CN107974095A - 一种环保纳米抗菌木塑pvc板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,包括杨木粉、植物纤维填充树脂、马来酰亚胺接枝聚丙烯、硫酸氢钠或硫酸、氢钾溶液、环保颗粒抗氧剂、钛酸四丁酯、硬脂酸1801、轻质碳酸钙、润滑剂、防腐抗菌剂,其具有节约成本、生产工艺简单、环保和抗菌效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及墙板用木塑材料领域,具体涉及一种环保纳米抗菌木塑PVC板材及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料是国内外近年刚刚兴起的一类新型复合材料,它是把原有的需要树脂生产使用的用其它如杨木粉、桔杆等常见农业废弃物来替代,再通过添加其它添加剂后生产出的新型环保材料,主要用于建材、家具、物流包装等行业,最常见的木塑材料生产的如木塑复合板材,是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,具有很好的可加工、强度、耐水和耐腐蚀性能。
现有的木塑材料应用的越来越广泛,特别是一些特殊行业,如墙板、木框、墙板制造领域,原始的采用原木结构拼接而成,但墙板是低价高销量的产品,会造成大量的原木流失以及资源浪费,因此,需要使用一种复合木塑材料替代原木进行制造加工,而墙板的材质比较特殊,墙板用于卧室以及室内,以前的材质都会采用具有挥发性的涂层来进行涂覆在框体的表面,对室内造成空气污染,虽说不是很严重,但时间一久多少会对人体造成伤害,同时,墙板是工艺品,具有很高的观赏性,但原木材质很容易在潮湿环境下腐烂,即使涂有防腐剂等材料,但效果也不是很明显,因此,市面上需要一种环保且抗菌的纳米材质来替换原木材质作为制造墙板的原材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种节约成本、生产工艺简单、环保和抗菌效果好的一种环保纳米抗菌木塑PVC板材。
为解决上述问题,本发明采用如下技术方案:一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,包括以下重量比:
8型PVC颗粒 60~75份
杨木粉 80~110份
植物纤维填充树脂 10~15份
马来酰亚胺接枝聚丙烯 1~3份
硫酸氢钠或硫酸氢钾溶液 1~3份
环保颗粒抗氧剂 2~3份
钛酸四丁酯 2~3份
硬脂酸1801 0.5~2份
轻质碳酸钙 1~2份
润滑剂 0.5~2份
防腐抗菌剂 1~3份
所述植物纤维填充树脂包括稻壳粉、开心果壳和竹纤维,且按照配比为3:2:1的比例进行配比。
进一步的,所述环保颗粒抗氧剂包括丙酮23~35份,乙醇1~3份,乙酸乙酯27~35份,二氯乙烷53~65份,氯仿50~77份,甲苯53~65份。
进一步的,所述环保颗粒抗氧剂特性为闪点为265℃,熔点105-115℃,比重1.23g/m3,灰分小于0.3%。
进一步的,所述润滑剂为PE腊。
进一步的,所述防腐抗菌剂为二氯辛基异噻唑啉酮。
一种环保纳米抗菌木塑PVC板材的制备方法,包括以下步骤:
1)、首先把植物纤维填充树脂进行研磨机研磨,并研磨成粒径为50-100目粉末颗粒;
2)、然后把研磨好后的植物纤维粉末与杨木粉、PVC颗粒以及马来酰亚胺接枝聚丙烯放入到高速搅拌机内预塑化;
3)、在预塑化过程中加入硫酸氢钠或硫酸氢钾溶液、环保颗粒抗氧剂、轻质碳酸钙、防腐抗菌剂;
4)、然后把步骤2)的材料连同加入钛酸四丁酯、硬脂酸1801、润滑剂到平行双螺杆挤出机中塑化造粒,然后再锥形双螺杆挤出机中挤出成型,最后在室温下冷却成品。
进一步的,所述搅拌机的搅拌时间为15min,搅拌温度控制在80-120℃,转速在800-1000r/min,平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机温度为100-150℃,混合时间为2h。
进一步的,在步骤2)中的杨木粉为60目粒径颗粒。
8型PVC颗粒相比于其它PVC材质具有优越的流动性能和力学性能,可以在塑化过程中起到更好的效果,之前8型PVC颗粒一般用于出口,现有的产品在国内使用频率越来越频繁。
竹纤维纵向有横节,粗细分布不均匀,纤维表面有无数微细凹槽。横向为不规则的椭圆形、腰圆形等,内有中腔,横截面上布满了大大小小的空隙,且边缘有裂纹。具有天然的抗菌抑菌、吸湿透气的优良特性。
杨木粉作为木塑的主要成本,经济实惠,且市面上大量供应,不存在缺货断货的可能,杨木粉制作木塑板材具有一定的防腐抗菌效果,比较符合国内的加工设备和工艺技术水平,另一方面产品表面处理比较方便,更加容易加工,且还具有比较良好的力学性能、低维护费用、不易降解的优点。
