CN108047540A - 一种采用废弃物制备木塑板材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建材的制备方法;将废塑料及废木等工业及生活废弃物作为原材料制备而成木塑板材,实现了废物的循环利用,减少了对环境的污染,符合可持续发展战略要求;配方中添加了海藻,能够有效提升木塑的强度,使得其适用范围更加广泛;通过添加改性鳞片石墨,能够有效促进各物料之间的融合,减少成型后木塑内部的裂痕,进一步增强建材的力学性能及耐热性能,同时,鳞片石墨具有优良的耐腐蚀性能,可使得制备出的木塑板材具有良好的耐酸碱性,延长使用寿命。

Description

一种采用废弃物制备木塑板材的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种建材的制备方法,特别是采用废塑料及废木制成木塑板材的制备 方法。
背景技术
[0002] 木塑复合材料是利用热塑性塑料(PVC、PP、PE等)为主要原料,加入稳定剂、润滑 剂、抗冲击改性剂等加工助剂,再加入一定量木质纤维素,经过高温混炼,和成型加工而成 的复合材料;木塑板代替了传统的人造板,不仅具有传统木材的木质感,而且减少了木材的 使用,符合当下可持续发展的政策。
[0003] 市政、园林、装修等领域广泛采用木塑混合材料,但目前所使用的木塑复合材料, 因其生产工艺复杂,且规范性较差,导致产品存在强度低或成本高等缺点,建筑模板是一种 临时性支护结构,需要支撑其自身及作用在其上的外部载荷,对其强度要求较高,避免使用 时照成的安全事故,因此,目前市场使用的木塑局限于家具装饰等负荷低的地方,这影响了 木塑的使用范围,此外,产品中塑料及橡胶成分较高,废弃的木塑材料不易降解,形成二次 污染,对生态环境造成破坏。
发明内容
[0004] 本发明将废塑料及废木等工业及生活废弃物作为原材料制备而成木塑板材,实现 了废物的循环利用,减少了对环境的污染,符合可持续发展战略要求;此外,通过对添加剂 及制备工艺的控制,生产出的板材具有高强的力学性能,适用范围广泛。
[0005] 本发明的技术方案如下: 一种采用废弃物制备木塑板材的方法:(1)原材料包括PE废料54-75份、废木肩8-15份、 轻质碳酸钙1-3份、硬脂酸5-7份、改性鳞片石墨2.5-5份、海藻1-4份、钦镉锌热稳定剂2-5 份、亚磷酸双酚0.05-0.15份、抗冲击改性剂MBS 0.5-1份;(2)向反应釜中加入水,开启搅 拌,搅拌转速60〜75转/分钟,加入天然鳞片石墨重量0.5%的十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸 甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物,封闭反应釜,开启加热,当反应釜内温度达到60〜75°C, 加入十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物重量0.1%的硫酸钾,当 温度上升至最大值后,加入天然鳞片石墨,反应30_45min后,水冷降温,当温度继续下降到 55〜70 °C时,关闭降温水,待釜内温度自然下降到35〜40 °C时,放料,干燥得到改性鳞片石 墨,备用;(3)称取废料、废木肩,混合,用30%的硫酸浸泡15min,过滤收取滤渣,干燥后将滤 渣与轻质碳酸钙混合放入粉碎机中,粉碎至150目以下,再按配比与改性鳞片石墨混合,采 用捏合机在55-75°C下捏合45min后升温至85-90°C,加入海藻继续捏合30min后升温至100 ±1°C,加入硬脂酸、钦镉锌热稳定剂、亚磷酸双酚、抗冲击改性剂MBS,捏合1-1.5h后,自然 冷却至76-80 °C得待挤出料;(4)将待挤出料转至挤出机挤出造粒得木塑粒子,待木塑粒子 自然冷却至40-45Γ后,放入模具中,热压成型,出模切割冷却得木塑板材。
[0006] 优选的,步骤(1)中所述原材料PE废料60份、废木肩10份、轻质碳酸钙2份、硬脂酸6 份、改性鳞片石墨3.5份、海藻3份、钦镉锌热稳定剂4份、亚磷酸双酚0.08份、抗冲击改性剂 MBS 0.5份。
[0007] 其中,步骤(2)所述的十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合 物,按重量配比为1:3:1.5。
[0008] 其中,所述步骤(4)的挤出温度为:一区130°C〜170°C,二区160°C〜170°C、三区 145°C 〜165°C、四区150°C〜175°C、五区 150°C〜165°C、六区145°C 〜160°C、七区130°C〜 165°C、模头 130°C 〜150°C。
[0009] 其中,所述步骤⑷的热压成型为在185°C,10_15MPa下保压8-10min后,泄压。
[0010] 本发明具有如下优点: 1、 本发明采用废塑料及废木等作为原材料制成木塑,实现了废物的循环利用,节约了 资源,符合当下的可持续发展战略; 2、 工艺中添加了海藻,能够有效提升木塑的强度,使得其适用范围更加广泛; 3、 通过对天然鳞片石墨的改性,提升其润湿性,配方中添加该改性鳞片石墨,能够有效 促进各物料之间的融合,减少成型后木塑内部的裂痕,增强建材的力学性能,此外,添加改 性后的鱗片石墨,能够提升广品的耐热性能,同时,鱗片石墨具有优良的耐腐蚀性能,可使 得制备出的木塑板材具有良好的耐酸碱性,延长使用寿命。
具体实施方式 [0011] 实施例1: 一种采用废弃物制备木塑板材的方法:(1)原材料包括PE废料60份、废木肩10份、轻质 碳酸钙2份、硬脂酸6份、改性鳞片石墨3.5份、海藻3份、钦镉锌热稳定剂4份、亚磷酸双酚 〇. 08份、抗冲击改性剂MBS 0.5份;(2)向反应釜中加入水,开启搅拌,搅拌转速70转/分钟, 加入天然鳞片石墨重量0.5%的按重量配比为1: 3:1.5的十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯 和对苯二甲酸乙二酯混合物,封闭反应釜,开启加热,当反应釜内温度达到65°C,加入十二 烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物重量0.1%的硫酸钾,当温度上升 至最大值后,加入天然鳞片石墨,反应35min后,水冷降温,当温度继续下降到60°C时,关闭 降温水,待釜内温度自然下降到35°C时,放料,干燥得到改性鳞片石墨,备用;(3)称取废料、 废木肩,混合,用30%的硫酸浸泡15min,过滤收取滤渣,干燥后将滤渣与轻质碳酸|丐混合放 入粉碎机中,粉碎至150目以下,再按配比与改性鳞片石墨混合,采用捏合机在60°C下捏合 45min后升温至85°C,加入海藻继续捏合30min后升温至100 土 1°C,加入硬脂酸、钦镉锌热稳 定剂、压磷酸双酚、抗冲击改性剂MBS,捏合1.5h后,自然冷却至78°C得待挤出料;⑷将待挤 出料转至挤出机挤出造粒得木塑粒子,待木塑粒子自然冷却至45°C后,放入模具中,在185 °C,15MPa下保压IOmin后,泄压,出模切割冷却得木塑板材; 其中,抗冲击改性剂MBS为东莞市胜浩塑胶原料有限公司提供的EM500型号的抗冲击改 性剂MBS; 其中,所述步骤(4)的挤出温度为:一区130°C〜170°C,二区160°C〜170°C、三区145°C 〜165°C、四区150°C〜175°C、五区 150°C〜165°C、六区 145°C〜160°C、七区130°C〜165°C、 模头 130°C 〜150°C。
[0012] 实施例2: 一种采用废弃物制备木塑板材的方法:(1)原材料包括PE废料75份、废木肩15份、轻质 碳酸钙1份、硬脂酸7份、改性鳞片石墨2.5份、海藻1份、钦镉锌热稳定剂5份、亚磷酸双酚 〇. 15份、抗冲击改性剂MBS 0.5份;(2)向反应釜中加入水,开启搅拌,搅拌转速75转/分钟, 加入天然鳞片石墨重量0.5%的按重量配比为1: 3:1.5的十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯 和对苯二甲酸乙二酯混合物,封闭反应釜,开启加热,当反应釜内温度达到75°C,加入十二 烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物重量0.1%的硫酸钾,当温度上升 至最大值后,加入天然鳞片石墨,反应30min后,水冷降温,当温度继续下降到55°C时,关闭 降温水,待釜内温度自然下降到40°C时,放料,干燥得到改性鳞片石墨,备用;(3)称取废料、 废木肩,混合用30%的硫酸浸泡15min,过滤收取滤渣,干燥后将滤渣与轻质碳酸I丐混合放入 粉碎机中,粉碎至150目以下,再按配比与改性鳞片石墨混合,采用捏合机在55°C下捏合 45min后升温至90°C,加入海藻继续捏合30min后升温至100土 1°C,加入硬脂酸、钦镉锌热稳 定剂、压磷酸双酚、抗冲击改性剂MBS,捏合Ih后,自然冷却至80 °C得待挤出料;⑷将待挤出 料转至挤出机挤出造粒得木塑粒子,待木塑粒子自然冷却至45°C后,放入模具中,在185°C, IOMPa下保压IOmin后,泄压,出模切割冷却得木塑板材;其余同实施例1。
[0013] 实施例3: 一种采用废弃物制备木塑板材的方法:(1)原材料包括PE废料54份、废木肩15份、轻质 碳酸钙3份、硬脂酸5份、改性鳞片石墨5份、海藻4份、钦镉锌热稳定剂2份、亚磷酸双酚0.05 份、抗冲击改性剂MBS 1份;(2)向反应釜中加入水,开启搅拌,搅拌转速60转/分钟,加入天 然鳞片石墨重量〇. 5%的按重量配比为1: 3:1.5的十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯 二甲酸乙二酯混合物,封闭反应釜,开启加热,当反应釜内温度达到60°C,加入十二烷基磺 酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物重量0.1%的硫酸钾,当温度上升至最大 值后,加入天然鳞片石墨,反应45min后,水冷降温,当温度继续下降到70 °C时,关闭降温水, 待釜内温度自然下降到35°C时,放料,干燥得到改性鳞片石墨,备用;(3)称取废料、废木肩, 混合用30%的硫酸浸泡15min,过滤收取滤渣,干燥后将滤渣与轻质碳酸钙混合放入粉碎机 中,粉碎至150目以下,再按配比与改性鳞片石墨混合,采用捏合机在75°C下捏合45min后升 温至85°C,加入海藻继续捏合30min后升温至100 土 TC,加入硬脂酸、钦镉锌热稳定剂、压磷 酸双酚、抗冲击改性剂MBS,捏合1.5h后,自然冷却至76 °C得待挤出料;(4)将待挤出料转至 挤出机挤出造粒得木塑粒子,待木塑粒子自然冷却至40°C后,放入模具中,在185°C,12MPa 下保压Smin后,泄压,出模切割冷却得木塑板材;其余同实施例1。
[00M] 实施例4: (1)原材料包括PE废料58份、废木肩11份、轻质碳酸钙2份、硬脂酸6份、天然鳞片石墨 3.5份、海藻3份、钦镉锌热稳定剂4份、亚磷酸双酚0.07份、抗冲击改性剂MBS 0.8份;⑵称 取废料、废木肩,混合,用30%的硫酸浸泡15min,过滤收取滤渣,干燥后将滤渣与轻质碳酸I丐 混合放入粉碎机中,粉碎至150目以下,再按配比与天然鳞片石墨混合,采用捏合机在,65°C 下捏合45min后升温至90°C,加入海藻继续捏合30min后升温至100土 1°C,加入硬脂酸、钦镉 锌热稳定剂、压磷酸双酚、抗冲击改性剂MBS,捏合1.5h后,自然冷却至80°C得待挤出料;(3) 将待挤出料转至挤出机挤出造粒得木塑粒子,待木塑粒子自然冷却至40°C后,放入模具中, 在185°C,IlMPa下保压9min后,泄压,出模切割冷却得木塑板材;其余同实施例1。
[0015] 实施例5: (1)原材料包括PE废料70份、废木肩13份、轻质碳酸钙2份、硬脂酸6份、改性鳞片石墨4 份、钦镉锌热稳定剂4份、亚磷酸双酚0.1份、抗冲击改性剂MBS 0.7份;(2)向反应釜中加入 水,开启搅拌,搅拌转速75转/分钟,加入天然鳞片石墨重量0.5%的按重量配比为1:3:1.5的 十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物,封闭反应釜,开启加热,当 反应釜内温度达到60°C,加入十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合 物重量0.1%的硫酸钾,当温度上升至最大值后,加入天然鳞片石墨,反应35min后,水冷降 温,当温度继续下降到60°C时,关闭降温水,待釜内温度自然下降到35°C时,放料,干燥得到 改性鳞片石墨,备用;(3)称取废料、废木肩,混合,用30%的硫酸浸泡15min,过滤收取滤渣, 干燥后将滤渣与轻质碳酸钙混合放入粉碎机中,粉碎至150目以下,再按配比与改性鳞片石 墨混合,采用捏合机在55-75Γ下捏合45min后升温至100土 1°C,加入硬脂酸、钦镉锌热稳定 剂、压磷酸双酚、抗冲击改性剂MBS,捏合Ih后,自然冷却至80 °C得待挤出料;(4)将待挤出料 转至挤出机挤出造粒得木塑粒子,待木塑粒子自然冷却至45°C后,放入模具中,在185°C, 12MPa下保压IOmin后,泄压,出模切割冷却得木塑板材;其余同实施例1。
[0016] 实施例6: (1)原材料包括PE废料65份、废木肩13份、轻质碳酸钙1份、硬脂酸6份、海藻2份、钦镉锌 热稳定剂3份、亚磷酸双酚0.09份、抗冲击改性剂MBS 1份;(2)称取废料、废木肩,混合,用 30%的硫酸浸泡15min,过滤收取滤渣,干燥后将滤渣与轻质碳酸钙混合放入粉碎机中,粉碎 至150目以下,采用捏合机在65°C下捏合45min后升温至85-90°C,加入海藻继续捏合30min 后升温至l〇〇±l°C,加入硬脂酸、钦镉锌热稳定剂、压磷酸双酚、抗冲击改性剂MBS,捏合 1.5h后,自然冷却至80°C得待挤出料;(3)将待挤出料转至挤出机挤出造粒得木塑粒子,待 木塑粒子自然冷却至45°C后,放入模具中,在185°C,15MPa下保压IOmin后,泄压,出模切割 冷却得木塑板材;其余同实施例1。
[0017] 实施例7: (1)原材料包括PE废料68份、废木肩12份、轻质碳酸钙2份、硬脂酸6份、改性鳞片石墨6 份、海藻5份、钦镉锌热稳定剂4份、亚磷酸双酚0.12份、抗冲击改性剂MBS 0.7份;(2)向反应 釜中加入水,开启搅拌,搅拌转速65转/分钟,加入天然鳞片石墨重量0.5%的按重量配比为 1:3:1.5的十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物,封闭反应釜,开 启加热,当反应釜内温度达到65°C,加入十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙 二酯混合物重量〇. 1%的硫酸钾,当温度上升至最大值后,加入天然鳞片石墨,反应35min后, 水冷降温,当温度继续下降到65 °C时,关闭降温水,待釜内温度自然下降到40 °C时,放料,干 燥得到改性鳞片石墨,备用;(3)称取废料、废木肩,混合用30%的硫酸浸泡15min,过滤收取 滤渣,干燥后将滤渣与轻质碳酸钙混合放入粉碎机中,粉碎至150目以下,再按配比与改性 鳞片石墨混合,采用捏合机在70 °C下捏合45min后升温至85°C,加入海藻继续捏合30min后 升温至100土 TC,加入硬脂酸、钦镉锌热稳定剂、压磷酸双酚、抗冲击改性剂MBS,捏合1.5h 后,自然冷却至80°C得待挤出料;(4)将待挤出料转至挤出机挤出造粒得木塑粒子,待木塑 粒子自然冷却至40°C后,放入模具中,在185 °C,15MPa下保压IOmin后,泄压,出模切割冷却 得木塑板材;其余同实施例1。
[0018] 实施例8: 测试上述实施例所得木塑板材的力学性能及耐酸碱性,采用通用木塑作为对比例,测 试数据如下: 其中,耐酸性测试采用20%硫酸浸泡48h,起泡则记为“+”,不起泡则记为;耐碱性测 试采用20%的氢氧化钠浸泡48h,起泡则记为“+”,不起泡则记为;
Figure CN108047540AD00081
分析表中数据:实施例1-3具有较强的力学性能及耐酸碱性,且平均值与最小值±值较 小,表示所制备的木塑板材内部均匀,融合较好,微卡软化温度较高,耐热性强,且实施例1 为最优选方案;实施例4鳞片石墨未经过改性,虽然力学性能均有所提高,但平均值与最小 值±值较实施例1-3大,说明均匀度较实施例1-3差;实施例5未添加海藻,可见力学性能与 对比例差别不大,但耐酸碱性有明显提高;实施例6未添加改性鳞片石墨,虽然力学性能提 高,但平均值与最小值±值较实施例1-3大,产品不均匀,且微卡软化温度低,耐热性差;实 施例7添加了过量的改性鳞片石墨及海藻,其各性能较对比例差别不大;由此可得出结论, 本发明工艺中添加了海藻,能够有效提升木塑板材的强度,使得其适用范围更加广泛,配方 中添加了改性鳞片石墨,能够有效促进各物料之间的融合,减少成型后建材内部的裂痕,提 升产品的微卡软化温度,提升耐热性能,增强木塑板材的力学性能,同时,可使得制备出的 木塑板材具有良好的耐酸碱性。

Claims (5)

