CN107488357A - 一种高弹性阻燃木塑包装材料及其制备方法 - Google Patents

一种高弹性阻燃木塑包装材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高弹性阻燃木塑包装材料的制备方法，包含将植物纤维和碳纤维均粉碎成粉末，并进行表面有机化改性；加入硅酸铝、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯、磷酸三丁酯混合加入混匀机，搅拌反应20‑40min；将得到的混合物经挤出机挤出、造粒机中造粒；并加入磷酸铈、芳樟醇和聚苯硫醚纤维，超声反应30‑40min；经过滤、干燥后得到的颗粒放入模具压膜成型，即可得到所述高弹性阻燃木塑包装材料。

Description

一种高弹性阻燃木塑包装材料及其制备方法
技术领域
本发明属于木塑包装材料领域，特别涉及一种高弹性阻燃木塑包装材料及其制备方法。
背景技术
近几年来，全球森林资源日趋枯竭，环境保护意识日渐高涨，对木材的应用也提出了更高的要求。为了节约资源，提高木材与塑料的利用率，克服塑料和木材行业面临的难题。近年来随着科技的发展出现了一种新型的复合材料，即木塑复合材料。木塑复合材料是指利用聚乙烯、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。
木塑复合材料具有比单独的木质材料或塑料产品更优异的性质，是木材的理想替代品，它的出现可以减少废弃木材和塑料对城市环境的污染，也适应现代材料复合化发展的规律。木塑烫印复合材料可以防虫蛀、抗腐蚀，无须防腐处理、不用任何胶水和溶剂进而减少环境污染，而且可以被加工成各种空心型材，因此木塑复合材料被广泛应用于许多领域，是最具潜力的一种新型材料。木塑复合材料的开发与应用，具有良好的社会和经济效益。现有木塑材料主要用于建材、家具、物流包装等行业。在物流包装行业过程中，目前的木塑包装材料弹性性能较差，使得产品和包装硬接触容易损害产品，且阻燃效果不好，大量堆放的产品及包装材料在炎热的夏天极易发生火灾，存在安全隐患。因此，目前市场上的木塑材料无法满足消费者需求。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种高弹性阻燃木塑包装材料及其制备方法，通过多种化学物质的添加，改善木塑包装材料的弹性和阻燃性能，更好的满足消费者需求。
一种高弹性阻燃木塑包装材料的制备方法，包含如下步骤：
S1：将50-70份植物纤维和8-10份碳纤维均粉碎成粉末，向其中加入10-15份的10%碳酸氢钠水溶液，在温度40-60℃搅拌1-3h；随后再加入5-8份对甲苯磺酸溶液，在温度50-70℃下搅拌反应0.5-3h；待过滤后再加入3-7份钛酸酯偶联剂，在温度80-100℃搅拌反应2-3h，经过滤后得到纤维混合物；
S2：将步骤S1中所述纤维混合物、1-3份硅酸铝、10-15份聚氯乙烯、15-20份聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯6-10份、7-9份磷酸三丁酯混合加入混匀机，在温度100-118℃下、速率1500-1800r/min搅拌反应20-40min；
S3：将步骤S2得到的混合物加入挤出机中，挤出温度为180-210℃，螺杆转速为40-60rpm；
S4：将步骤S3得到的挤出物料放入造粒机中造粒；并加入3-6份磷酸铈、15-20份芳樟醇和8-12份聚苯硫醚纤维，超声反应30-40min；
S5：经过滤、干燥后得到的颗粒放入模具压膜成型，即可得到所述高弹性阻燃木塑包装材料。
更进一步的，步骤S1中具体为将65份植物纤维和9份碳纤维均粉碎成粉末，向其中加入12份的10%碳酸氢钠水溶液，在温度55℃搅拌2.5h；随后再加入6份对甲苯磺酸溶液，在温度60℃下搅拌反应2h；待过滤后再加入5份钛酸酯偶联剂，在温度88℃搅拌反应2h。
更进一步的，步骤S2中所述2份硅酸铝、13份聚氯乙烯、17份聚丙烯、8份聚丁二酸丁二醇酯、8份磷酸三丁酯混合加入混匀机，在温度108℃下、速率1650r/min搅拌反应35min。
更进一步的，步骤S3中所述挤出温度为195℃，螺杆转速为50rpm。
更进一步的，步骤S4中加入5份磷酸铈、18份芳樟醇和10份聚苯硫醚纤维，在功率3500W下温度45℃超声反应35min。
更进一步的，步骤S5中所述压膜成型的压力为7-15MPa。
