CN106380665B - 一种环保型木塑材料及其制备方法 - Google Patents

一种环保型木塑材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环保型的木塑材料及其制备方法，属于环保材料领域。一种环保型的木塑材料：用于制备木塑材料的原料，按重量份，由下述组分组成：预辐照HDPE：30～40份，光引发剂：0.5～2份，功能母料：50～70份，所述功能母料包含除甲醛粉体。本发明所述环保型木塑材料具有去除甲醛的功能，同时在制备过程中物料不分层，使有效成分不析出、不流失，可以有效延长该环保材料的使用寿命。

Description

一种环保型木塑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保型的木塑材料及其制备方法，属于环保材料领域。
背景技术
木塑复合材料(生态木)是通过科技创新，对废木粉再生利用而开发的可替代木材的新型产品。在节省天然资源的同时，木塑不但拥有天然木材质感和木纹，更具有耐水、耐腐蚀、防火、防霉、无污染、可回收利用等技术性能。
鉴于废木粉散发难闻的气味主要来自制造中使用的人造木板、油漆和软家具中使用的含苯胶黏剂，这些装饰材料中散发出来的甲醛、苯、TVOC等污染物质常带有刺鼻性的有害气味，有的还产生芳香性的有害气体。同时现有木塑材料也存在质量参差不齐，耐候性较差，材料强度有待加强等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种环保型木塑材料，该材料在制备时加入预辐照树脂促进界面相容性，加入除甲醛粉体净化甲醛的。
一种环保型的木塑材料：用于制备木塑材料的原料，按重量份，由下述组分组成：
预辐照HDPE 30～40份
光引发剂 0.5～2份
功能母料 50～70份
其中，所述功能母料按重量份由下述组分组成：
上述技术方案中，所述预辐照HDPE(高密度聚乙烯)其上具有自由基H+，具有接枝性。
进一步地，所述预辐照HDPE按下述方法制得：采用电子加速器作为辐照源，在空气气氛下，用β射线对聚乙烯树脂进行预辐照，预辐照剂量范围为20KGy～100KGy，得到含有3％自由基的HDPE。
上述“电子加速器”可商业购得。
本发明所述环保型的木塑材料的功能母料中，优选所述除甲醛粉体按下述方法制得：
在搅拌条件下，将浓度为42～76g/L硫酸锰水溶液以喷淋的形式注入高锰酸盐和强碱的混合水溶液中，搅拌反应2～6h，静置20～60min；洗涤、烘干、破碎，即得除甲醛粉体，
其中，所述高锰酸盐在混合水溶液中的浓度为13～32g/L，所述强碱在混合水溶液中的浓度为15～22g/L；所述高锰酸盐和强碱的混合水溶液与硫酸锰水溶液的体积比为1：0.54～0.74。
上述技术方案中，所述高锰酸盐优选为高锰酸钠；所述强碱优选为氢氧化钾。
本发明所述环保型的木塑材料优选光引发剂选自TINUVIN292、DAROCUR1173、IRGACURE127其中的一种。上述TINUVIN292、DAROCUR1173、IRGACURE127为巴斯夫股份公司市售商品，其商品牌号为TINUVIN292、DAROCUR1173、IRGACURE127，可商业购得。
本发明所述环保型的木塑材料的功能母料中，优选抗氧剂选自B215、264、1010中的至少一种。上述B215、264、1010为郑州欧尼嘉化学商贸有限公司生产的抗氧化剂，其商品牌号为B215、264、1010，可商业购得。
本发明所述环保型的木塑材料的功能母料中，优选所述水滑石的为纳米级水滑石，其粒度为20～50目。本发明选用所述纳米级水滑石作为无机成核剂，可以使聚乙烯这种不完全结晶塑料，大部分变成结晶塑料，增加了力学强度、透光度等物理性能。
本发明所述环保型的木塑材料的功能母料中所述废木粉为现有技术中公开的可用于制备板材材料的木粉，考虑其环保节约特性，优选为废木粉。
本发明的另一目的是提供上述环保型的木塑材料的制备方法。
