CN107556652A - 一种抗弯木塑复合板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗弯木塑复合板的制备方法，属于建筑材料技术领域。制备方法为：将木粉与沼液按质量比1：7~1：10发酵后得活化木粉，将玻璃纤维与有机硅乙醚溶液按质量比1：10～1：15混合反应后得改性玻璃纤维，将木粉与改性玻璃纤维按质量比3：2混合后加入水和表面活性剂，反应后得木粉玻纤混合物，将木粉玻纤混合物和氧化橡胶按质量比4：1混炼得木粉添加剂，将木粉添加剂木粉添加剂与PVC树脂按质量比2：3混合，并加入PVC树脂质量0.1～0.3倍的聚氨酯树脂，再将PVC树脂质量0.07～0.09倍的增塑剂，PVC树脂质量0.06～0.08倍的防老剂，继续搅拌后，注塑成型，即得抗弯木塑复合板。本发明制得的抗弯曲木塑复合板可有效提高木塑复合板的抗弯能力。
Description
技术领域
2.本发明公开了一种抗弯木塑复合板的制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
4.木塑复合材料，简称木塑（wood-plasticcomposites，缩写为WPC），为生物质聚合物复合材料的俗称。是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，是一种由木质纤维材料与聚合物材料复合而制成的材料。WPC不但兼有木材和塑料的优异物理化学性能，如密度小、不易磨损、可生物降解、可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌，使用寿命长，可达50年以上。绿色无害、尺寸稳定性和力学性能好，而且具有原料来源泛、成本低、易于加工和可重复使用等性能。具有紫外线光稳定性、着色性良好。其最大优点就是变废为宝，并可100%回收再生产。可以分解，不会造成“白色污染”，是真正的绿色环保产品。二十世纪六十年代以来，WPC被日益广泛地应用到生活、生产中的各个领域，如托盘、包装箱等包装制品，铺板、铺梁等仓储制品，室外栈道、凉亭、座椅等城建用品，房屋、地板，建筑模板等建材制品以及汽车内装饰、管材等其他产品。现代生活中人们对WPC的重视和使用越来越广泛。近年来WPC不断扩大应用领域并逐步替代了一些传统材料。此外，WPC为废旧塑料的循环利用和提高木材工业利用效率两方面开辟了一条新途径，可以说，WPC在环境保护和节约能源等方面发挥了很大的作用。
目前，制备WPC的方法按成型时的工艺特点可分为手糊成型法、层压成型法、模压成型法、卷绕机缠绕成型法、挤出成型法、粘（贴）合成型法、注射成型法、炭化成型法、热压成型法和综合成型法。但是，木塑复合板还存在抗弯性能不足的问题，因此应寻求提高其力学性能的制备方法，以期为合理的设计和使用WPC，进一步扩大其应用范围。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统木塑复合板抗弯性能不佳的问题，提供了一种抗弯木塑复合板的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将木粉与沼液按质量比1：7～1：10混合，并加入木粉质量0.06～0.10倍的生物酶，发酵，过滤，得滤饼，干燥，得活化木粉,将玻璃纤维与有机硅树脂乙醚溶液按质量比1：10～1：15混合，搅拌反应后，过滤，干燥后得改性玻璃纤维；将活化木粉和改性后的玻璃纤维按质量比3：2混合，并加入木粉质量15～20倍的水和活化木粉质量0.4～0.5倍的表面活性剂，搅拌反应后，过滤，得2号滤饼，干燥，即得木粉玻纤混合物；
（2）将木粉玻纤混合物与氧化橡胶按质量比4：1混合，混炼后，得木粉添加剂；
（3）将木粉添加剂与PVC树脂按质量比2：3混合，并加入PVC树脂质量0.1～0.3倍的聚氨酯树脂，搅拌混合后，再将PVC树脂质量0.07～0.09倍的增塑剂，PVC树脂质量0.06～0.08倍的防老剂，继续搅拌后，注塑成型，即得抗弯木塑复合板。
步骤（1）所述生物酶为纤维素酶或果胶酶中的任意一种。
步骤（1）所述有机硅树脂乙醚溶液为有机硅树脂与乙醚按质量比1：15～1：30混合；所述有机硅树脂为聚甲基有机硅树脂或聚乙基有机硅树脂中的任意一种。
步骤（1）所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯或OP-10中的任意一种。
步骤（2）所述氧化橡胶为橡胶与质量分数70%的高锰酸钾溶液质量比1：5混合，搅拌反应后，过滤，得滤渣即为氧化橡胶；所述橡胶为天然橡胶或丁腈橡胶中的任意一种。
步骤（3）所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸丁苄酯。
步骤（3）所述防老剂为防老剂624或防老剂124中任意一种。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在木粉添加剂中使用活化木粉及改性玻璃纤维，一方面，活化后的木粉表面具有较多活性基团，在与塑料纤维混合后，可以增大塑料大分子与木粉间的结合力，另一方面，玻璃纤维在经过改性后，在保持其刚性的同时，吸附性增强，在加入木塑复合材料中后，玻璃纤维可以吸附木粉与塑料大分子结合，并发生缠绕，使塑料大分子链的刚性增强，不易发生弯曲，从而使整个木塑材料抗弯能力得到了提高；
