CN107573710A - 一种防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板，其特征在于，首先采用氯化聚乙烯、硫酰氯催化反应得到氯磺化聚乙烯；再通过氯化铈和氯化锌水解沉积在纳米二氧化钛表面，得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛，采用偶联剂KH‑550表面处理，得到有机硅改性的抗紫外颗粒；然后将木粉和秸秆粉一起用偶联剂KH‑550活化干燥；最后经混合、挤压成型，得到一种防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板。本发明的强化地板，具有防水、阻燃、防虫蛀、零甲醛排放等特点，且表面非常光滑，硬度高，不容易有划痕，易清洁。
Description
技术领域
本发明属于木材领域，具体涉及一种防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板及其制备方法。
背景技术
木塑复合板材是一种主要由木材（木纤维素、植物纤维素）为基础材料与热塑性高分子材料（塑料）和加工助剂等，混合均匀后再经模具设备加热挤出成型而制成的高科技绿色环保材料，兼有木材和塑料的性能与特征，能替代木材和塑料的新型环保高科技材料。
木塑地板是用木塑复合材料制成的地板，拥有和木材一样的加工特性，使用普通的工具即可锯切、钻孔、上钉，非常方便，可以像普通木材一样使用。同时具有木材的木质感和塑料的耐水防腐特性，使得它成为一种性能优良并十分耐用的室内外防水防腐建材。但是目前市面上的木塑地板易虫蛀霉变，不易清洁，尤其是热稳定性差，日晒时间久了易开裂褪色。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易清洁的防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板，其特征在于，首先采用氯化聚乙烯、硫酰氯催化反应得到氯磺化聚乙烯；再通过氯化铈和氯化锌水解沉积在纳米二氧化钛表面，得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛，采用偶联剂KH-550表面处理，得到有机硅改性的抗紫外颗粒；然后将木粉和秸秆粉一起用偶联剂KH-550活化干燥；最后经混合、挤压成型，得到一种防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板。
所述的防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将氯化聚乙烯、硫酰氯加入到碳酸二甲酯中搅拌均匀，在氮气保护下，加热至70-90℃，缓慢滴加偶氮二异丁腈和吡啶的混合液，恒温磁力搅拌反应12-15h，反应结束后过滤回收碳酸二甲酯，滤饼用去离子水反复洗涤至pH大于6，脱水干燥，得到氯磺化聚乙烯；其中氯化聚乙烯、硫酰氯、碳酸二甲酯、偶氮二异丁腈和吡啶的质量比为1：0.4-0.5：8-10：0.01-0.02：0.2-0.3；
（2）以无水乙醇为溶剂制备纳米二氧化钛的悬浊液，并超声30-40min，开始磁力搅拌并升高温度至50-60℃，保持温度恒定，缓慢滴入氯化铈和氯化锌混合溶液，同时保持混合溶液的pH为8-9，滴加完毕后继续恒温磁力搅拌10-12h，对浆液进行洗涤、过滤、干燥、高温煅烧处理，即可得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛；其中氯化铈和氯化锌混合溶液中氯化铈和氯化锌质量比为1：6-8；纳米二氧化钛、无水乙醇和氯化锌质量比为1：12-15：0.6-0.8；
（3）将表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛超声分散在无水乙醇和去离子水8-9：1的质量比配置的混合溶液中，并在搅拌条件下加入偶联剂KH-550，升高温度至70-80℃，恒温磁力搅拌5-8h，经离心、洗涤、干燥、分碎后得到有机硅改性的抗紫外颗粒；其中表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛、无水乙醇和偶联剂KH-550的质量比为1：8-10：0.1-0.2。
（4）将木粉、秸秆粉、偶联剂KH-550、无水乙醇加入到高速搅拌机中，50-55℃恒温高速搅拌5-6h，过滤干燥，得到混合粉料，其中木粉、秸秆粉、偶联剂KH-550、无水乙醇的质量比为1：0.2-0.4：0.06-0.08：4-5；
（5）将混合粉料、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、有机硅改性的抗紫外颗粒和粉煤灰加入到混合搅拌机中，升温至90-100℃，混合搅拌30-40min，加入二乙基二硫代氨基甲酸锌、硬脂酸锌、氟虫胺和氯氰菊酯，继续混合搅拌8-10min；通过挤压成型设备，挤压成型，得到防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板；其中混合粉料、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、有机硅改性的抗紫外颗粒、粉煤灰、二乙基二硫代氨基甲酸锌、硬脂酸锌、氟虫胺和氯氰菊酯的质量比为1：0.08-0.1：0.2-0.3：0.6-0.8：0.08-0.12：0.02-0.04：0.05-0.06：0.008-0.012：0.008-0.012。