一种环保型的木塑材料的制备方法，包括下述工艺步骤：
①选取原料，预辐照HDPE、高密度聚乙烯、聚丙烯、粒度为20～100目的废木粉、光引发剂、除甲醛粉体、抗氧剂、白油、水滑石；
②按原料比例，将高密度聚乙烯、废木粉、除甲醛粉体、抗氧剂、白油、水滑石于密炼机中在160℃、主机转速300r/min密炼3小时；通过挤出机挤出，牵引，冷却，造粒制作出功能母料；
③将功能母料、改性HDPE、光引发剂用单螺杆挤出机挤出成型，从喂料口到模头各段温度依次为110℃、125℃、130℃、145℃、150℃、160℃、180℃。
本发明的有益效果为：
高密度聚乙烯在空气中经预辐照后，在其分子链上将产生氢过氧化物(POOH)和二烷基过氧化物(POOP)。过氧化物在热的作用下分解，产生可用于接枝反应的自由基；而在过量强碱溶液中制备的除甲醛粉体有氢氧根基团，会与预辐照中的氢自由基进行反应。而单螺杆挤出机的物料输送主要靠摩擦，使其加料性能受到限制，粉料、糊状料及无机填料等较难加入，上述反应可解决现有单螺杆挤出机在使用过程中物料较难加入的问题；同时，可以使经预辐照的高密度聚乙烯与除甲醛粉体不仅仅为物理共混，为化学反应，不会导致物料分层，使有效成分不析出、不流失，延长该环保材料的使用寿命等。且该制备方法采用废木粉作为原料，降低成本，节约能源。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
下述实施例中所述预辐照HDPE按下述方法制得：采用电子加速器作为辐照源，在空气气氛下，用β射线对聚乙烯树脂进行预辐照，预辐照剂量范围为20KGy～100KGy，得到含有3％自由基的HDPE。
下述实施例中所述除甲醛粉体按下述方法制得：
在搅拌条件下，将浓度为45g/L硫酸锰水溶液以喷淋的形式注入高锰酸盐和强碱的混合水溶液中，搅拌反应4h，静置40min；洗涤、烘干、破碎，即得除甲醛粉体，
其中，所述高锰酸盐在混合水溶液中的浓度为15g/L，所述强碱在混合水溶液中的浓度为17g/L；所述高锰酸盐和强碱的混合水溶液与硫酸锰水溶液的体积比为1:0.64。
下述实施中所用废木粉按下述方式处理：将废木粉原料进行烘干、磨碎，得粒径为20～100目的废木粉。
下述实施例中所用水滑石的粒度为20～50目。
下述实施例所用抗氧剂B215为郑州欧尼嘉化学商贸有限公司生产的商品牌号为B215的商品。
下述实施例所用光引发剂为巴斯夫股份公司生产的商品牌号为TINUVIN292的商品。
下述实施例中所述单螺杆挤出机购自张家港市福田机械有限公司65型。
实施例1
①选取原料，预辐照HDPE、高密度聚乙烯、聚丙烯、废木粉、光引发剂、除甲醛粉体、抗氧剂(B215)、白油、水滑石。
②选取高密度聚乙烯25份、废木粉60份、除甲醛粉体5份、抗氧剂(B215)1.5份、白油2.5份、水滑石6份。在密炼机160℃、主机转速300r/min密炼3小时。通过挤出机挤出，牵引，冷却，造粒制作出功能母料；
③按改性HDPE 30份、光引发剂1.5份、功能母料68.5份，置于单螺杆挤出机挤出成型；从喂料口到模头各段温度依次为110℃、125℃、130℃、145℃、150℃、160℃、180℃。
实施例2
①选取原料，预辐照HDPE、高密度聚乙烯、聚丙烯、废木粉、光引发剂、除甲醛粉体、抗氧剂(B215)、白油、水滑石。
②选取高密度聚乙烯25份、废木粉60份、除甲醛粉体5份、抗氧剂(B215)1.5份、白油2.5份、水滑石6份。在密炼机160℃、主机转速300r/min密炼3小时。通过挤出机挤出，牵引，冷却，造粒制作出功能母料；
③按HDPE 35份、光引发剂1.5份、功能母料63.5份，置于单螺杆挤出机挤出成型；从喂料口到模头各段温度依次为110℃、125℃、130℃、145℃、150℃、160℃、180℃。
实施例3
①选取原料，预辐照HDPE、高密度聚乙烯、聚丙烯、废木粉、光引发剂、除甲醛粉体、抗氧剂(B215)、白油、水滑石。
