CN106497116B - 高强度木塑复合板的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合材料制备领域，公开了高强度木塑复合板的制备工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备主料，步骤2）破碎和粉碎，步骤3）浸泡、离心和研磨，步骤4）煅烧和研磨，步骤5）熔融、定型、切割、砂光以及压面。本发明工艺简便可行、原料成本低廉，其制备的木塑复合板具备机械强度高、阻燃防潮，环保无污染等优点。
Description
技术领域
本发明属于复合材料制备领域，具体涉及高强度木塑复合板的制备工艺。
背景技术
木塑复合材料（Wood-Plastic Composites，WPC）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材，主要用于建材、家具、物流包装等行业。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。
木塑板材由于其板材成品的再加工性能和尺寸稳定性方面较好，产品外观木质感强，被得到广泛的认可和应用；特别是不含甲醛，不仅符合绿色环保的形势要求，而且废弃后还可重复使用和回收再利用，有利于环保友好型等诸多优点，而越来越深受使用者的喜爱。木塑材料的开发应用有利于保护森林资源，减缓废弃木材和塑料对环境的污染，充分利用自然资源。木塑复合材料在蓬勃发展的同时，也暴漏出一些明显的不足，大量浪费木材、机械强度不够、阻燃耐潮性能差、成本较高、制备工艺繁琐等缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了高强度木塑复合板的制备工艺，该工艺简便可行、原料成本低廉，其制备的木塑复合板具备机械强度高、阻燃防潮，环保无污染等优点。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
高强度木塑复合板的制备工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备主料，步骤2）破碎和粉碎，步骤3）浸泡、离心和研磨，步骤4）煅烧和研磨，步骤5）熔融、定型、切割、砂光以及压面。
具体地，所述制备工艺包括如下步骤：
步骤1）制备主料：将粒度在20-50目之间的木粉在120-150℃的温度加热处理，得到水分控制在5wt%以下的干木粉，再将干木粉添加到搅拌反应器中，然后将PVC、聚丙烯树脂、石蜡、氯化聚乙烯以及ACR树脂均匀加到干木粉中，控制温度为80℃，搅拌速度为200rpm，反应时间为90min，自然冷却后，即得主料；
步骤2）破碎和粉碎：将玉米或者高粱秸秆用破碎机进行破碎处理，然后按照2:1的质量比与花生壳混合，粉碎成200目的粉末，即得辅料A；
步骤3）浸泡、离心和研磨：将硅藻土和豆粕按照1:1的质量比混合，然后浸泡到占豆粕三倍重量的2M盐酸溶液中30min，离心收集沉淀，再研磨成200目的粉末，即得辅料B；
步骤4）煅烧和研磨：将白云石破碎，然后置于700-800℃煅烧15-30min，取出，研磨成300-500目的粉末，即得辅料C；
步骤5）熔融、定型、切割、砂光以及压面：将主料、辅料A、辅料B、辅料C、氢氧化镁以及玻璃纤维按照1000-2000:300-500:30-50:10-15:5-9:3-7添加到热混锅中，混匀，加热至120℃，维持120℃的温度5min，然后放入冷混锅冷却至50℃，维持50℃的温度3min，随后进入挤出机挤压成熔融状态，再进入模具中进行定型处理，出模，再进入到保温箱，维持温度为170℃，时间为6-10min；取出，冷压定型、纵横向切割、砂光以及压面，即得。
所述步骤1）制备主料：所述干木粉、PVC、聚丙烯树脂、石蜡、氯化聚乙烯以及ACR树脂的质量比为:400-1000:100-200:5-10:2-3:2-3:1-2。
上述的制备工艺制备的木塑复合板。
本发明取得的有益效果主要包括：