众所周知,开心果壳是一种废弃物,但其实开心果壳却具有极高的拉伸强度,正因如此,将开心果壳应用在木塑纳米复合材料中,便可有效达到抗湿、抗脱色等理性效果,也更好的解决了全球木材资源的问题,木塑复合材料与环境的兼容性非常突出,木塑一般由废弃物和可回收塑料原料制成,与带皮原木相比,开心果壳木塑复合材料所需维护更少、成本更低,同时耐腐烂、对真菌和昆虫有很高的抵抗性。
其中,轻质碳酸钙即纳米碳酸钙的生产工艺主要运用炭化法,主要有间歇碳化法、连续喷雾碳化法、超重力碳化法等生产方法制得。
轻质碳酸钙可改善塑料母料的流变性,提高其成型性。其平均粒径为1-10微米,用作塑料填料具有增韧补强的作用,提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量,热变形温度和尺寸稳定性,同时还赋予塑料滞热性。纳米碳酸钙用于油墨产品中体现出了优异的分散性和透明性和极好的光泽、及优异的油墨吸收性和高干燥性。
钛酸四丁酯用于酯交换反应,应用于涂料可提高抗热性能(可耐热至500℃),改进涂料、橡胶及塑料对金属表面的粘附,也用作缩合催化剂、交联剂。
硬脂酸1801用作马来酰亚胺接枝聚丙烯的无毒热稳定剂,而且具有优良的润滑性,价廉易得,毒性小,加工性能好。
防腐抗菌剂为二氯辛基异噻唑啉酮,具有非常好的杀菌抗菌效果,且效果可持续很久,不会对人体造成伤害,即使是直接接触。
PE腊具有优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性。
本发明的有益效果是:本发明一种环保纳米抗菌木塑PVC板材及其制备方法,主要用于墙板材料的制备,其主要原料采用PVC和杨木粉再加上植物纤维填充树脂为主要原材料,价廉物美,同时可以提高木塑的综合性能,同时配合各个试剂以及添加剂的组成,可以有效提高木塑材质的强度以及良好的抗菌型、稳定性和光泽度的表现,可直接用于墙板的制造,不会对人体造成伤害,环保安全。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,包括以下重量比:
8型PVC颗粒 75份
杨木粉 80份
植物纤维填充树脂 15份
马来酰亚胺接枝聚丙烯 3份
硫酸氢钠或硫酸氢钾溶液 3份
环保颗粒抗氧剂 2份
钛酸四丁酯 2份
硬脂酸1801 0.5份
轻质碳酸钙 1份
润滑剂 0.5份
防腐抗菌剂 2份
所述环保颗粒抗氧剂包括丙酮23份,乙醇2份,乙酸乙酯28份,二氯乙烷55份,氯仿56份,甲苯54份。
所述植物纤维填充树脂粒径为70目。
制备方法包括:1)、首先把植物纤维填充树脂进行研磨机研磨,并研磨成粒径为70目粉末颗粒;2)、然后把研磨好后的植物纤维粉末与杨木粉、PVC颗粒以及马来酰亚胺接枝聚丙烯放入到高速搅拌机内预塑化;3)、在预塑化过程中加入硫酸氢钠或硫酸氢钾溶液、环保颗粒抗氧剂、轻质碳酸钙、防腐抗菌剂;4)、然后把步骤2)的材料连同加入钛酸四丁酯、硬脂酸1801、润滑剂到平行双螺杆挤出机中塑化造粒,然后再锥形双螺杆挤出机中挤出成型,最后在室温下冷却成品。所述搅拌机的搅拌时间为15min,搅拌温度控制在90℃,转速在800r/min,平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机温度为110℃,混合时间为2h。
实施例二
一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,包括以下重量比:
8型PVC颗粒 70份
杨木粉 90份
植物纤维填充树脂 15份
马来酰亚胺接枝聚丙烯 2份
硫酸氢钠或硫酸氢钾溶液 3份
环保颗粒抗氧剂 2份
钛酸四丁酯 2份
硬脂酸1801 1份
轻质碳酸钙 1份
润滑剂 1份
防腐抗菌剂 2份
所述环保颗粒抗氧剂包括丙酮23份,乙醇2份,乙酸乙酯28份,二氯乙烷55份,氯仿56份,甲苯54份。
所述植物纤维填充树脂粒径为90目。
制备方法包括:1)、首先把植物纤维填充树脂进行研磨机研磨,并研磨成粒径为90目粉末颗粒;2)、然后把研磨好后的植物纤维粉末与杨木粉、PVC颗粒以及马来酰亚胺接枝聚丙烯放入到高速搅拌机内预塑化;3)、在预塑化过程中加入硫酸氢钠或硫酸氢钾溶液、环保颗粒抗氧剂、轻质碳酸钙、防腐抗菌剂;4)、然后把步骤2)的材料连同加入钛酸四丁酯、硬脂酸1801、润滑剂到平行双螺杆挤出机中塑化造粒,然后再锥形双螺杆挤出机中挤出成型,最后在室温下冷却成品。所述搅拌机的搅拌时间为15min,搅拌温度控制在100℃,转速在1000r/min,平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机温度为130℃,混合时间为2h。
实施例三
一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,包括以下重量比:
8型PVC颗粒 75份
