CN106590004A - 室外座椅加工用木塑复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种室外座椅加工用木塑复合材料，涉及木塑复合材料技术领域，由如下重量份数的原料制成：废旧塑料瓶再生颗粒20‑25份、木粉15‑20份、聚乳酸5‑10份、燕麦麸皮4‑8份、聚氧化乙烯3‑6份、萜烯树脂3‑6份、颜料2‑3份、石油焦微粉2‑3份、氢化松香甘油酯2‑3份、聚乙烯醇缩丁醛1‑2份、C9石油树脂1‑2份、水解聚马来酸酐1‑2份、纳米胶粉1‑2份、阴离子聚丙烯酰胺0.5‑1份、鲸蜡醇0.5‑1份、氧化锆0.5‑1份。本发明木塑复合材料加工成型性好，适用于加工成室外座椅，以避免使用木制座椅和塑料座椅存在的问题，具有使用安全性高、环保性强和使用寿命长的特点。

Description

室外座椅加工用木塑复合材料
技术领域：
本发明涉及木塑复合材料技术领域，具体涉及一种室外座椅加工用木塑复合材料。
背景技术：
木塑复合材料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。
木塑复合材料具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，且握钉力明显优于其他合成材料；木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量，抗压、抗弯曲性能好；木塑复合材料与木材相比，具有良好的耐水性和耐腐蚀性，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀，使用寿命长。木塑复合材料以木质材料和塑料为原料，辅以助剂才能满足使用性能要求。
室外座椅首先要满足座椅的基本使用要求，如硬度、力学性能等；其次需要具备较好的耐磨性、耐水性、防虫蛀性、防潮性、耐候性和抗老化性，保证其使用寿命。目前，将木塑复合材料加工成室外设施的应用很多，但仍存在使用寿命短、需要定期维护或更换的问题，从而增加成本投入和影响座椅的正常使用。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种使用安全性高、环保性强且使用性能优异的室外座椅加工用木塑复合材料。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
室外座椅加工用木塑复合材料，由如下重量份数的原料制成：
废旧塑料瓶再生颗粒20-25份、木粉15-20份、聚乳酸5-10份、燕麦麸皮4-8份、聚氧化乙烯3-6份、萜烯树脂3-6份、颜料2-3份、石油焦微粉2-3份、氢化松香甘油酯2-3份、聚乙烯醇缩丁醛1-2份、C9石油树脂1-2份、水解聚马来酸酐1-2份、纳米胶粉1-2份、阴离子聚丙烯酰胺0.5-1份、鲸蜡醇0.5-1份、氧化锆0.5-1份。
其制备方法包括如下步骤：
(1)向废旧塑料瓶再生颗粒中加入聚氧化乙烯、萜烯树脂和石油焦微粉，充分混合后加入混炼机中，于130-135℃下混炼5min，再加入氢化松香甘油酯和C9石油树脂，继续混炼3min，即得物料I；
(2)向聚乳酸中加入聚乙烯醇缩丁醛、水解聚马来酸酐和纳米胶粉，充分混合后加入混炼机中，于120-125℃下混炼5min，再加入颜料和氧化锆，混合均匀，即得物料II；
(3)向木粉中加入燕麦麸皮、阴离子聚丙烯酰胺和鲸蜡醇，充分混合后静置1h，再利用超微粉碎机制成粉末，即得物料III；
(4)向物料III中加入物料I和物料II，充分混合，将所得混合物加入混炼机中，于115-120℃下混炼5min，即得木塑复合材料。
所述颜料选自无机颜料或有机颜料。
所述聚氧化乙烯使用前经过改性处理，其改性方法为：将10-15份聚氧化乙烯加入3-5倍重量份水中，充分分散后静置30min，再加热至回流状态保温混合10min，并加入1-2份氢化蓖麻油、0.5-1份泊洛沙姆和0.5-1份纳米氧化锌，继续回流保温混合10min，所得混合物迅速转入0-5℃环境中静置3h，然后加入1-2份松节油、0.5-1份鲸蜡醇和0.5-1份新戊二醇，再次加热至回流状态保温混合10min，保温结束后自然冷却至室温，最后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒即为改性聚氧化乙烯。
