的机油中浸泡24h，取出后擦干，放置4-6h，称重，增重小于等于8%。
耐酸试验：取一块约10cm*10cm的样品，称重，在23±2℃，20%的硫酸中浸泡24h，取出后擦干，放置4-6h，称重，增重小于等于0.8%。
耐碱试验：取一块约10cm*10cm的样品，称重，在23±2℃，20%的烧碱中浸泡24h，取出后擦干，放置4-6h，称重，增重小于等于0.8%。

Claims (2)

1.一种实验台用的纳米氧化锌增强的木塑板材，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：木粉500份、稻壳粉40-50份、二缩三丙二醇二丙烯酸酯20-30份、聚乙烯醇20-25份、二乙烯基苯120-150份、过氧化苯甲酰2-3份、纳米氧化锌15-20份、苯基三甲氧基硅烷10-12份、柠檬酸5-6份、丁基橡胶70-80份、三乙醇胺5-6份、四甲基硫代二碳二酰胺3-5份、4，4’-二硫代二吗啉5-6份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯6-8份、正己烷适量、甲苯适量。
2.根据权利要求1所述的实验台用的纳米氧化锌增强的木塑板材，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将二缩三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙烯醇、二乙烯基苯以及相当于聚乙烯醇重量份4-5倍的甲苯混合并搅拌30-40min使充分分散，加热使反应体系温度升到60-80℃，同时通入氮气，边通氮气边加入过氧化苯甲酰，在氮气保护下恒温60-80℃搅拌反应4-5h，再升温至80-100℃反应4-5h，加入预先粉碎过的稻壳粉，120-130℃搅拌反应8-10h，冷却降至常温，减压蒸馏除去溶剂，干燥，得到改性稻壳粉；
（2）将纳米氧化锌、苯基三甲氧基硅烷加入到相当于纳米氧化锌重量份8-10倍的正己烷中，混合均匀，超声分散40-50min，加入柠檬酸，升高温度至70-80℃，搅拌反应5-6h，蒸干溶剂，并放于烘箱中进行干燥，然后将干燥后的纳米氧化锌置于马弗炉中，在富氧条件下，以5℃/min的速率升温至450-550℃，高温焙烧2-4h，；
（3）将丁基橡胶、步骤（2）的产物、三乙醇胺、四甲基硫代二碳二酰胺加入密炼机进行密炼，温度控制在135-140℃左右，密炼时间8-10min；将密炼之后的物料用20-40目的单层铁网过滤，滤胶温度控制在70-80℃；加入改性稻壳粉和4，4’-二硫代二吗啉进行混胶，温度控制在95-105℃范围内，然后将胶休眠20-24h；将混合均匀的混胶料、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和木粉在开炼机上进行热炼，温度控制在100-110℃；通过挤压成型设备，挤压成型。
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CN104448871A (zh) * 2014-11-11 2015-03-25 南京工业职业技术学院 一种抗菌防霉变塑木复合材料板材及其制备方法
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