CN110511513A - 一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种稀土‑电气石复合物改性木塑装饰材料，其特征在于，由如下原料组成：PVC树脂粉、植物纤维粉、钙质填充剂、稀土‑电气石复合物、增塑调节剂、环保稳定剂、加工助剂、发泡剂、润滑剂；还包括一种制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤100、按照原料组成比例送入混料机中进行充分混合，并且在混合时加热至110～125℃，加热混合后再冷却至40～65℃放入料筒；步骤200、将混好的原料加入挤出机，加热至145～205℃挤出；步骤300、挤出后经模具成型、冷却定型、牵引切割获得成品。本发明加入稀土‑电气石复合物，能够持续大量生成带负电荷的气体离子，能有效消除空气异味，净化空气，加入量少，生产工艺简单。

Description

一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料及制备工艺

技术领域

本发明实施例涉及装饰材料技术领域，具体涉及一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料及制备工艺。

背景技术

众多科学研究表明，室内细菌、灰尘、烟雾微粒等以及苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体严重污染室内环境，影响人体健康。

特别是随着复合地板的使用量的增加，大量化学粘合剂的应用使得装修污染已经成为当前主要的室内空气污染源头。而随着环保和实用性等方面的要求，复合地板的应用已经逐渐成为主流，但是与之同时产生的污染问构成了制约其发展的主要因素。

为了解决上述问题，在吸纳有技术中，一方面通过改进复合地板的成分，另外通过改进其制备工艺，减少污染源。但是在现有技术中，这种方式的地板仍然不能够满足现有的需求，还需要从以下几个方面进行优化：

(1)现有地板无法对室内空气的污染物进行处理，而且其自身就是污染源；

(2)现有的制备工艺复杂，复合地板各层之间往往依赖于化学粘合剂，从而增大了其污染程度。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料及制备工艺，通过利用电气石粉及稀土中的镧系元素电离空气形成一种带负电荷的气体离子，既具有传统木塑装饰材料的优点，又能又能释放负离子净化化空气，消除室内异味和各种有害气体，以解决现有技术中地板自身即是污染源和不具备净化能力的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料，按照重量份数由如下原料组成：

50～100份PVC树脂粉、20～50份植物纤维粉、50～150份钙质填充剂、5～15份稀土-电气石复合物、5～10份增塑调节剂、4～8份环保稳定剂、1～4份加工助剂、1～3份发泡剂、1～3份润滑剂。

作为本发明的一种优选方案，所述植物纤维粉包括秸秆和林业剩余物。

作为本发明的一种优选方案，所述稀土-电气石复合物的粒径为1000～2500目。

作为本发明的一种优选方案，所述增塑调节剂具体为氧化聚乙烯蜡和/或邻苯二甲酸酯类和/或己二酸；所述环保稳定剂具体为钙锌稳定剂和/或有机锡稳定剂。

作为本发明的一种优选方案，所述加工助剂具体为双甲酯和/或二辛脂和/或苯乙烯；所述发泡剂具体为偶氮酰胺和/或小苏打；所述润滑剂具体为EBS和/或单苷脂。

另外，本发明还提供了一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料的制备工艺，包括如下步骤：

步骤100、自动称量系统按照原料组成比例称取物料送入混料机中进行充分混合，并且在混合时加热至110～125℃，加热混合后再冷却至40～65℃放入料筒；

步骤200、将混好的原料加入挤出机，通过控温系统反馈式调整料筒的温度，并加热至145～205℃挤出；

步骤300、挤出后经模具成型、冷却定型、通过无尘牵引切割并经自动下料系统入库获得成品。

作为本发明的一种优选方案，在步骤100中，还包括对植物纤维粉的预处理，所述预处理的具体步骤为：

将植物纤维除杂后进行粗粉碎，并且在粗粉碎之后自然风干；

在自然风干后的含量低于30％时向植物纤维上均匀的泼洒强氧化剂，在泼洒强氧化剂之后再向植物纤维表面泼洒弱酸水溶液，维持弱酸环境1天以上；

用清水冲洗植物纤维表面的弱酸，自然风干后进行细粉碎，在细粉碎之后再泼洒强氧化剂风干后完成预处理。

作为本发明的一种优选方案，所述控温系统通过检测的反馈值来动态调整挤出机机筒的温度145～205℃，模具温度150～190℃，主机转速10～20转/min，喂料转速8～18转/min。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，挤出机的具体操作步骤为：