②选取高密度聚乙烯25份、废木粉60份、除甲醛粉体5份、抗氧剂(B215)1.5份、白油2.5份、水滑石6份。在密炼机160℃、主机转速300r/min密炼3小时。通过挤出机挤出，牵引，冷却，造粒制作出功能母料；
③按HDPE 40份、光引发剂1.5份、功能母料58.5份，置于单螺杆挤出机挤出成型；从喂料口到模头各段温度依次为110℃、125℃、130℃、145℃、150℃、160℃、180℃。
实施例4
①选取原料，预辐照HDPE、高密度聚乙烯、聚丙烯、废木粉、光引发剂、抗氧剂(B215)、白油、水滑石。
②选取高密度聚乙烯25份、废木粉65份、抗氧剂(B215)1.5份、白油2.5份、水滑石6份。在密炼机160℃、主机转速300r/min密炼3小时。通过挤出机挤出，牵引，冷却，造粒制作出功能母料；
③按HDPE 40份，光引发剂1.5份、功能母料58.5份，置于单螺杆挤出机挤出成型；从喂料口到模头各段温度依次为110℃、125℃、130℃、145℃、150℃、160℃、180℃。
实施例5
①选取原料，高密度聚乙烯、聚丙烯、废木粉、光引发剂、抗氧剂(B215)、白油、水滑石。
②选取高密度聚乙烯25份、废木粉65份、除甲醛粉体5份、抗氧剂(B215)1.5份、白油2.5份、水滑石6份。在密炼机160℃、主机转速300r/min密炼3小时。通过挤出机挤出，牵引，冷却，造粒制作出功能母料；
③按HDPE 40份、光引发剂1.5份、功能母料58.5份，置于单螺杆挤出机挤出成型；从喂料口到模头各段温度依次为110℃、125℃、130℃、145℃、150℃、160℃、180℃。
材料评价方法：检测依据：QB/T 2761-2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》
试验在五个相同密闭的尺寸为20*28mm的密封袋内进行，各取实施例1～5所得材料50g作为样品，将样品迅速放入密封袋内，每个密封袋放入一个样品。开始计时，每间隔一小时对五个密封袋内甲醛浓度(ppm)进行测试，连续测试24h，检测仪器采用PPM记录型甲醛测试仪。
实验表明：24h后实施例1～5五组密封袋内的甲醛浓度分别为：0.04ppm、0.07ppm、0.12ppm、1.02ppm、0.78ppm。实施例1中添加68.5％功能母料的自封袋内甲醛浓度最低，实施例4中未添加除甲醛粉体的自封袋内甲醛浓度最高。实施例1～3所得材料表面光滑，未出现分层、析出等现象，较实施例4所得材料表观、强度等指标无差别，而实施例5中的材料表面出现粉末状材料，系为除甲醛粉体，且材料出现分层现象，影响外观。

Claims (3)

1.一种环保型木塑材料，其特征在于：用于制备木塑材料的原料，按重量份，由下述组分组成：
预辐照HDPE 30～40份
光引发剂 0.5～2份
功能母料 50～70份
其中，所述功能母料按重量份由下述组分组成：
所述除甲醛粉体按下述方法制得：
在搅拌条件下，将浓度为42～76g/L硫酸锰水溶液以喷淋的形式注入高锰酸盐和强碱的混合水溶液中，搅拌反应2～6h，静置20～60min；洗涤、烘干、破碎，即得除甲醛粉体，
其中，所述高锰酸盐在混合水溶液中的浓度为13～32g/L，所述强碱在混合水溶液中的浓度为15～22g/L；所述高锰酸盐和强碱的混合水溶液与硫酸锰水溶液的体积比为1：0.54～0.74。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述预辐照HDPE按下述方法制得：采用电子加速器作为辐照源，在空气气氛下，用β射线对聚乙烯树脂进行预辐照，预辐照剂量范围为20KGy～100KGy，得到含有3％自由基的HDPE。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述水滑石的为纳米级水滑石，其粒度为20～50目。
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