聚氧化乙烯经过上述改性，增加其与高分子物质和无机物之间的共混性，促进原料的均匀混合。
所述纳米胶粉由如下重量份数的原料制成：聚氯乙烯糊树脂5-10份、氢化松香季戊四醇酯3-5份、火山灰3-5份、粉末丁腈橡胶2-3份、C9石油树脂2-3份、双丙酮丙烯酰胺1-2份、硫化猪油1-2份、巴西棕榈蜡1-2份、纳米钛白粉0.5-1份、双三氟甲烷磺酰亚胺0.5-1份，其制备方法为：向聚氯乙烯糊树脂中加入氢化松香季戊四醇酯和巴西棕榈蜡，充分混合后利用微波处理器微波处理5min，再加入粉末丁腈橡胶和C9石油树脂，混合均匀后继续微波处理5min，趁热加入双丙酮丙烯酰胺、硫化猪油和双三氟甲烷磺酰亚胺，充分混合后以10℃/min的冷却速度降温，待温度降至5-10℃后保温静置30min，然后加入火山灰和纳米钛白粉，并加热至120-130℃保温混合30min，所得混合物自然冷却至室温，最后转入纳米研磨机中，经充分研磨即得纳米胶粉。
上述纳米胶粉具有优异的吸附性、粘结性和渗透性，不仅利于提高塑料高分子材料和木质纤维素材料的共混，还能增强所制产品的力学性能。
所述微波处理器的工作频率为2450MHz、功率700W。
所述纳米胶粉的粒度为10-15纳米。
本发明的有益效果是：本发明以废旧塑料瓶再生颗粒和木粉为主要原料，辅以多种助剂制得木塑复合材料，该材料加工成型性好，适用于加工成室外座椅，以避免使用木制座椅和塑料座椅存在的易发霉和风化问题，具有使用安全性高、环保性强和使用寿命长的特点，制成的室外座椅耐磨性、抗冲击性、耐冷热循环、抗冻融性和防火性好，从而增强其使用性能。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)向20份废旧塑料瓶再生颗粒中加入4份聚氧化乙烯、3份萜烯树脂和2份石油焦微粉，充分混合后加入混炼机中，于130-135℃下混炼5min，再加入2份氢化松香甘油酯和1份C9石油树脂，继续混炼3min，即得物料I；
(2)向5份聚乳酸中加入2份聚乙烯醇缩丁醛、1份水解聚马来酸酐和1份纳米胶粉，充分混合后加入混炼机中，于120-125℃下混炼5min，再加入2份颜料和0.5份氧化锆，混合均匀，即得物料II；
(3)向20份木粉中加入5份燕麦麸皮、0.5份阴离子聚丙烯酰胺和0.5份鲸蜡醇，充分混合后静置1h，再利用超微粉碎机制成粉末，即得物料III；
(4)向物料III中加入物料I和物料II，充分混合，将所得混合物加入混炼机中，于115-120℃下混炼5min，即得木塑复合材料。
纳米胶粉的制备：向10份聚氯乙烯糊树脂中加入3份氢化松香季戊四醇酯和1份巴西棕榈蜡，充分混合后利用微波频率2450MHz、功率700W的微波处理器微波处理5min，再加入2份粉末丁腈橡胶和2份C9石油树脂，混合均匀后继续微波处理5min，趁热加入1份双丙酮丙烯酰胺、1份硫化猪油和0.5份双三氟甲烷磺酰亚胺，充分混合后以10℃/min的冷却速度降温，待温度降至5-10℃后保温静置30min，然后加入5份火山灰和1份纳米钛白粉，并加热至120-130℃保温混合30min，所得混合物自然冷却至室温，最后转入纳米研磨机中，经充分研磨即得粒度10-15纳米的纳米胶粉。
实施例2
(1)向25份废旧塑料瓶再生颗粒中加入4份聚氧化乙烯、3份萜烯树脂和2份石油焦微粉，充分混合后加入混炼机中，于130-135℃下混炼5min，再加入2份氢化松香甘油酯和1份C9石油树脂，继续混炼3min，即得物料I；
(2)向5份聚乳酸中加入1份聚乙烯醇缩丁醛、1份水解聚马来酸酐和1份纳米胶粉，充分混合后加入混炼机中，于120-125℃下混炼5min，再加入2份颜料和0.5份氧化锆，混合均匀，即得物料II；
(3)向20份木粉中加入5份燕麦麸皮、0.5份阴离子聚丙烯酰胺和0.5份鲸蜡醇，充分混合后静置1h，再利用超微粉碎机制成粉末，即得物料III；