将粉碎混合均匀后的物料预热至100～110℃后按照设定的喂料速度送入挤出机；

将挤出机的出口端温度升高至模具的最高温度；

挤出后的物料进入温养罐中临时存储，直至物料量达到模具成型的需求量，并且温养罐内的温度比模具的最高温度高5～10℃。

作为本发明的一种优选方案，在步骤300中，模具成型的具体步骤为：

在模具内表面均匀喷涂脱模剂和润滑剂；

向模具中注入临时存储状态的物料，并且在流平或刮平后向其中铺设纤维网，在纤维网上再次注入物料并进行流平或刮平后再向其中铺设纤维网，如此反复多次直至物料填满模具，在填满模具后进行合模，并通过压力机进行压合冷却成型；

在成型之后释放压力机自然冷却定型，根据产品成型情况调节进入定型模的水量、气量。

本发明的实施方式具有如下优点：

1、本发明的装饰板加入稀土-电气石复合物，是一种无味、无毒、安全的复合物，加入少量即可持续大量生成一种带负电荷的气体离子，产品本身不含甲醛、重金属，而且还能有效的消除烟尘，消除空气异味，消除装修产生的有毒气体，净化空气；

2、本发明中产生气体离子可以消除人体疲劳、提高精气神、促进人体健康，有抑菌、除菌作用，具有明显的除臭功能，可应用于厨房、卫生间等湿热环境；

3、本发明中的制备工艺简单，能够结合自动控制实现实现流水线上的自动称量入料、自动调控生产参数、冷却成型以及切割和下料入库，可以实现无人的自动化生产，在生产及使用的过程中不会对环境、人造成危害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中的流程示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料，按照重量份数由如下原料组成：

50份PVC树脂粉、20份植物纤维粉、50份钙质填充剂、5份稀土-电气石复合物、5份增塑调节剂、4份环保稳定剂、1份加工助剂、1份发泡剂、1份润滑剂。

实施例2：

本发明提供了一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料，按照重量份数由如下原料组成：

50～100份PVC树脂粉、20～50份植物纤维粉、钙50～150份质填充剂、5～15份稀土-电气石复合物、5～10份增塑调节剂、4～8份环保稳定剂、1～4份加工助剂、1～3份发泡剂、1～3份润滑剂。

实施例3：

本发明提供了一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料，按照重量份数由如下原料组成：

50～100份PVC树脂粉、20～50份植物纤维粉、钙50～150份质填充剂、5～15份稀土-电气石复合物、5～10份增塑调节剂、4～8份环保稳定剂、1～4份加工助剂、1～3份发泡剂、1～3份润滑剂。

在上述实施例中，优选的是，所述植物纤维粉包括秸秆和林业剩余物；所述稀土-电气石复合物的粒径为1000～2500目；所述增塑调节剂具体为氧化聚乙烯蜡和/或邻苯二甲酸酯类和/或己二酸；所述环保稳定剂具体为钙锌稳定剂和/或有机锡稳定剂；所述加工助剂具体为双甲酯和/或二辛脂和/或苯乙烯；所述发泡剂具体为偶氮酰胺和/或小苏打；所述润滑剂具体为EBS和/或单苷脂。

另外，如图1所示，本发明还提供了一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料的制备工艺，包括如下步骤：

步骤100、按照原料组成比例送入混料机中进行充分混合，并且在混合时加热至110～125℃，加热混合后再冷却至40～65℃放入料筒；

步骤200、将混好的原料加入挤出机，加热至145～205℃挤出；

步骤300、挤出后经模具成型、冷却定型、牵引切割获得成品。

如常规方法所示，主要是将物料进行粉碎，并且将其按照配比进行充分混合。但是在本实施方式中，在充分混合之后不是直接压合，而是采用挤出机的方式将物料挤出，并且在挤出之后通过温养的方式临时存储，在这之后再通过模具的压合成型。

其中挤出机的挤出作用在本实施方式中是使得物料在通过挤出机料筒和螺纹杆的相互挤压作用使得物料在受热的同时被螺杆挤出，但是在本实施方式中并不设定挤出形状，仅仅是借助挤出机的螺杆推进实现物料的深度糅合。

另外，本实施方式中所涉及到的植物纤维主要包括秸秆、林业剩余物。其中林业剩余物包括但不限于采伐剩余物、造材剩余物、加工剩余物；所述的采伐剩余物包括但不限于枝丫、树梢、树皮、树叶、树根、藤条、灌木；所述的造材剩余物包括但不限于造材截头；所述的加工剩余物包括但不限于板皮、板材、木竹截头、锯沫、碎单板、木芯、刨花、木块、边角余料。

由上可知，植物纤维的成分复杂多变，因此，为了提高植物纤维的应用效果，在步骤100中，还包括对植物纤维粉的预处理，所述预处理的具体步骤为：

第一步，将植物纤维除杂后进行粗粉碎，并且在粗粉碎之后自然风干粗粉碎的作用在于将植物纤维统一到一个尺寸级别，以便进行后续的操作，而通过自然风干则是控制控制植物纤维的含水量，通过对含水量的控制以期实现对炭化和小分子进一步酸解的控制。

第二步，在自然风干后的含量低于30％时向植物纤维上均匀的泼洒强氧化剂，在泼洒强氧化剂之后再向植物纤维表面泼洒弱酸水溶液，维持弱酸环境1天以上。

在第二步中，强氧化剂可以选择无色，也可以根据植物纤维的需求选择相应颜色的强氧化剂，通过泼洒的方式淋在植物纤维上，利用其氧化性对植物纤维的表面进行初步的炭化。

强氧化剂会剥离木质纤维中的半纤维素和小分子酯类等不稳定的物质，相比较于现有技术中的预先炭化，其基本原理原理相似，但是在本实施方式中与现有方式的区别在于：通过弱酸对其中不稳定的成分进行水分，并通过淋滤作用将水解后的成分剥离出来，在现有技术中如公开号为CN104004293B公开的一种室外PVC木塑格栅的配方及其制备方法，是通过真空的方式来抽取水分和小分子的不稳定的成分，但是在实际中由于植物纤维量较大，通过真空处理的方式很难有效、经济的将其中的不稳定成分提取出来。

本实施方式中正是在该现有技术的基础上通过弱酸水解和淋滤作用配合的情况下剥离不稳定的成分，在实际上证实本发明可以有效、经济的去除被氧化剥离出来的小分子不稳定物，之后再通过风干的方式以达到规定的湿度。

第三步，用清水冲洗植物纤维表面的弱酸，在自然风干后进行细粉碎，在细粉碎之后再泼洒强氧化剂风干后完成预处理。为了提高植物纤维的炭化程度，在本实施方式再次进行细粉碎后为30～60目。并且在第一次强氧化之后再次进行氧化，以进一步提高炭化的程度，而在现有技术条件下由于真空会产生负压，对颗粒的要求有限制，因此无法进行二次炭化，其炭化的程度不如本实施方式。

挤出机机筒温度145～205℃，模具温度150～190℃，主机转速10～20转/min，喂料转速8～18转/min。

由于在挤出时也会升高温度，在整个过程中也会使得植物纤维发生炭化，由于之前已经通过氧化炭化，再次炭化能够使得材料表面之间的结合更加紧密。

在步骤200中，挤出机的具体操作步骤为：

将粉碎混合均匀后的物料预热至100～110℃后按照设定的喂料速度送入挤出机，在步骤100中冷却降温改变温度提高物料物理力学性质，同时也是为了方便临时储料，当物料已经达到挤出需求的量时即可进行预热，在该步骤进行预热的另一个目的在于有利于物料进入挤出机后能够快速达到设定的温度，避免刚开始一段物料由于温度不均衡而被放废，同时不会影响挤出机内部的温度；

将挤出机的出口端温度升高至模具的最高温度；

挤出后的物料进入温养罐中临时存储，直至物料量达到模具成型的需求量，并且温养罐内的温度比模具的最高温度高5～10℃。

作为本发明的一种优选方案，在步骤300中，模具成型的具体步骤为：

在模具内表面均匀喷涂脱模剂和润滑剂，以便脱模和板材表面的平整；

向模具中注入临时存储状态的物料，并且在流平或刮平后向其中铺设纤维网，在纤维网上再次注入物料并进行流平或刮平后再向其中铺设纤维网，如此反复多次直至物料填满模具，在填满模具后进行合模，并通过压力机进行压合冷却成型；

在成型之后释放压力机自然冷却定型。

在本发明中通过设置多层的纤维网，通过纤维网形成整体结构，提高板材的整体力学性质。

在本实施方式中的制备工艺中，可以根据生产线的情况配套智能系统实现智能化的生产，如可以基于自动计量系统按照设定的配方实现自动称量混合进入料筒，在挤出时通过温控系统的反馈式控制调整温度和转速，以保证原料在挤出机内达到发泡塑化的最佳状态，并进入模具成型。在产品成型后进入定型台冷却定型，根据产品成型情况调节进入定型模的水量、气量，以实现最佳定型效果下用水及气量最少，定型后产品通过牵引机进入无尘切割系统，切割成需要的长度，然后通过自动下料系统的机械手臂码托入库。

由于本发明的整个制备工艺工序较为简单，可以搭配智能流水线进行无人化的管理，从而实现智能化生产。

本实施方式中分别对分解效率及抗霉抑菌性能评价进行评价，其中，污染物分解效率采用光催化反应仪评价；抗霉抑菌性能评价根据国标GB/T35469-2017，物理化学性能评价根据国标GB/T24137-2009。

根据山东生力木塑服务有限公司的检验报告(如下表)可知：

检测结果表明：稀土-电气石复合物改性制备木塑装饰材料，负离子产生量大，物理化学及抗霉抑菌性能均符合国标要求。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料，其特征在于，按照重量份数由如下原料组成：

50～100份PVC树脂粉、20～50份植物纤维粉、50～150份钙质填充剂、5～15份稀土-电气石复合物、5～10份增塑调节剂、4～8份环保稳定剂、1～4份加工助剂、1～3份发泡剂、1～3份润滑剂。

2.根据权利要求1所述的一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料，其特征在于，所述植物纤维粉包括秸秆和林业剩余物。

3.根据权利要求1所述的一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料，其特征在于，所述稀土-电气石复合物的粒径为1000～2500目。

4.根据权利要求1所述的一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料，其特征在于，所述增塑调节剂具体为氧化聚乙烯蜡和/或邻苯二甲酸酯类和/或己二酸；所述环保稳定剂具体为钙锌稳定剂和/或有机锡稳定剂。

5.根据权利要求1所述的一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料，其特征在于，所述加工助剂具体为双甲酯和/或二辛脂和/或苯乙烯；所述发泡剂具体为偶氮酰胺和/或小苏打；所述润滑剂具体为EBS和/或单苷脂。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100、自动称量系统按照原料组成比例称取物料送入混料机中进行充分混合，并且在混合时加热至110～125℃，加热混合后再冷却至40～65℃放入料筒；

步骤200、将混好的原料加入挤出机，通过控温系统反馈式调整料筒的温度，并加热至145～205℃挤出；

步骤300、挤出后经模具成型、冷却定型、通过无尘牵引切割并经自动下料系统入库获得成品。

7.根据权利要求6所述的一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料的制备工艺，其特征在于，在步骤100中，还包括对植物纤维粉的预处理，所述预处理的具体步骤为：

将植物纤维除杂后进行粗粉碎，并且在粗粉碎之后自然风干；

在自然风干后的含量低于30％时向植物纤维上均匀的泼洒强氧化剂，在泼洒强氧化剂之后再向植物纤维表面泼洒弱酸水溶液，维持弱酸环境1天以上；

用清水冲洗植物纤维表面的弱酸，自然风干后进行细粉碎，在细粉碎之后再泼洒强氧化剂风干后完成预处理。

8.根据权利要求6所述的一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料的制备工艺，其特征在于，所述控温系统通过检测的反馈值来动态调整挤出机机筒的温度145～205℃，模具温度150～190℃，主机转速10～20转/min，喂料转速8～18转/min。

9.根据权利要求7所述的一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料的制备工艺，其特征在于，在步骤200中，挤出机的具体操作步骤为：

将粉碎混合均匀后的物料预热至100～110℃后按照设定的喂料速度送入挤出机；

将挤出机的出口端温度升高至模具的最高温度；

挤出后的物料进入温养罐中临时存储，直至物料量达到模具成型的需求量，并且温养罐内的温度比模具的最高温度高5～10℃。

10.根据权利要求9所述的一种稀土-电气石复合物改性木塑装饰材料的制备工艺，其特征在于，在步骤300中，模具成型的具体步骤为：

在模具内表面均匀喷涂脱模剂和润滑剂；

向模具中注入临时存储状态的物料，并且在流平或刮平后向其中铺设纤维网，在纤维网上再次注入物料并进行流平或刮平后再向其中铺设纤维网，如此反复多次直至物料填满模具，在填满模具后进行合模，并通过压力机进行压合冷却成型；

在成型之后释放压力机自然冷却定型，根据产品成型情况调节进入定型模的水量、气量。