本发明工艺简便可行、原料成本低廉、配伍合理，其制备的木塑复合板具备机械强度高、阻燃防潮，环保无污染、成本低廉、使用寿命长等优点；本发明解决了PVC和木粉高配比不能成型的技术问题，解决了木塑板材机械性能差的技术问题；本发明选择玻璃纤维作为复合板的增韧剂和耐腐蚀剂；本发明使用了农业废弃物作为原料，节省了成本，提高了企业的工业附加值，实现了变废为宝；本发明选择豆粕作为发泡剂，发泡效果好，降低了成本；本发明将木粉干燥，然后再与PVC等原料混合，实现了充分地熔合；本发明合理添加了秸秆以及锯末等废弃物，为降低生产成本、提高企业经济效益提供了可靠的技术支持；小粒径的煅烧白云石粉提高了复合材料的致密度；本发明各原料之间相互协调，为本申请人经过大量变换条件，参数，经过单因子实验，多因子实验获得。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
高强度木塑复合板的制备工艺，其包括如下步骤：
1）将粒度在20目的木粉在120℃的温度加热处理，得到水分控制在5wt%以下的干木粉，再将干木粉添加到搅拌反应器中，然后将PVC、聚丙烯树脂、石蜡、氯化聚乙烯以及ACR树脂均匀加到干木粉中，控制温度为80℃，搅拌速度为200rpm，反应时间为90min，自然冷却后，即得主料；所述干木粉、PVC、聚丙烯树脂、石蜡、氯化聚乙烯以及ACR树脂的质量比为:400:100:5:2:2:1；
2）将玉米秸秆用破碎机进行破碎处理，然后按照2:1的质量比与花生壳混合，再粉碎成200目的粉末，即得辅料A；
3）将硅藻土和豆粕按照1:1的质量比混合，然后浸泡到占豆粕三倍重量的2M盐酸溶液中30min，离心收集沉淀，再研磨成200目的粉末，即得辅料B；
4）将白云石破碎，然后置于700℃煅烧30min，取出，研磨成300目的粉末，即得辅料C；
5）将主料、辅料A、辅料B、辅料C、氢氧化镁以及玻璃纤维按照1000:300:30:10:5:3添加到热混锅中，混合均匀后加热至120℃，维持120℃的温度5min，然后放入冷混锅冷却至50℃，维持50℃的温度3min，进入挤出机进行熔融塑化，再挤出到模具中进行定型处理，出模，再进入到保温箱，维持温度为170℃，时间为6min；取出，放入大吨位冷压机，加压压力为1000吨，加压时间为5min，为产品作冷却定型；在牵引机的牵引下对定型后的半成品进行纵横向切割，再进入大型砂光机，两面砂光；最后进入压面机两面压面，即得。
经检测，上述工艺制备而得复合板的冲击强度13.2kJ/cm2；静曲强度25.4Mpa；弹性模量1496Mpa；维卡软化温度75℃；邵氏硬度78HD；握钉力1577N；阻燃性能V-0级；吸水率0.023%；甲醛和苯类气体未检测出。
实施例2
高强度木塑复合板的制备工艺，其包括如下步骤：
1）将粒度在50目的木粉在150℃的温度加热处理，得到水分控制在5wt%以下的干木粉，再将干木粉添加到搅拌反应器中，然后将PVC、聚丙烯树脂、石蜡、氯化聚乙烯以及ACR树脂均匀加到干木粉中，控制温度为80℃，搅拌速度为200rpm，反应90min，自然冷却后，即得主料；所述干木粉、PVC、聚丙烯树脂、石蜡、氯化聚乙烯以及ACR树脂的质量比为:1000:200:10:3:3:2；
2）将玉米秸秆用破碎机进行破碎处理，然后按照2:1的质量比与花生壳混合，粉碎成200目的粉末，即得辅料A；
3）将硅藻土和豆粕按照1:1的质量比混合，然后浸泡到占豆粕三倍重量的2M盐酸溶液中30min，然后离心收集沉淀，再研磨成200目的粉末，即得辅料B；
4）将白云石破碎，然后置于800℃煅烧15min，取出，研磨成500目的粉末，即得辅料C；
5）将主料、辅料A、辅料B、辅料C、氢氧化镁以及玻璃纤维按照2000:500:50:15:9:7添加到热混锅中，混合均匀后加热至120℃，维持120℃的温度5min，然后放入冷混锅冷却至50℃，维持50℃的温度3min，然后进入挤出机进行熔融塑化，再挤出到模具中进行定型处理，出模，在进入到保温箱，维持温度为170℃，时间为10min；取出，放入大吨位冷压机，加压压力为2000吨，加压时间为10min，为产品作冷却定型；在牵引机的牵引下对定型后的半成品进行纵横向切割，再进入大型砂光机，两面砂光；最后进入压面机两面压面，即得。