(4)向物料III中加入物料I和物料II，充分混合，将所得混合物加入混炼机中，于115-120℃下混炼5min，即得木塑复合材料。
改性聚氧化乙烯的制备：将15份聚氧化乙烯加入5倍重量份水中，充分分散后静置30min，再加热至回流状态保温混合10min，并加入1份氢化蓖麻油、0.5份泊洛沙姆和0.5份纳米氧化锌，继续回流保温混合10min，所得混合物迅速转入0-5℃环境中静置3h，然后加入2份松节油、0.5份鲸蜡醇和0.5份新戊二醇，再次加热至回流状态保温混合10min，保温结束后自然冷却至室温，最后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒即为改性聚氧化乙烯。
纳米胶粉的制备：向10份聚氯乙烯糊树脂中加入3份氢化松香季戊四醇酯和2份巴西棕榈蜡，充分混合后利用微波频率2450MHz、功率700W的微波处理器微波处理5min，再加入2份粉末丁腈橡胶和2份C9石油树脂，混合均匀后继续微波处理5min，趁热加入1份双丙酮丙烯酰胺、1份硫化猪油和0.5份双三氟甲烷磺酰亚胺，充分混合后以10℃/min的冷却速度降温，待温度降至5-10℃后保温静置30min，然后加入3份火山灰和1份纳米钛白粉，并加热至120-130℃保温混合30min，所得混合物自然冷却至室温，最后转入纳米研磨机中，经充分研磨即得粒度10-15纳米的纳米胶粉。
实施例3
(1)向25份废旧塑料瓶再生颗粒中加入4份聚氧化乙烯、3份萜烯树脂和2份石油焦微粉，充分混合后加入混炼机中，于130-135℃下混炼5min，再加入2份氢化松香甘油酯和1份C9石油树脂，继续混炼3min，即得物料I；
(2)向5份聚乳酸中加入1份聚乙烯醇缩丁醛、1份水解聚马来酸酐和2份纳米胶粉，充分混合后加入混炼机中，于120-125℃下混炼5min，再加入2份颜料和0.5份氧化锆，混合均匀，即得物料II；
(3)向20份木粉中加入5份燕麦麸皮、1份阴离子聚丙烯酰胺和0.5份鲸蜡醇，充分混合后静置1h，再利用超微粉碎机制成粉末，即得物料III；
(4)向物料III中加入物料I和物料II，充分混合，将所得混合物加入混炼机中，于115-120℃下混炼5min，即得木塑复合材料。
改性聚氧化乙烯的制备：将15份聚氧化乙烯加入5倍重量份水中，充分分散后静置30min，再加热至回流状态保温混合10min，并加入1份氢化蓖麻油、1份泊洛沙姆和0.5份纳米氧化锌，继续回流保温混合10min，所得混合物迅速转入0-5℃环境中静置3h，然后加入1份松节油、0.5份鲸蜡醇和0.5份新戊二醇，再次加热至回流状态保温混合10min，保温结束后自然冷却至室温，最后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒即为改性聚氧化乙烯。
纳米胶粉的制备：向10份聚氯乙烯糊树脂中加入3份氢化松香季戊四醇酯和1份巴西棕榈蜡，充分混合后利用微波频率2450MHz、功率700W的微波处理器微波处理5min，再加入2份粉末丁腈橡胶和2份C9石油树脂，混合均匀后继续微波处理5min，趁热加入1份双丙酮丙烯酰胺、1份硫化猪油和0.5份双三氟甲烷磺酰亚胺，充分混合后以10℃/min的冷却速度降温，待温度降至5-10℃后保温静置30min，然后加入5份火山灰和0.5份纳米钛白粉，并加热至120-130℃保温混合30min，所得混合物自然冷却至室温，最后转入纳米研磨机中，经充分研磨即得粒度10-15纳米的纳米胶粉。
实施例4
将实施例1、实施例2和实施例3所制木塑复合材料用于加工制成室外座椅，并对其使用性能进行测定，结果如表1所示。
表1 利用所制木塑复合材料加工成室外座椅的使用性能
项目 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度(MPa) 50 55 53
断裂伸长率(％) 14.8 15.5 15.7
弹性模量(MPa) 176 194 202
耐磨性(g/100r) 0.04 0.02 0.02
常温落球冲击(mm) 4 2.5 3
低温落锤冲击 -10℃无裂纹 -10℃无裂纹 -10℃无裂纹