1. 一种采用废弃物制备木塑板材的方法,其特征在于:(1)原材料包括PE废料54-75份、 废木肩8-15份、轻质碳酸钙1-3份、硬脂酸5-7份、改性鳞片石墨2.5-5份、海藻1-4份、钦镉锌 热稳定剂2-5份、亚磷酸双酚0.05-0.15份、抗冲击改性剂MBS 0.5-1份;(2)向反应釜中加入 水,开启搅拌,搅拌转速60〜75转/分钟,加入天然鳞片石墨重量0.5%的十二烷基磺酸钠、甲 基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物,封闭反应釜,开启加热,当反应釜内温度达到60 〜75°C,加入十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物重量0.1%的硫 酸钾,当温度上升至最大值后,加入天然鳞片石墨,反应30-45min后,水冷降温,当温度继续 下降到55〜70°C时,关闭降温水,待釜内温度自然下降到35〜40°C时,放料,干燥得到改性 鳞片石墨,备用;(3)称取废料、废木肩,混合,用30%的硫酸浸泡15min,过滤收取滤渣,干燥 后将滤渣与轻质碳酸钙混合放入粉碎机中,粉碎至150目以下,再按配比与改性鳞片石墨混 合,采用捏合机在55-75°C下捏合45min后升温至85-90°C,加入海藻继续捏合30min后升温 至100 ± TC,加入硬脂酸、钦镉锌热稳定剂、亚磷酸双酚、抗冲击改性剂MBS,捏合1-1.5h后, 自然冷却至76-80 °C得待挤出料;(4)将待挤出料转至挤出机挤出造粒得木塑粒子,待木塑 粒子自然冷却至40-45°C后,放入模具中,热压成型,出模切割冷却得木塑板材。
2. 根据权利要求1所述的一种采用废弃物制备木塑板材的方法,其特征在于:步骤(2) 所述的十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物,按重量配比为1:3: 1.5〇
3. 根据权利要求1所述的一种采用废弃物制备木塑板材的方法,其特征在于:所述步骤 (4)的挤出温度为:一区130°C〜170°C,二区160°C〜170°C、三区145°C〜165°C、四区150°C 〜175°C、五区 150°C 〜165°C、六区 145°C 〜160°C、七区 130°C 〜165°C、模头 130°C 〜150 cC。
4. 根据权利要求1所述的一种采用废弃物制备木塑板材的方法,其特征在于:所述步骤 (4)的热压成型为在185°C,10_15MPa下保压8-10min后,泄压。
5. 根据权利要求1所述的一种采用废弃物制备木塑板材的方法,其特征在于:(1)原材 料包括PE废料60份、废木肩10份、轻质碳酸钙2份、硬脂酸6份、改性鳞片石墨3.5份、海藻3 份、钦镉锌热稳定剂4份、亚磷酸双酚0.08份、抗冲击改性剂MBS 0.5份;(2)向反应釜中加入 水,开启搅拌,搅拌转速70转/分钟,加入天然鳞片石墨重量0.5%的按重量配比为1:3:1.5的 十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合物,封闭反应釜,开启加热,当 反应釜内温度达到65°C,加入十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯和对苯二甲酸乙二酯混合 物重量0.1%的硫酸钾,当温度上升至最大值后,加入天然鳞片石墨,反应35min后,水冷降 温,当温度继续下降到60°C时,关闭降温水,待釜内温度自然下降到35°C时,放料,干燥得到 改性鳞片石墨,备用;(3)称取废料、废木肩,混合,用30%的硫酸浸泡15min,过滤收取滤渣, 干燥后将滤渣与轻质碳酸钙混合放入粉碎机中,粉碎至150目以下,再按配比与改性鳞片石 墨混合,采用捏合机在60°C下捏合45min后升温至85°C,加入海藻继续捏合30min后升温至 100 ± TC,加入硬脂酸、钦镉锌热稳定剂、压磷酸双酚、抗冲击改性剂MBS,捏合1.5h后,自然 冷却至78 °C得待挤出料;(4)将待挤出料转至挤出机挤出造粒得木塑粒子,待木塑粒子自然 冷却至45 °C后,放入模具中,在185 °C,15MPa下保压I Omin后,泄压,出模切割冷却得木塑板 材;其中,抗冲击改性剂MBS为东莞市胜浩塑胶原料有限公司提供的EM500型号的抗冲击改 性剂MBS;其中,步骤(4)的挤出温度为:一区130°C〜170°C,二区160°C〜170°C、三区145°C 〜165°C、四区150°C〜175°C、五区 150°C〜165°C、六区 145°C〜160°C、七区130°C〜165°C、 模头 130°C 〜150°C。
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