CN109705601A - 塑包木户外模板用配方及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了塑包木户外模板用配方及工艺，涉及塑包木技术领域。本发明户外模版用塑包木包括：木材、木塑颗粒、热熔胶，制备工艺包括：木材预处理、木塑颗粒预处理、热熔胶的制备、塑包木的制备、后处理；本发明采用特殊的工艺将木材和木塑进行结合，在木材表面包覆一层木塑保护层，从而形成塑包木，该塑包木的抗弯强度、弹性模量、耐候性较木材和木塑有显著的提高和改进，塑包木共挤一次成型，极大的提高了工作效率。
Description
技术领域：
本发明涉及塑包木技术领域，具体涉及塑包木户外模板用配方及工艺。
背景技术：
实木是装修中常用的木材，实木坚固耐用、纹路自然，大都具有天然木材特有的芳香，具有一定的吸湿性和透气性，有益于人体健康，不造成环境污染，但其防潮、防腐性能较差，容易发生虫蛀和开裂，使用之前需要对其进行处理。
木塑是国内外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35％-70％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、注塑成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。木塑复合材料内含塑料自身硬度较低、强度较弱、表面易划伤，极大的限制了木塑材料的应用。
聚酯热熔胶具有较高的耐热性、耐水性和弹性，它对于木材、纸板、皮革、织物、塑料等均有良好的胶接效果，但缺点是在加热熔融时的粘度较大，用手工操作比较困难。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种塑包木户外模板用配方及工艺，本发明将木材和木塑进行结合，在木材表面包覆一层木塑保护层，从而形成塑包木，该塑包木的抗弯强度、弹性模量、耐候性、防潮性较木材和木塑有显著的提高和改进。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
户外模板用塑包木包括：木材、木塑颗粒、热熔胶，其质量比为80-100：30-50：5-10。
所述塑包木的制备工艺包括以下步骤：
(1)木材预处理：将木材置于真空低温冷风干燥机中，23-25℃干燥至木材的含水率为11-13％，然后按照需求进行连接，最后输送到共挤模具；
(2)木塑颗粒预处理：将木塑颗粒采用烘干箱干燥至恒重，然后通过挤出机挤出；
(3)热熔胶的制备：将羟甲基纤维素、非离子表面活性剂加入到去离子水中，加热至回流状态保温搅拌10-30min，在氮气氛围下加入聚乙二醇、链引发剂、阻聚剂继续回流搅拌1-3h，反应结束后将所得到的接枝产物过滤、水洗、干燥，即得到聚乙二醇接枝改性的羟甲基纤维；将改性后的羟甲基纤维与共聚酯热熔胶按质量比3-6：1-2的比例进行混溶，即得到热熔胶，然后通过挤出机挤出；
(4)塑包木的制备：将共挤模具抽至真空，然后将预处理后的木塑颗粒、热熔胶送入共挤模具中，得到塑包木；
(5)后处理：将步骤(4)中塑包木进行压花、冷却定型，按照需求进行切割，检测合格后包装入库。
优选的，所述步骤(2)中挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区120-135℃、2区130-140℃、3区145-160℃、4区160-170℃、5区165-180℃。
优选的，所述步骤(3)中挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区165-170℃、2区175-180℃、3区185-190℃、4区200-205℃、5区215-220℃。
优选的，所述步骤(3)中羟甲基纤维素、非离子表面活性剂、去离子水、聚乙二醇、链引发剂、阻聚剂的质量比为80-100：0.4-0.8：300-500：20-30：0.5-2：2-5。
进一步，所述步骤(3)中聚乙二醇接枝改性羟甲基纤维的接枝率为11-15％。
所述羟甲基纤维素的甲氧基值为20％-23％，羟丙基值5％-8％，分子量为10000-50000。
所述非离子表面活性剂选自聚山梨醇酯20、山梨醇酐硬脂酸酯20和烷基酚聚氧乙烯醚OP-10中的一种。
所述聚乙二醇的平均分子量4000，n＝70-85，熔点53-56℃。
所述链引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过硫酸钠中的一种。
所述阻聚剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种。
所述共聚酯热熔胶的熔融指数为23-30g/10min/160℃，选自型号为JCC-115、JCC-110或JCC-116共聚酯热熔胶中的一种。
本申请采用真空低温冷风干燥机进行木材的干燥，除了避免高温干燥对木材表面造成的伤害外，还能有效的杀死木材中的害虫。经申请人的不断尝试下发现，当木材含水率为11-13％时，木材与木塑颗粒的结合最为稳定，所得塑包木的物理性能、机械强度为最优。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用聚乙二醇对羟甲基纤维素进行接枝改性，得到接枝率为11-15％的改性羟甲基纤维素，该纤维素对共聚酯热熔胶有较好的亲和性和溶解性；本发明中热熔胶由改性羟甲基纤维素与共聚酯热熔胶混合得到，该热熔胶克服了共聚酯热熔胶加热熔融时的粘度较大的不足，操作便捷，剥离强度高；本发明热熔胶粘接时，除了本身的物理粘接外，热熔胶中的活性纤维素还会跟木材和木塑中的纤维素发生化学结合，进一步提高塑包木的稳定性；
(2)本发明采用特殊的工艺将木材和木塑进行结合，在木材表面包覆一层木塑保护层，从而形成塑包木，该塑包木的抗弯强度、弹性模量、耐候性较木材和木塑有显著的提高和改进，塑包木共挤一次成型，极大的提高了工作效率。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
木材、木塑颗粒、热熔胶的质量比为80：30：5。
塑包木的制备：
(1)木材预处理：将木材置于真空低温冷风干燥机中，23-25℃干燥至木材的含水率为11-13％，然后按照需求进行连接，最后输送到共挤模具；
(2)木塑颗粒预处理：将木塑颗粒采用烘干箱干燥至恒重，然后通过挤出机挤出，挤出机机筒分为3个加热区，各区的温度为：优选的，所述步骤(2)、步骤(3)中挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区120℃、2区130℃、3区145℃、4区160℃、5区165℃；
(3)热熔胶的制备：将85份羟甲基纤维素、0.5份聚山梨醇酯20加入到350份去离子水中，加热至回流状态保温搅拌15min，在氮气氛围下加入26份聚乙二醇、0.8份过硫酸钠、3份N,N-二甲基甲酰胺继续回流搅拌2.5h，反应结束后将所得到的接枝产物过滤、水洗、干燥，即得到聚乙二醇接枝改性的羟甲基纤维；将改性后的羟甲基纤维与JCC-115共聚酯热熔胶按质量比4：1的比例进行混溶，即得到热熔胶，然后通过挤出机挤出，挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区165℃、2区175℃、3区185℃、4区200℃、5区215℃；
(4)塑包木的制备：将共挤模具抽至真空，然后将预处理后的木塑颗粒、热熔胶送入共挤模具中，得到塑包木；
(5)后处理：将步骤(4)中塑包木进行压花、冷却定型，按照需求进行切割，检测合格后包装入库。
实施例2
木材、木塑颗粒、热熔胶的质量比为100：50：10。
塑包木的制备：
(1)木材预处理：将木材置于真空低温冷风干燥机中，23-25℃干燥至木材的含水率为11-13％，然后按照需求进行连接，最后输送到共挤模具；
(2)木塑颗粒预处理：将木塑颗粒采用烘干箱干燥至恒重，然后通过挤出机挤出，挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区135℃、2区140℃、3区160℃、4区170℃、5区180℃；
(3)热熔胶的制备：将90份羟甲基纤维素、0.7份OP-10加入到450份去离子水中，加热至回流状态保温搅拌20min，在氮气氛围下加入28份聚乙二醇、1.2份过硫酸钠、5份N,N-二甲基乙酰胺继续回流搅拌2h，反应结束后将所得到的接枝产物过滤、水洗、干燥，即得到聚乙二醇接枝改性的羟甲基纤维；将改性后的羟甲基纤维与JCC-116共聚酯热熔胶按质量比4：1的比例进行混溶，即得到热熔胶，然后通过挤出机挤出，挤出机机筒分为3个加热区，各区的温度为：1区170℃、2区180℃、3区190℃、4区205℃、5区220℃；
(4)塑包木的制备：将共挤模具抽至真空，然后将预处理后的木塑颗粒、热熔胶送入共挤模具中，得到塑包木；
(5)后处理：将步骤(4)中塑包木进行压花、冷却定型，按照需求进行切割，检测合格后包装入库。
对照例1
木材、木塑颗粒、热熔胶的质量比为80：30：5。
塑包木的制备：
(1)木材预处理：将木材用烘干机烘干表面水分，然后按照需求进行连接，最后输送到共挤模具；
(2)木塑颗粒预处理：将木塑颗粒采用烘干箱干燥至恒重，然后通过挤出机挤出，挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区120℃、2区130℃、3区145℃、4区160℃、5区165℃；
(3)热熔胶的制备：将85份羟甲基纤维素、0.5份聚山梨醇酯20加入到350份去离子水中，加热至回流状态保温搅拌15min，在氮气氛围下加入26份聚乙二醇、0.8份过硫酸钠、3份N,N-二甲基甲酰胺继续回流搅拌2.5h，反应结束后将所得到的接枝产物过滤、水洗、干燥，即得到聚乙二醇接枝改性的羟甲基纤维；将改性后的羟甲基纤维与JCC-115共聚酯热熔胶按质量比4：1的比例进行混溶，即得到热熔胶，然后通过挤出机挤出，挤出机机筒分为3个加热区，各区的温度为：1区165℃、2区175℃、3区185℃、4区200℃、5区215℃；
(4)塑包木的制备：将共挤模具抽至真空，然后将预处理后的木塑颗粒、热熔胶送入共挤模具中，得到塑包木；
(5)后处理：将步骤(4)中塑包木进行压花、冷却定型，按照需求进行切割，检测合格后包装入库。
对照例2
木材、木塑颗粒、热熔胶的质量比为80：30：5。
塑包木的制备：
(1)木材预处理：将木材置于真空低温冷风干燥机中，23-25℃干燥至木材的含水率为11-13％，然后按照需求进行连接，最后输送到共挤模具；
(2)木塑颗粒预处理：将木塑颗粒采用烘干箱干燥至恒重，然后通过挤出机挤出，挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区120℃、2区130℃、3区145℃、4区160℃、5区165℃；
(3)热熔胶的制备：将85份羟甲基纤维素、0.5份聚山梨醇酯20加入到350份去离子水中，加热至回流状态保温搅拌15min，在氮气氛围下加入26份聚乙二醇、0.8份过硫酸钠，继续回流搅拌2.5h，反应结束后将所得到的接枝产物过滤、水洗、干燥，即得到聚乙二醇接枝改性的羟甲基纤维；将改性后的羟甲基纤维与JCC-115共聚酯热熔胶按质量比4：1的比例进行混溶，即得到热熔胶，然后通过挤出机挤出，挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区165℃、2区175℃、3区185℃、4区200℃、5区215℃；
(4)塑包木的制备：将共挤模具抽至真空，然后将预处理后的木塑颗粒、热熔胶送入共挤模具中，得到塑包木；
(5)后处理：将步骤(4)中塑包木进行压花、冷却定型，按照需求进行切割，检测合格后包装入库。
对照例3
木材、木塑颗粒、热熔胶的质量比为80：30：5。
塑包木的制备：
(1)木材预处理：将木材置于真空低温冷风干燥机中，23-25℃干燥至木材的含水率为11-13％，然后按照需求进行连接，最后输送到共挤模具；