吸水率(％) 0.8 0.6 0.5
耐冷热循环(mm) 0.4 0.3 0.3
抗冻融性(％) 87.1 89.5 90.3
防火等级 B1 B1 B1
环保等级 E1 E1 E1
使用寿命(年) ＞10 ＞10 ＞10
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.室外座椅加工用木塑复合材料，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：
废旧塑料瓶再生颗粒20-25份、木粉15-20份、聚乳酸5-10份、燕麦麸皮4-8份、聚氧化乙烯3-6份、萜烯树脂3-6份、颜料2-3份、石油焦微粉2-3份、氢化松香甘油酯2-3份、聚乙烯醇缩丁醛1-2份、C9石油树脂1-2份、水解聚马来酸酐1-2份、纳米胶粉1-2份、阴离子聚丙烯酰胺0.5-1份、鲸蜡醇0.5-1份、氧化锆0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的室外座椅加工用木塑复合材料，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
(1)向废旧塑料瓶再生颗粒中加入聚氧化乙烯、萜烯树脂和石油焦微粉，充分混合后加入混炼机中，于130-135℃下混炼5min，再加入氢化松香甘油酯和C9石油树脂，继续混炼3min，即得物料I；
(2)向聚乳酸中加入聚乙烯醇缩丁醛、水解聚马来酸酐和纳米胶粉，充分混合后加入混炼机中，于120-125℃下混炼5min，再加入颜料和氧化锆，混合均匀，即得物料II；
(3)向木粉中加入燕麦麸皮、阴离子聚丙烯酰胺和鲸蜡醇，充分混合后静置1h，再利用超微粉碎机制成粉末，即得物料III；
(4)向物料III中加入物料I和物料II，充分混合，将所得混合物加入混炼机中，于115-120℃下混炼5min，即得木塑复合材料。
3.根据权利要求1或2所述的室外座椅加工用木塑复合材料，其特征在于：所述颜料选自无机颜料或有机颜料。
4.根据权利要求1或2所述的室外座椅加工用木塑复合材料，其特征在于：所述聚氧化乙烯使用前经过改性处理，其改性方法为：将10-15份聚氧化乙烯加入3-5倍重量份水中，充分分散后静置30min，再加热至回流状态保温混合10min，并加入1-2份氢化蓖麻油、0.5-1份泊洛沙姆和0.5-1份纳米氧化锌，继续回流保温混合10min，所得混合物迅速转入0-5℃环境中静置3h，然后加入1-2份松节油、0.5-1份鲸蜡醇和0.5-1份新戊二醇，再次加热至回流状态保温混合10min，保温结束后自然冷却至室温，最后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒即为改性聚氧化乙烯。
5.根据权利要求1或2所述的室外座椅加工用木塑复合材料，其特征在于：所述纳米胶粉由如下重量份数的原料制成：聚氯乙烯糊树脂5-10份、氢化松香季戊四醇酯3-5份、火山灰3-5份、粉末丁腈橡胶2-3份、C9石油树脂2-3份、双丙酮丙烯酰胺1-2份、硫化猪油1-2份、巴西棕榈蜡1-2份、纳米钛白粉0.5-1份、双三氟甲烷磺酰亚胺0.5-1份，其制备方法为：向聚氯乙烯糊树脂中加入氢化松香季戊四醇酯和巴西棕榈蜡，充分混合后利用微波处理器微波处理5min，再加入粉末丁腈橡胶和C9石油树脂，混合均匀后继续微波处理5min，趁热加入双丙酮丙烯酰胺、硫化猪油和双三氟甲烷磺酰亚胺，充分混合后以10℃/min的冷却速度降温，待温度降至5-10℃后保温静置30min，然后加入火山灰和纳米钛白粉，并加热至120-130℃保温混合30min，所得混合物自然冷却至室温，最后转入纳米研磨机中，经充分研磨即得纳米胶粉。
6.根据权利要求5所述的室外座椅加工用木塑复合材料，其特征在于：所述微波处理器的工作频率为2450MHz、功率700W。
7.根据权利要求5所述的室外座椅加工用木塑复合材料，其特征在于：所述纳米胶粉的粒度为10-15纳米。
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