（2）本发明在木塑复合体系中加入氧化橡胶，首先橡胶在经过氧化后，大分子链断裂，变成小分子链片段，且两端带有活性基团，在加入木塑复合体系中后，由于体系中活化木粉和改性玻璃纤维表面具有较多的活性基团，吸附性较强，所以橡胶小分子链便缠绕在木粉与塑料结合的分子链上，从而进一步提高了木塑材料的抗弯曲能力，其次由于橡胶分子具有优良的韧性，从而使整个木塑材料的韧性得到提高，使木塑材料不易发生断裂。
具体实施方式
将木粉与沼液按质量比1：7～1：10混合加入发酵釜中，并加入木粉质量0.06～0.10倍的生物酶，于温度为28～35℃的条件下恒温发酵4～5天后，过滤，得1号滤饼，将1号滤饼于温度100～120℃的条件下干燥45～60min，得活化木粉；将玻璃纤维与有机硅乙醚溶液按质量比1：10～1：15混合加入烧杯中，将烧杯移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为90～110℃，转速为350～450r/min的条件下，恒温搅拌反应6～7h，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为100～110℃的条件下干燥45～50min，即得改性玻璃纤维；将活化木粉和改性玻璃纤维按质量比3：2混合加入烧瓶中，并将活化木粉质量15～20倍的水和活化木粉质量0.4～0.5倍的表面活性剂加入到烧瓶，将烧瓶移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为70～90℃，转速为400～450r/min的条件下，恒温搅拌反应6～8h后，过滤，得2号滤饼，将2号滤饼于温度为90～110℃的条件下干燥60～90min，即得木粉玻纤混合物；将木粉玻纤混合物与橡胶按质量比4：1混合后加入炼胶机中，混炼后得木粉添加剂；将木粉添加剂与PVC树脂按质量比2：3混合加入三口烧瓶中，混合均匀后加入PVC树脂质量0.1～0.3倍的聚氨酯树脂，并将三口烧瓶移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为80～100℃，转速为350～450r/min的条件下，恒温搅拌反应1～2h后，再向烧瓶中依次加入PVC树脂质量0.07～0.09倍的增塑剂，PVC树脂质量0.06～0.08倍的防老剂，继续恒温搅拌4～6h，将反应后的混合物加入注塑机中，注塑成型，即得抗弯木塑复合板。所述生物酶为纤维素酶或果胶酶中的任意一种。所述有机硅树脂乙醚溶液为有机硅树脂与乙醚按质量比1：15～1：30混合；所述有机硅树脂为聚甲基有机硅树脂或聚乙基有机硅树脂中的任意一种。所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯或OP-10中的任意一种。所述氧化橡胶为橡胶与质量分数70%的高锰酸钾溶液质量比1：5混合，搅拌反应后，过滤，得滤渣即为氧化橡胶；所述橡胶为天然橡胶或丁腈橡胶中的任意一种。所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸丁苄酯。所述润滑剂为十二烷基硫酸钠或月桂醇硫酸钠中任意一种。所述防老剂为防老剂624或防老剂124中任意一种。
实例1
将木粉与沼液按质量比1：10混合加入发酵釜中，并加入木粉质量0.10倍的生物酶，于温度为35℃的条件下恒温发酵5天后，过滤，得1号滤饼，将1号滤饼于温度120℃的条件下干燥60min，得活化木粉；将玻璃纤维与有机硅乙醚溶液按质量比1：15混合加入烧杯中，将烧杯移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为110℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应7h，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为110℃的条件下干燥50min，即得改性玻璃纤维；将活化木粉和改性玻璃纤维按质量比3：2混合加入烧瓶中，并将活化木粉质量20倍的水和活化木粉质量0.5倍的表面活性剂加入到烧瓶，将烧瓶移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为90℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应8h后，过滤，得2号滤饼，将2号滤饼于温度为110℃的条件下干燥90min，即得木粉玻纤混合物；将木粉玻纤混合物与橡胶按质量比4：1混合后加入炼胶机中，混炼后得木粉添加剂；将木粉添加剂与PVC树脂按质量比2：3混合加入三口烧瓶中，混合均匀后加入PVC树脂质量0.3倍的聚氨酯树脂，并将三口烧瓶移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应2h后，再向烧瓶中依次加入PVC树脂质量0.09倍的增塑剂，PVC树脂质量0.08倍的防老剂，继续恒温搅拌6h，将反应后的混合物加入注塑机中，注塑成型，即得抗弯木塑复合板。所述生物酶为纤维素酶。所述有机硅树脂乙醚溶液为有机硅树脂与乙醚按质量比1：30混合；所述有机硅树脂为聚甲基有机硅树脂。所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯。所述氧化橡胶为橡胶与质量分数70%的高锰酸钾溶液质量比1：5混合，搅拌反应后，过滤，得滤渣即为氧化橡胶；所述橡胶为天然橡胶。所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯。所述润滑剂为十二烷基硫酸钠。所述防老剂为防老剂624。