上述任意一条所述所制备得到的高弹性阻燃木塑包装材料。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述一种高弹性阻燃木塑包装材料的制备方法，将植物纤维和碳纤维混合后并对其表面有机改性，随后加入聚氯乙烯、聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯等以提高木塑包装材料的弹性；通过硅酸铝和磷酸三丁酯的加入提高木塑包装材料的阻燃性能；且在本工艺条件下两者在结合过程中，并未出现此消彼长的不良效果，而是协同作用，共同提高；木塑包装材料整体性能尤其是弹性和阻燃性方面大幅度提高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
S1：将50份植物纤维和8份碳纤维均粉碎成粉末，向其中加入10份的10%碳酸氢钠水溶液，在温度40℃搅拌1h；随后再加入5份对甲苯磺酸溶液，在温度50℃下搅拌反应0.5h；待过滤后再加入7份钛酸酯偶联剂，在温度100℃搅拌反应3h，经过滤后得到纤维混合物；
S2：将步骤S1中所述纤维混合物、1份硅酸铝、15份聚氯乙烯、15份聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯6份、7份磷酸三丁酯混合加入混匀机，在温度100℃下、速率1500r/min搅拌反应20min；
S3：将步骤S2得到的混合物加入挤出机中，挤出温度为180℃，螺杆转速为40rpm；
S4：将步骤S3得到的挤出物料放入造粒机中造粒；并加入3份磷酸铈、15份芳樟醇和8份聚苯硫醚纤维，在功率3500W下温度45℃超声反应40min；
S5：经过滤、干燥后得到的颗粒放入模具，压力7MPa下压膜成型，即可得到所述高弹性阻燃木塑包装材料。
实施例2
S1：将70份植物纤维和10份碳纤维均粉碎成粉末，向其中加入15份的10%碳酸氢钠水溶液，在温度60℃搅拌3h；随后再加入8份对甲苯磺酸溶液，在温度70℃下搅拌反应3h；待过滤后再加入3份钛酸酯偶联剂，在温度80℃搅拌反应2h，经过滤后得到纤维混合物；
S2：将步骤S1中所述纤维混合物、3份硅酸铝、10份聚氯乙烯、20份聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯10份、9份磷酸三丁酯混合加入混匀机，在温度118℃下、速率1800r/min搅拌反应40min；
S3：将步骤S2得到的混合物加入挤出机中，挤出温度为210℃，螺杆转速为60rpm；
S4：将步骤S3得到的挤出物料放入造粒机中造粒；并加入6份磷酸铈、20份芳樟醇和12份聚苯硫醚纤维，在功率3500W下温度45℃超声反应30min；
S5：经过滤、干燥后得到的颗粒放入模具，压力15MPa下压膜成型，即可得到所述高弹性阻燃木塑包装材料。
实施例3
S1：将55份植物纤维和9份碳纤维均粉碎成粉末，向其中加入12份的10%碳酸氢钠水溶液，在温度45℃搅拌1.5h；随后再加入7份对甲苯磺酸溶液，在温度65℃下搅拌反应1h；待过滤后再加入6份钛酸酯偶联剂，在温度88℃搅拌反应2h，经过滤后得到纤维混合物；
S2：将步骤S1中所述纤维混合物、1份硅酸铝、13份聚氯乙烯、18份聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯8份、9份磷酸三丁酯混合加入混匀机，在温度105℃下、速率1600r/min搅拌反应25min；
S3：将步骤S2得到的混合物加入挤出机中，挤出温度为200℃，螺杆转速为45rpm；
S4：将步骤S3得到的挤出物料放入造粒机中造粒；并加入4份磷酸铈、17份芳樟醇和10份聚苯硫醚纤维，在功率3500W下温度45℃超声反应35min；
S5：经过滤、干燥后得到的颗粒放入模具，压力10MPa下压膜成型，即可得到所述高弹性阻燃木塑包装材料。
实施例4
S1：将65份植物纤维和10份碳纤维均粉碎成粉末，向其中加入14份的10%碳酸氢钠水溶液，在温度55℃搅拌2.5h；随后再加入6份对甲苯磺酸溶液，在温度58℃下搅拌反应2.5h；待过滤后再加入4份钛酸酯偶联剂，在温度95℃搅拌反应3h，经过滤后得到纤维混合物；
S2：将步骤S1中所述纤维混合物、3份硅酸铝、10份聚氯乙烯、16份聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯9份、7份磷酸三丁酯混合加入混匀机，在温度110℃下、速率1700r/min搅拌反应35min；
S3：将步骤S2得到的混合物加入挤出机中，挤出温度为190℃，螺杆转速为55rpm；
S4：将步骤S3得到的挤出物料放入造粒机中造粒；并加入5份磷酸铈、15份芳樟醇和9份聚苯硫醚纤维，在功率3500W下温度45℃超声反应38min；
S5：经过滤、干燥后得到的颗粒放入模具，压力12MPa下压膜成型，即可得到所述高弹性阻燃木塑包装材料。
实施例5
S1：将65份植物纤维和9份碳纤维均粉碎成粉末，向其中加入12份的10%碳酸氢钠水溶液，在温度55℃搅拌2.5h；随后再加入6份对甲苯磺酸溶液，在温度60℃下搅拌反应2h；待过滤后再加入5份钛酸酯偶联剂，在温度88℃搅拌反应2h，经过滤后得到纤维混合物；
S2：将步骤S1中所述纤维混合物、2份硅酸铝、13份聚氯乙烯、17份聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯8份、8份磷酸三丁酯混合加入混匀机，在温度108℃下、速率1650r/min搅拌反应35min；
S3：将步骤S2得到的混合物加入挤出机中，挤出温度为195℃，螺杆转速为50rpm；
S4：将步骤S3得到的挤出物料放入造粒机中造粒；并加入5份磷酸铈、18份芳樟醇和10份聚苯硫醚纤维，在功率3500W下温度45℃超声反应35min；
S5：经过滤、干燥后得到的颗粒放入模具，压力10MPa下压膜成型，即可得到所述高弹性阻燃木塑包装材料。
对上述各个实施例木塑包装材料性能测试，详细结果见下表：
实施例 抗冲击强度（Kj/m2） 氧指数 磨斑直径（mm）
实施例1 26.3 58 25.4
实施例2 25.4 63 27.0
实施例3 27.6 67 26.8
实施例4 29.1 66 27.6
实施例5 30.6 68 28.1
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高弹性阻燃木塑包装材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
S1：将50-70份植物纤维和8-10份碳纤维均粉碎成粉末，向其中加入10-15份的10%碳酸氢钠水溶液，在温度40-60℃搅拌1-3h；随后再加入5-8份对甲苯磺酸溶液，在温度50-70℃下搅拌反应0.5-3h；待过滤后再加入3-7份钛酸酯偶联剂，在温度80-100℃搅拌反应2-3h，经过滤后得到纤维混合物；
S2：将步骤S1中所述纤维混合物、1-3份硅酸铝、10-15份聚氯乙烯、15-20份聚丙烯、聚丁二酸丁二醇酯6-10份、7-9份磷酸三丁酯混合加入混匀机，在温度100-118℃下、速率1500-1800r/min搅拌反应20-40min；
S3：将步骤S2得到的混合物加入挤出机中，挤出温度为180-210℃，螺杆转速为40-60rpm；
S4：将步骤S3得到的挤出物料放入造粒机中造粒；并加入3-6份磷酸铈、15-20份芳樟醇和8-12份聚苯硫醚纤维，超声反应30-40min；
S5：经过滤、干燥后得到的颗粒放入模具压膜成型，即可得到所述高弹性阻燃木塑包装材料。
2.根据权利要求1所述的一种高弹性阻燃木塑包装材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中具体为将65份植物纤维和9份碳纤维均粉碎成粉末，向其中加入12份的10%碳酸氢钠水溶液，在温度55℃搅拌2.5h；随后再加入6份对甲苯磺酸溶液，在温度60℃下搅拌反应2h；待过滤后再加入5份钛酸酯偶联剂，在温度88℃搅拌反应2h。
3.根据权利要求1所述的一种高弹性阻燃木塑包装材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述2份硅酸铝、13份聚氯乙烯、17份聚丙烯、8份聚丁二酸丁二醇酯、8份磷酸三丁酯混合加入混匀机，在温度108℃下、速率1650r/min搅拌反应35min。
4.根据权利要求1所述的一种高弹性阻燃木塑包装材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述挤出温度为195℃，螺杆转速为50rpm。
5.根据权利要求1所述的一种高弹性阻燃木塑包装材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中加入5份磷酸铈、18份芳樟醇和10份聚苯硫醚纤维，在功率3500W下温度45℃超声反应35min。
6.根据权利要求1所述的一种高弹性阻燃木塑包装材料的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述压膜成型的压力为7-15MPa。
7.根据权利要求1-6任意一条所述所制备得到的高弹性阻燃木塑包装材料。
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