经检测，上述工艺制备而得复合板的冲击强度13.7kJ/cm2；静曲强度26.3Mpa；弹性模量1533Mpa；维卡软化温度72℃；邵氏硬度76HD；握钉力1531N；阻燃性能V-0级；吸水率0.026%；甲醛和苯类气体未检测出。
实施例3
高强度木塑复合板的制备工艺，其包括如下步骤：
1）将粒度在40目的木粉在1350℃的温度加热处理，得到水分控制在5wt%以下的干木粉，再将干木粉添加到搅拌反应器中，然后将PVC、聚丙烯树脂、石蜡、氯化聚乙烯以及ACR树脂均匀加到木粉中，控制温度为80℃，搅拌速速为200rpm，反应90min，自然冷却后，即得主料；所述干木粉、PVC、聚丙烯树脂、石蜡、氯化聚乙烯以及ACR树脂的质量比为:700:150:8:3:2:1；
2）将高粱秸秆用破碎机进行破碎处理，然后按照2:1的质量比与花生壳混合，粉碎成200目的粉末，即得辅料A；
3）将硅藻土和豆粕按照1:1的质量比混合，然后浸泡到占豆粕三倍重量的2M盐酸溶液中30min，然后离心收集沉淀，再研磨成200目的粉末，即得辅料B；
4）将白云石破碎，然后置于750℃煅烧20min，取出，研磨成400母的粉末，即得辅料C；
5）将主料、辅料A、辅料B、辅料C、氢氧化镁以及玻璃纤维按照1500:400:40:12:7:5添加到热混锅中，混合均匀后加热至120℃，维持120℃的温度5min，然后放入冷混锅冷却至50℃，维持50℃的温度3min，然后进入挤出机进行熔融塑化，再挤出到模具中进行定型处理，出模，在进入到保温箱，维持温度为170℃，时间为8min；取出，放入大吨位冷压机，加压压力为1200吨，加压时间为7min，为产品作冷却定型；在牵引机的牵引下对定型后的半成品进行纵横向切割，再进入大型砂光机，两面砂光；最后进入压面机两面压面，即得。
经检测，上述工艺制备而得复合板的冲击强度13.4kJ/cm2；静曲强度25.9Mpa；弹性模量1513Mpa；维卡软化温度74℃；邵氏硬度77HD；握钉力1546N；阻燃性能V-0级；吸水率0.021%；甲醛和苯类气体未检测出。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (1)
1.高强度木塑复合板的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括如下步骤：
步骤1)制备主料：将粒度在20-50目之间的木粉在120-150℃的温度加热处理，得到水分控制在5wt％以下的干木粉，再将干木粉添加到搅拌反应器中，然后将PVC、聚丙烯树脂、石蜡、氯化聚乙烯以及ACR树脂均匀加到干木粉中，控制温度为80℃，搅拌速度为200rpm，反应时间为90min，自然冷却后，即得主料；
所述干木粉、PVC、聚丙烯树脂、石蜡、氯化聚乙烯以及ACR树脂的质量比为400-1000:100-200:5-10:2-3:2-3:1-2；
步骤2)破碎和粉碎：将玉米秸秆或者高粱秸秆用破碎机进行破碎处理，然后按照2:1的质量比与花生壳混合，再粉碎成200目的粉末，即得辅料A；
步骤3)浸泡、离心和研磨：将硅藻土和豆粕按照1:1的质量比混合，然后浸泡到占豆粕三倍重量的2M盐酸溶液中30min，离心收集沉淀，再研磨成200目的粉末，即得辅料B；
步骤4)煅烧和研磨：将白云石破碎，然后置于700-800℃煅烧15-30min，取出，研磨成300-500目的粉末，即得辅料C；
步骤5)熔融、定型、切割、砂光以及压面：将主料、辅料A、辅料B、辅料C、氢氧化镁以及玻璃纤维按照1000-2000:300-500:30-50:10-15:5-9:3-7添加到热混锅中，混匀，加热至120℃，维持120℃的温度5min，然后放入冷混锅冷却至50℃，维持50℃的温度3min，随后进入挤出机挤压成熔融状态，再进入模具中进行定型处理，出模，再进入到保温箱，维持温度为170℃，时间为6-10min；取出，冷压定型、切割、砂光以及压面，即得。
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