所述的防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板的制备方法，其特征在于，步骤（1）中偶氮二异丁腈和吡啶的混合液控制在3-4h滴加完毕
所述的防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板的制备方法，其特征在于，步骤（2）中高温煅烧处理为400-450℃煅烧2-3h。
所述的防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板的制备方法，其特征在于，步骤（5）中的有机硅改性的抗紫外颗粒和粉煤灰预先研磨粉碎至400-500目。
采用上述的技术方案，本发明的有益效果为：
本发明采用氯化聚乙烯、硫酰氯催化反应得到氯磺化聚乙烯；氯磺化聚乙烯具有优异的阻燃性能，与聚氯乙烯一起加入到木粉中制备木塑地板，不仅赋予了本发明木塑强化地板良好的耐候性和不错的阻燃性而且增加本发明木塑强化地板表面光滑度，易于地板的清洁维护；本发明通过氯化铈和氯化锌水解沉积在纳米二氧化钛表面并经洗涤、过滤、干燥、高温煅烧处理得到表面沉积包覆掺杂有铈的氧化锌；相比于单纯的纳米二氧化钛和氧化锌，表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛其折射率更低，而且降低了二氧化钛和氧化锌的光催化活性，其所吸收的紫外光主要用于电子能级跃迁，不会引发光催化，这使其成为理想的广谱无机紫外屏蔽材料；将表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛采用偶联剂KH-550处理，降低了纳米二氧化钛的表面掺铈氧化锌相互之间的强吸附作用，有利于有机硅改性的抗紫外颗粒在木粉中的分散；本发明将有机硅改性的抗紫外颗粒均匀分散在木塑强化地板中，可以屏蔽紫外线，防止木塑强化地板中聚氯乙烯的老化，解决目前市面上木塑地板日晒后易开裂变形的问题。本发明加入了粉煤灰，不仅节省成本，而且能增加地板的硬度，使其不易产生划痕；本发明加入了氟虫胺和氯氰菊酯，赋予本发明的地板优异的防虫蛀防霉性能；本发明的强化地板，具有防水、阻燃、防虫蛀、零甲醛排放等特点，且表面非常光滑，硬度高，不容易有划痕，易清洁。
具体实施方式
本实施例的防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板，其由如下步骤制备而成：
（1）将氯化聚乙烯、硫酰氯加入到碳酸二甲酯中搅拌均匀，在氮气保护下，加热至90℃，缓慢滴加偶氮二异丁腈和吡啶的混合液，恒温磁力搅拌反应15h，反应结束后过滤回收碳酸二甲酯，滤饼用去离子水反复洗涤至pH大于6，脱水干燥，得到氯磺化聚乙烯；其中氯化聚乙烯、硫酰氯、碳酸二甲酯、偶氮二异丁腈和吡啶的质量比为1：0.5：10：0.01：0.3；
（2）以无水乙醇为溶剂制备纳米二氧化钛的悬浊液，并超声40min，开始磁力搅拌并升高温度至60℃，保持温度恒定，缓慢滴入氯化铈和氯化锌混合溶液，同时保持混合溶液的pH为8-9，滴加完毕后继续恒温磁力搅拌12h，对浆液进行洗涤、过滤、干燥、高温煅烧处理，即可得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛；其中氯化铈和氯化锌混合溶液中氯化铈和氯化锌质量比为1：8；纳米二氧化钛、无水乙醇和氯化锌质量比为1：15：0.8；
（3）将表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛超声分散在无水乙醇和去离子水9：1的质量比配置的混合溶液中，并在搅拌条件下加入偶联剂KH-550，升高温度至80℃，恒温磁力搅拌8h，经离心、洗涤、干燥、分碎后得到有机硅改性的抗紫外颗粒；其中表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛、无水乙醇和偶联剂KH-550的质量比为1：10：0.2。
（4）将木粉、秸秆粉、偶联剂KH-550、无水乙醇加入到高速搅拌机中，50-55℃恒温高速搅拌6h，过滤干燥，得到混合粉料，其中木粉、秸秆粉、偶联剂KH-550、无水乙醇的质量比为1：0.4：0.08：5；
（5）将混合粉料、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、有机硅改性的抗紫外颗粒和粉煤灰加入到混合搅拌机中，升温至100℃，混合搅拌40min，加入二乙基二硫代氨基甲酸锌、硬脂酸锌、氟虫胺和氯氰菊酯，继续混合搅拌10min；通过挤压成型设备，挤压成型，得到防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板；其中混合粉料、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、有机硅改性的抗紫外颗粒、粉煤灰、二乙基二硫代氨基甲酸锌、硬脂酸锌、氟虫胺和氯氰菊酯的质量比为1：0.1：0.2：0.8：0.12：0.04：0.06：0.012：0.008。