实例2
将玻璃纤维与有机硅乙醚溶液按质量比1：15混合加入烧杯中，将烧杯移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为110℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应7h，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为110℃的条件下干燥50min，即得改性玻璃纤维；将木粉和改性玻璃纤维按质量比3：2混合加入烧瓶中，并将木粉质量20倍的水和木粉质量0.5倍的表面活性剂加入到烧瓶，将烧瓶移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为90℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应8h后，过滤，得2号滤饼，将2号滤饼于温度为110℃的条件下干燥90min，即得木粉玻纤混合物；将木粉玻纤混合物与橡胶按质量比4：1混合后加入炼胶机中，混炼后得木粉添加剂；将木粉添加剂与PVC树脂按质量比2：3混合加入三口烧瓶中，混合均匀后加入PVC树脂质量0.3倍的聚氨酯树脂，并将三口烧瓶移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应2h后，再向烧瓶中依次加入PVC树脂质量0.09倍的增塑剂，PVC树脂质量0.08倍的防老剂，继续恒温搅拌6h，将反应后的混合物加入注塑机中，注塑成型，即得抗弯木塑复合板。所述生物酶为纤维素酶。所述有机硅树脂乙醚溶液为有机硅树脂与乙醚按质量比1：30混合；所述有机硅树脂为聚甲基有机硅树脂。所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯。所述氧化橡胶为橡胶与质量分数70%的高锰酸钾溶液质量比1：5混合，搅拌反应后，过滤，得滤渣即为氧化橡胶；所述橡胶为天然橡胶。所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯。所述润滑剂为十二烷基硫酸钠。所述防老剂为防老剂624。
实例3
将木粉与沼液按质量比1：10混合加入发酵釜中，并加入木粉质量0.10倍的生物酶，于温度为35℃的条件下恒温发酵5天后，过滤，得1号滤饼，将1号滤饼于温度120℃的条件下干燥60min，得活化木粉；将活化木粉加入烧瓶中，并将活化木粉质量20倍的水和活化木粉质量0.5倍的表面活性剂加入到烧瓶，将烧瓶移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为90℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应8h后，过滤，得2号滤饼，将2号滤饼于温度为110℃的条件下干燥90min，即得木粉玻纤混合物；将木粉玻纤混合物与橡胶按质量比4：1混合后加入炼胶机中，混炼后得木粉添加剂；将木粉添加剂与PVC树脂按质量比2：3混合加入三口烧瓶中，混合均匀后加入PVC树脂质量0.3倍的聚氨酯树脂，并将三口烧瓶移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应2h后，再向烧瓶中依次加入PVC树脂质量0.09倍的增塑剂，PVC树脂质量0.08倍的防老剂，继续恒温搅拌6h，将反应后的混合物加入注塑机中，注塑成型，即得抗弯木塑复合板。所述生物酶为纤维素酶。所述有机硅树脂乙醚溶液为有机硅树脂与乙醚按质量比1：30混合；所述有机硅树脂为聚甲基有机硅树脂。所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯。所述氧化橡胶为橡胶与质量分数70%的高锰酸钾溶液质量比1：5混合，搅拌反应后，过滤，得滤渣即为氧化橡胶；所述橡胶为天然橡胶。所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯。所述润滑剂为十二烷基硫酸钠。所述防老剂为防老剂624。
实例4
将木粉与沼液按质量比1：10混合加入发酵釜中，并加入木粉质量0.10倍的生物酶，于温度为35℃的条件下恒温发酵5天后，过滤，得1号滤饼，将1号滤饼于温度120℃的条件下干燥60min，得活化木粉；将玻璃纤维与有机硅乙醚溶液按质量比1：15混合加入烧杯中，将烧杯移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为110℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应7h，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为110℃的条件下干燥50min，即得改性玻璃纤维；将活化木粉和改性玻璃纤维按质量比3：2混合加入烧瓶中，并将活化木粉质量20倍的水和活化木粉质量0.5倍的表面活性剂加入到烧瓶，将烧瓶移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为90℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应8h后，过滤，得2号滤饼，将2号滤饼于温度为110℃的条件下干燥90min，即得木粉玻纤混合物；将木粉玻纤混合物与PVC树脂按质量比2：3混合加入三口烧瓶中，混合均匀后加入PVC树脂质量0.3倍的聚氨酯树脂，并将三口烧瓶移入数显恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为450r/min的条件下，恒温搅拌反应2h后，再向烧瓶中依次加入PVC树脂质量0.09倍的增塑剂，PVC树脂质量0.08倍的防老剂，继续恒温搅拌6h，将反应后的混合物加入注塑机中，注塑成型，即得抗弯木塑复合板。所述生物酶为纤维素酶。所述有机硅树脂乙醚溶液为有机硅树脂与乙醚按质量比1：30混合；所述有机硅树脂为聚甲基有机硅树脂。所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯。所述润滑剂为十二烷基硫酸钠。所述防老剂为防老剂624。
