CN109897352A - 一种可生物降解的环境友好型建筑支模材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可生物降解的环境友好型建筑支模材料及其制备方法，以聚乳酸，特别可以选用聚乳酸回料，和聚甲醛为原料，及碳酸钙等无机矿物、矿渣作为填充剂制备可生物降解的环境友好型建筑支模材料的配方及工艺。本发明配方中添加环氧型或酸酐型相容剂，有效的改善了聚乳酸与聚甲醛之间的相容性，得到力学性能以及强度与刚度都符合建筑支模材料要求的聚乳酸聚甲醛组合物。采用本发明所述技术，可以很大程度上减少木材等传统建筑支模材料的应用，起到保护森林资源的作用，同时克服使用塑料支模不可降解、污染严重的缺点。特别的，使用聚乳酸工业回料，还具有提高聚乳酸利用率，避免聚乳酸的浪费，降低成本等特点。本发明也大大降低企业的施工成本，节省了人力、财力、物力，具有很好的经济、社会及环保效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保新型的建筑支模材料聚甲醛和聚乳酸组合物。更具体 地说，本发明涉及可生物降解组合物，包含聚甲醛和聚乳酸，采用含有环氧官 能团的相容剂进行增容改性。所说的组合物还包括滑石粉、碳酸钙、无机矿粉 或矿渣中的一种或者多种。
背景技术
近年来，随着我国节能降耗、节能减排的基本国策的推出和人民素质的提 高，人们的环保意识与审美观点都在发生变化。在建筑工程中，清水混凝土结 构越来越广泛，传统的模板施工效果已不能达到清水混凝土的标准。
同时，混凝土结构工程中，模板费用所占比例较大。据有关资料统计：国 外工程模板费用约占结构造价的28-33％，国内平均为25-30％。更重要的是，目 前建筑支模所用的材料主要是木材与竹板以及少量的钢材。但是现有建筑支模 材料具有以下缺点：第一是成本问题：木材或竹板180元/m2，一次性消费；钢 材500元/m2，可循环使用，但维护困难，在建筑施工的环境中易生锈腐蚀；第 二是原材料来源困难，在森林资源日益减少和铁矿石资源减少价格不断攀高的 今天，大量的木材、钢材应用于建筑支模，这是有限资源的不合理利用是巨大 的浪费；第三是后处理困难，当木材或者钢材无法使用时其后处理比较麻烦， 处置不当会给环境带来负面影响。聚甲醛和聚乳酸组合物作为建筑支模材料， 对于上述问题都得到了有效地解决。聚乳酸新料价格为20000-23000元/吨；一 级回料基本浪费，目前市场的回收料价格在3000-6000元/吨不等而且韧性比较 好。作为建筑支模材料，完全可以用聚乳酸回料代替新料，大大降低生产成本。 聚甲醛共聚新料价格为8000元/吨，去年同期13000元/吨。同时由于国内产能 严重饱和，产能60万吨，全国需求18万吨左右，产能的过剩很好的解决了环 境友好型建筑支模材料的生产成本和原料来源问题。聚乳酸是目前最好的生物 可降解材料，而聚甲醛在加热的情况下也可以发生降解，这为材料的后处理开 辟了新途径。
聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如 玉米)所提出的淀粉原料制成，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终 生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利。其机械性能及 物理性能良好，加工方便，应用十分广泛。此外聚乳酸(PLA)具有最良好 的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以各种普通加工方式生产，例如：熔融挤 出成型，射出成型，吹膜成型，发泡成型及真空成型等等。
聚甲醛(POM)是一种性能优良的工程塑料，在国外有“夺钢”、“超钢” 之称。POM具有类似金属的硬度、强度和钢性，在很宽的温度和湿度范围 内都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性，并富于弹性，此外它还有较好 的耐化学品性。POM以低于其他许多工程塑料的成本，正在替代一些传统 上被金属所占领的领域。
本发明需要解决的技术问题是公开一种可生物降解的环境友好型建筑 支模材料及其制备方法，以克服现有建筑支模材料所存在的不足，并以绿色 能源能源为原料，解决现有建筑支模材料高成本、高损耗、不环保等缺点。
发明内容
本发明的可生物降解的环境友好型建筑支模材料，其组分和重量百分比 含量包括：
所说的聚乳酸是以玉米为原料经生物转化制备的，分子量在1万～30万之间， 可采用市售聚乳酸或者回料，如美国NatureWorks公司生产的牌号为2002D的 产品。
所说聚甲醛为市售的各种牌号聚甲醛。
所说的相容剂选自乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯(EMG)、苯乙烯- 马来酸酐无规共聚物(SMA)、聚乳酸接枝马来酸酐(LAM)、钛酸正丁酯 (TBT，酯交换催化剂)或其它市售相容剂。
所说的填充剂选自滑石粉、碳酸钙、白炭黑、无机矿粉或矿渣
推荐的重量百分比含量包括：
本材料的制备方法包括如下步骤：将上述原料在高速搅拌机中混合，再通 过双螺杆挤出机挤出成板材，螺杆温度为160～200℃，模头温度140～180℃。
本环境友好型建筑支模材料具有以下优点：
1.生产成本低，原料来源广泛。本环境友好型建筑支模材料的原料主要采 用工业回料，大大降低了生产成本。此外在目前森林资源日益减少以及 铁矿石价格不断攀升的情况下，本建筑支模材料的出现大大的降低了森 林资源的浪费以及施工企业的生产成本。
2.模板强度、刚度大，稳定性好。本支模材料具有良好的强度与刚度，稳 定性能优异，不会因受压或受潮而出现变形、翘曲开裂，从而导致跑模、 涨模、漏模等问题，也不会导致浇筑后的混凝土不能达到合格标准。
3.支模材料表面平整、光滑。本环境友好型建筑支模材料表面光滑、平整、 清洁，浇筑后的混凝土墙体及顶部无需二次抹灰，节省了劳动力与水泥 的使用，大大降低了施工成本。同时也缩短了施工工期。
4.后处理方便，对环境无害。聚乳酸是可再生资源，并且具有很好的生物 降解性；聚甲醛在加热的情况下也可以发生降解。这对环境保护是有利 的。
实施例1
取25公斤聚乳酸(Naturework2002D)，分子量约为30万，14.5公斤共聚 聚甲醛，5公斤环氧型相容剂AX8900，5公斤滑石粉，在高速搅拌机中混料， 然后进入双螺杆挤出机挤出板材，螺杆温度控制在160～200℃，模头温度170℃。 然后按GB/T3682-2000、GB/T1040-1992、GB/T9341-2000和GB/T1043-1993 的要求进行熔体流动速率、力学性能及缺口冲击性能测试，各项指标均达到建 筑支模材料的要求，堆肥降解测试，30天后开始降解，12个月后降解完全。
实施例2
取22.5公斤聚乳酸(Naturework2002D)，分子量约为30万，15公斤共聚 聚甲醛，5公斤环氧型相容剂AX8900，7.5公斤碳酸钙，在高速搅拌机中混料， 然后进入双螺杆挤出机挤出板材，螺杆温度控制在160～200℃，模头温度170℃。 然后按GB/T3682-2000、GB/T1040-1992、GB/T9341-2000和GB/T1043-1993 的要求进行熔体流动速率、力学性能及缺口冲击性能测试，各项指标均达到建 筑支模材料的要求。堆肥降解测试，30天后开始降解，12个月后降解完全。
实施例3
取17.5公斤聚乳酸(Naturework2002D)，分子量约为30万，17公斤共聚 聚甲醛，5公斤环氧型相容剂AX8900，10公斤无机矿粉，在高速搅拌机中混料， 然后进入双螺杆挤出机挤出板材，螺杆温度控制在160～200℃，模头温度170℃。 然后按GB/T3682-2000、GB/T1040-1992、GB/T9341-2000和GB/T1043-1993 的要求进行熔体流动速率、力学性能及缺口冲击性能测试，各项指标均达到建 筑支模材料的要求。堆肥降解测试，30天后开始降解，12个月后降解完全。
表1.实施例的力学性能
通过上述实验数据可知：本发明共混物的熔体流动性较纯PLA有了很大的提 高，适合工业生产。力学性能的实验数据中，拉伸强度、断裂伸长率以及弯曲 强度和冲击强度都有明显改善，符合建筑支模材料的力学要求。
Claims (6)
1.一种可生物降解的环境友好型建筑支模材料，其特征在于，组分与重量 百分比含量包括：聚乳酸1～97％，聚甲醛1～97％，相容剂1～45％，填充剂1～50％。
2.根据权利要求1所述的可生物降解的环境友好型建筑支模材料，其特征 在于，所说的聚乳酸为市场上所见的市售聚乳酸及聚乳酸回料，分子量为1万 ～30万。
3.所说的聚甲醛为市场上所见的市售聚甲醛。
4.根据权利要求1所述的可生物降解的环境友好型建筑支模材料，其特征 在于，所说的相容剂选自乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯(EMG)、苯 乙烯-马来酸酐无规共聚物(SMA)、聚乳酸接枝马来酸酐(LAM)、钛酸正丁 酯(TBT，酯交换催化剂)或其它市售相容剂。
5.根据权利要求1所述的可生物降解的环境友好型建筑支模材料，其特征 在于，所说的填充剂选自滑石粉、碳酸钙、白炭黑、无机矿粉或其它市售矿渣。
6.根据权利要求1所述的可生物降解的环境友好型建筑支模材料制备方 法，其特征在于，包括如下步骤，将上述原料在高速搅拌机中混合，再通过双 螺杆挤出机挤出成板材，螺杆温度为160～200℃，模头温度140～180℃。
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| CN (1) | CN109897352A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021185339A1 (zh) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | 东丽先端材料研究开发（中国）有限公司 | 一种生物降解树脂及其制备的薄膜 |
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| WO2021185339A1 (zh) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | 东丽先端材料研究开发（中国）有限公司 | 一种生物降解树脂及其制备的薄膜 |
| CN114207031A (zh) * | 2020-03-19 | 2022-03-18 | 东丽先端材料研究开发（中国）有限公司 | 一种生物降解树脂及其制备的薄膜 |
| CN114207031B (zh) * | 2020-03-19 | 2024-03-29 | 东丽先端材料研究开发（中国）有限公司 | 一种生物降解树脂及其制备的薄膜 |
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