(2)木塑颗粒预处理：将木塑颗粒采用烘干箱干燥至恒重，然后通过挤出机挤出，挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区120℃、2区130℃、3区145℃、4区160℃、5区165℃；
(3)热熔胶的制备：采用JCC-115共聚酯热熔胶为本发明所用热熔胶，然后通过挤出机挤出，挤出机机筒分为3个加热区，各区的温度为：1区165℃、2区175℃、3区185℃、4区200℃、5区215℃；
(4)塑包木的制备：将共挤模具抽至真空，然后将预处理后的木塑颗粒、热熔胶送入共挤模具中，得到塑包木；
(5)后处理：将步骤(4)中塑包木进行压花、冷却定型，按照需求进行切割，检测合格后包装入库。
利用实施例1-2、对照例1-3进行塑包木的制备，并对其性能进行测定，结果如表1所示。
表1塑包木的性能测试
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 对照例1 | 对照例2 | 对照例3 |
| 抗弯强度(MPa) | 125 | 127 | 101 | 89 | 77 |
| 弹性模量(MPa) | 4513 | 4582 | 3856 | 3775 | 3547 |
| 耐候性(3000h,ΔE) | 3.5 | 3.7 | 5.8 | 6.5 | 7.1 |
| 72h沸水 | 不开裂 | 不开裂 | 不开裂 | 轻微开裂 | 轻微开裂 |
| 表面耐划伤(N) | 8.7 | 9.0 | 6.8 | 6.1 | 5.5 |
抗弯强度：选取塑包木试样的尺寸为20mm×20mm×300mm，具体实验方法参照GB1936；
弹性模量：选取塑包木试样的尺寸为20mm×20mm×300mm，具体实验方法参照GB1936。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.塑包木户外模板用配方及工艺，其特征在于，户外模板用塑包木包括：木材、木塑颗粒、热熔胶，其质量比为80-100：30-50：5-10；
所述塑包木的制备工艺包括以下步骤：
(1)木材预处理：将木材置于真空低温冷风干燥机中，23-25℃干燥至木材的含水率为11-13％，然后按照需求进行连接，最后输送到共挤模具；
(2)木塑颗粒预处理：将木塑颗粒采用烘干箱干燥至恒重，然后通过挤出机挤出；
(3)热熔胶的制备：将羟甲基纤维素、非离子表面活性剂加入到去离子水中，加热至回流状态保温搅拌10-30min，在氮气氛围下加入聚乙二醇、链引发剂、阻聚剂继续回流搅拌1-3h，反应结束后将所得到的接枝产物过滤、水洗、干燥，即得到聚乙二醇接枝改性的羟甲基纤维；将改性后的羟甲基纤维与共聚酯热熔胶按质量比3-6：1-2的比例进行混溶，即得到热熔胶，然后通过挤出机挤出；
(4)塑包木的制备：将共挤模具抽至真空，然后将预处理后的木塑颗粒、热熔胶送入共挤模具中，得到塑包木；
(5)后处理：将步骤(4)中塑包木进行压花、冷却定型，按照需求进行切割，检测合格后包装入库。
2.根据权利要求1所述的塑包木户外模板用配方及工艺，其特征在于：所述步骤(2)中挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区120-135℃、2区130-140℃、3区145-160℃、4区160-170℃、5区165-180℃。
3.根据权利要求1所述的塑包木户外模板用配方及工艺，其特征在于：所述步骤(3)中挤出机机筒分为5个加热区，各区的温度为：1区165-170℃、2区175-180℃、3区185-190℃、4区200-205℃、5区215-220℃。
4.根据权利要求1所述的塑包木户外模板用配方及工艺，其特征在于：所述步骤(3)中羟甲基纤维素、非离子表面活性剂、去离子水、聚乙二醇、链引发剂、阻聚剂的质量比为80-100：0.4-0.8：300-500：20-30：0.5-2：2-5。
5.根据权利要求4所述的塑包木户外模板用配方及工艺，其特征在于：所述聚乙二醇接枝改性羟甲基纤维的接枝率为11-15％。
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