杨木粉 100份
植物纤维填充树脂 15份
马来酰亚胺接枝聚丙烯 2份
硫酸氢钠或硫酸氢钾溶液 2份
环保颗粒抗氧剂 3份
钛酸四丁酯 3份
硬脂酸1801 2份
轻质碳酸钙 2份
润滑剂 1份
防腐抗菌剂 3份
所述环保颗粒抗氧剂包括丙酮23份,乙醇2份,乙酸乙酯28份,二氯乙烷55份,氯仿56份,甲苯54份。
所述植物纤维填充树脂粒径为100目。
制备方法包括:1)、首先把植物纤维填充树脂进行研磨机研磨,并研磨成粒径为100目粉末颗粒;2)、然后把研磨好后的植物纤维粉末与杨木粉、PVC颗粒以及马来酰亚胺接枝聚丙烯放入到高速搅拌机内预塑化;3)、在预塑化过程中加入硫酸氢钠或硫酸氢钾溶液、环保颗粒抗氧剂、轻质碳酸钙、防腐抗菌剂;4)、然后把步骤2)的材料连同加入钛酸四丁酯、硬脂酸1801、润滑剂到平行双螺杆挤出机中塑化造粒,然后再锥形双螺杆挤出机中挤出成型,最后在室温下冷却成品。所述搅拌机的搅拌时间为15min,搅拌温度控制在110℃,转速在900r/min,平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机温度为150℃,混合时间为2h。
经检测,实施例三所制备的板材优于其它两个实施例,实施例三所制得的产品为最佳,参数为断裂拉伸强度Mpa常温下为18,大于60℃时为7,扯断伸长率常温下为488%,撕裂强度为265N,低温柔度-25℃时无裂纹,完全不透水,耐热度100℃时,无滑动、流失以及滴落,最大拉力时延伸率为43%,远远高于行业标准,适合推广使用.
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新保护范围为准。
Claims (8)
1.一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,其特征在于:包括以下重量比:
8型PVC颗粒60~75份
杨木粉80~110份
植物纤维填充树脂10~15份
马来酰亚胺接枝聚丙烯1~3份
硫酸氢钠或硫酸氢钾溶液1~3份
环保颗粒抗氧剂2~3份
钛酸四丁酯2~3份
硬脂酸1801 0.5~2份
轻质碳酸钙1~2份
润滑剂0.5~2份
防腐抗菌剂1~3份
所述植物纤维填充树脂包括稻壳粉、开心果壳和竹纤维,且按照配比为3:2:1的比例进行配比。
2.根据权利要求1所述的一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,其特征在于:所述环保颗粒抗氧剂包括丙酮23~35份,乙醇1~3份,乙酸乙酯27~35份,二氯乙烷53~65份,氯仿50~77份,甲苯53~65份。
3.根据权利要求2所述的一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,其特征在于:所述环保颗粒抗氧剂特性为闪点为265℃,熔点105-115℃,比重1.23g/m3,灰分小于0.3%。
4.根据权利要求1所述的一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,其特征在于:所述润滑剂为PE腊。
5.根据权利要求1所述的一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,其特征在于:所述防腐抗菌剂为二氯辛基异噻唑啉酮。
6.根据权利要求1所述的一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,其特征在于:一种环保纳米抗菌木塑PVC板材的制备方法,包括以下步骤:
1)、首先把植物纤维填充树脂进行研磨机研磨,并研磨成粒径为50-100目粉末颗粒;
2)、然后把研磨好后的植物纤维粉末与杨木粉、PVC颗粒以及马来酰亚胺接枝聚丙烯放入到高速搅拌机内预塑化;
3)、在预塑化过程中加入硫酸氢钠或硫酸氢钾溶液、环保颗粒抗氧剂、轻质碳酸钙、防腐抗菌剂;
4)、然后把步骤2)的材料连同加入钛酸四丁酯、硬脂酸1801、润滑剂到平行双螺杆挤出机中塑化造粒,然后再锥形双螺杆挤出机中挤出成型,最后在室温下冷却成品。
7.根据权利要求1所述的一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,其特征在于:所述搅拌机的搅拌时间为15min,搅拌温度控制在80-120℃,转速在800-1000r/min,平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机温度为100-150℃,混合时间为2h。
8.根据权利要求1所述的一种环保纳米抗菌木塑PVC板材,其特征在于:在步骤2)中的杨木粉为60目粒径颗粒。
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