本实施例的步骤（1）中偶氮二异丁腈和吡啶的混合液控制在4h滴加完毕
本实施例的步骤（2）中高温煅烧处理为450℃煅烧2h。
本实施例的步骤（5）中的有机硅改性的抗紫外颗粒和粉煤灰预先研磨粉碎至500目。
Claims (5)
1.一种防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板，其特征在于，首先采用氯化聚乙烯、硫酰氯催化反应得到氯磺化聚乙烯；再通过氯化铈和氯化锌水解沉积在纳米二氧化钛表面，得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛，采用偶联剂KH-550表面处理，得到有机硅改性的抗紫外颗粒；然后将木粉和秸秆粉一起用偶联剂KH-550活化干燥；最后经混合、挤压成型，得到一种防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板。
2.根据权利要求书1所述的防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将氯化聚乙烯、硫酰氯加入到碳酸二甲酯中搅拌均匀，在氮气保护下，加热至70-90℃，缓慢滴加偶氮二异丁腈和吡啶的混合液，恒温磁力搅拌反应12-15h，反应结束后过滤回收碳酸二甲酯，滤饼用去离子水反复洗涤至pH大于6，脱水干燥，得到氯磺化聚乙烯；其中氯化聚乙烯、硫酰氯、碳酸二甲酯、偶氮二异丁腈和吡啶的质量比为1：0.4-0.5：8-10：0.01-0.02：0.2-0.3；
（2）以无水乙醇为溶剂制备纳米二氧化钛的悬浊液，并超声30-40min，开始磁力搅拌并升高温度至50-60℃，保持温度恒定，缓慢滴入氯化铈和氯化锌混合溶液，同时保持混合溶液的pH为8-9，滴加完毕后继续恒温磁力搅拌10-12h，对浆液进行洗涤、过滤、干燥、高温煅烧处理，即可得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛；其中氯化铈和氯化锌混合溶液中氯化铈和氯化锌质量比为1：6-8；纳米二氧化钛、无水乙醇和氯化锌质量比为1：12-15：0.6-0.8；
（3）将表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛超声分散在无水乙醇和去离子水8-9：1的质量比配置的混合溶液中，并在搅拌条件下加入偶联剂KH-550，升高温度至70-80℃，恒温磁力搅拌5-8h，经离心、洗涤、干燥、分碎后得到有机硅改性的抗紫外颗粒；其中表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛、无水乙醇和偶联剂KH-550的质量比为1：8-10：0.1-0.2；
（4）将木粉、秸秆粉、偶联剂KH-550、无水乙醇加入到高速搅拌机中，50-55℃恒温高速搅拌5-6h，过滤干燥，得到混合粉料，其中木粉、秸秆粉、偶联剂KH-550、无水乙醇的质量比为1：0.2-0.4：0.06-0.08：4-5；
（5）将混合粉料、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、有机硅改性的抗紫外颗粒和粉煤灰加入到混合搅拌机中，升温至90-100℃，混合搅拌30-40min，加入二乙基二硫代氨基甲酸锌、硬脂酸锌、氟虫胺和氯氰菊酯，继续混合搅拌8-10min；通过挤压成型设备，挤压成型，得到防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板；其中混合粉料、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、有机硅改性的抗紫外颗粒、粉煤灰、二乙基二硫代氨基甲酸锌、硬脂酸锌、氟虫胺和氯氰菊酯的质量比为1：0.08-0.1：0.2-0.3：0.6-0.8：0.08-0.12：0.02-0.04：0.05-0.06：0.008-0.012：0.008-0.012。
3.根据权利要求书2所述的防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板的制备方法，其特征在于，步骤（1）中偶氮二异丁腈和吡啶的混合液控制在3-4h滴加完毕。
4.根据权利要求书2所述的防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板的制备方法，其特征在于，步骤（2）中高温煅烧处理为400-450℃煅烧2-3h。
5.根据权利要求书2所述的防虫蛀且耐日晒的聚氯乙烯木塑强化地板的制备方法，其特征在于，步骤（5）中的有机硅改性的抗紫外颗粒和粉煤灰预先研磨粉碎至400-500目。
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