对比例：嘉兴某木塑科技有限公司生产的木塑复合板。
将实例1至4所得木塑复合板与对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
根据ASTM D790，将制备出的板材锯成80mm×13mm×4mm的条状试样，在跨距为64mm，速度为1.9mm/min的室温条件下测量它们的抗弯强度和弹性模量。具体检测结果如表1所示：
表1
| 检测结果 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 对比例 |
| 抗弯强度/MPa | 80.12 | 72.69 | 67.39 | 73.20 | 57.32 |
| 弹性模量/GPa | 6.83 | 5.85 | 5.12 | 5.44 | 3.72 |
由表1检测结果可知，本发明所得抗弯木塑复合板的抗弯强度和弹性模量得到了有效的提高，解决了传统木塑复合板抗弯能力不佳的问题。
Claims (7)
1.一种抗弯木塑复合板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将木粉与沼液按质量比1：7～1：10混合，并加入木粉质量0.06～0.10倍的生物酶，发酵，过滤，得滤饼，干燥，得活化木粉,将玻璃纤维与有机硅树脂乙醚溶液按质量比1：10～1：15混合，搅拌反应后，过滤，干燥后得改性玻璃纤维；将活化木粉和改性后的玻璃纤维按质量比3：2混合，并加入木粉质量15～20倍的水和活化木粉质量0.4～0.5倍的表面活性剂，搅拌反应后，过滤，得2号滤饼，干燥，即得木粉玻纤混合物；
（2）将木粉玻纤混合物与氧化橡胶按质量比4：1混合，混炼后，得木粉添加剂；
（3）将木粉添加剂与PVC树脂按质量比2：3混合，并加入PVC树脂质量0.1～0.3倍的聚氨酯树脂，搅拌混合后，再将PVC树脂质量0.07～0.09倍的增塑剂，PVC树脂质量0.06～0.08倍的防老剂，继续搅拌后，注塑成型，即得抗弯木塑复合板。
2.根据权利要求1所述的一种抗弯木塑层合板的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述生物酶为纤维素酶或果胶酶中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种抗弯木塑层合板的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述有机硅树脂乙醚溶液为有机硅树脂与乙醚按质量比1：15～1：30混合；所述有机硅树脂为聚甲基有机硅树脂或聚乙基有机硅树脂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种抗弯木塑层合板的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯或OP-10中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种抗弯木塑层合板的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述氧化橡胶为橡胶与质量分数70%的高锰酸钾溶液质量比1：5混合，搅拌反应后，过滤，得滤渣即为氧化橡胶；所述橡胶为天然橡胶或丁腈橡胶中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种抗弯木塑层合板，其特征在于：步骤（3）所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸丁苄酯。
7.根据权利要求1所述的一种抗弯木塑层合板，其特征在于：步骤（3）所述防老剂为防老剂624或防老剂124中任意一种。
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|---|---|---|---|---|
| CN105585790A (zh) * | 2014-10-21 | 2016-05-18 | 彭绍宾 | 用于衣柜的木塑复合板配方 |
| CN105602269A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-05-25 | 浙江巨森建材科技有限公司 | 一种木塑复合集成家居板及其制备工艺 |
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Application publication date: 20180109 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |