CN114933816B - 采用解交联剂的再生木塑制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用解交联剂的再生木塑制品及其制备方法，其制备原料包括以下重量份数的组分：木粉50‑60份、HDPE交联料20‑25份、偶联剂0‑5份、增韧剂1‑3份、润滑剂2‑6份、抗氧化剂0.2‑1份以及着色剂3‑5份。本发明制备的再生木塑制品，不仅采用解交联剂处理废旧橡胶得到再生胶，同时还通过木粉本身进行表面改性，提高木粉与塑料的相容性，最终提高木塑制品的复合性能。

Description

采用解交联剂的再生木塑制品及其制备方法
技术领域
本发明属于木塑复合材料技术领域，更具体地，涉及一种采用解交联剂的再生木塑制品及其制备方法。
背景技术
木塑，即木塑复合材料，是一种用木粉、木纤维或植物纤维填充热塑性聚合物的绿色环保复合材料，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，主要用于建材、家具、物流包装等行业，兼有木材和塑料的优点，可以实现工业基础材料废物利用。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，称之为挤压木塑复合板材。再生木塑制品的根本价值在于实现固体废弃物的回收再利用，同时还要兼顾再生制品的综合性能。
另外，我国也面临着庞大的废旧橡胶资源待处理问题，因此将废旧橡胶应用于再生木塑制品的技术开始广泛应用。作为一种典型的热固性高分子，橡胶通过硫化交联反应生成三维网络结构，由碳-硫键、硫-硫键等共同组成交联键，也就因此失去了传统热塑材料通过熔融过程回收的这一途径。废旧橡胶的再生过程即实现含硫键的断裂，即脱硫，得到的是再生胶。现有技术中一般是将废旧橡胶进行物理剪切或粉碎后制备木塑制品，该方法简单具有较好的应用市场，但是物理方法对废旧橡胶的解交联选择性不佳，容易破坏橡胶的性能，且脱硫效果不佳。
在木塑材料复合过程中，亲水性的木材与疏水性塑料之间相容性较差，使得木质材料的表面层与塑料的表面层无法达到分子间的融合，影响了木塑制品的复合性能。目前解决相容性的办法一般是加入偶联剂进行改性，该方法简单，但偶联剂价格昂贵且适用性窄，改性效果不够。另外木粉结构疏松多孔，不仅流动性差不易挤出，还容易携带大量空气和小分子挥发物质，对木塑制品的性能造成严重影响。因此需要对木粉本身进行表面改性。
综上所述，如何提供一种采用解交联剂的再生木塑制品及其制备方法，不仅采用解交联剂实现废旧橡胶的再生利用，同时还通过木粉本身进行表面改性，提高木粉与塑料的相容性，最终提高木塑制品的复合性能，是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于为了解决上述技术问题，而提供一种采用解交联剂的再生木塑制品及其制备方法，不仅采用解交联剂处理废旧橡胶得到交联密度低的再生胶，同时还通过木粉本身进行表面改性，提高木粉与塑料的相容性，最终提高木塑制品的复合性能。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，
采用解交联剂的再生木塑制品，其制备原料包括以下重量份数的组分：木粉50-60份、 HDPE交联料20-25份、偶联剂0-5份、增韧剂1-3份、润滑剂 2-6份、抗氧化剂0.2-1份以及着色剂 3-5份。
本发明还提供了一种再生木塑制品中所用的再生胶，其加入量为6-12份，所述再生胶通过以下步骤制备而成：
（1）将废旧橡胶清洗干净，剪切成40-80目的橡胶颗粒，将橡胶颗粒置于溶胀剂中浸泡24h后，过滤并挥干；
（2）将步骤（1）得到的橡胶颗粒与石英粉置于气流粉碎机中碰撞20-40min，然后分离出石英粉，得到的橡胶颗粒置于正戊烷和正己烷的混合液中浸泡2-5h，然后过滤，在80-90℃加热1-2h，得发泡橡胶颗粒；
（3）将发泡橡胶颗粒置于（3-5倍量）胆碱水溶液（质量分数48-50%）中浸渍30-50min，然后蒸发水分，在90-100℃下置于解交联剂中反应20-30h，即得再生胶。
进一步地，步骤（1）中，所述废旧橡胶选自废旧轮胎、废旧电缆线或者废旧胶管，所述溶胀剂为丙酮、甲苯或者正丁醚；步骤（2）中，石英粉的加入量为5-10%，正戊烷和正己烷的质量比为1：（0.2-0.4）。
进一步地，所述解交联剂由5-8%二硫苏糖醇、10-20%吡啶以及72-85%水组成，解交联剂的用量为发泡橡胶颗粒的20-40倍。
本发明还提供了一种再生木塑制品中所用的木粉，所述木粉为改性木粉，其通过以下步骤制备而成：
S1、将木质素磺酸钠溶于（10-20倍量）水配制成木质素磺酸钠溶液，再加入木粉原料搅拌1-2h，然后蒸发水分，得表面处理的木粉；
S2、取铝盐溶于水配制成铝盐溶液，再加入表面处理的木粉、分散剂，混合均匀后通入氨气，在室温下反应至体系pH值为9-10时，停止反应，用蒸馏水洗涤木粉至中性，然后真空干燥即得氢氧化铝-木粉；
S3、将氢氧化铝-木粉超声分散于甲苯中，并导入反应釜中备用，将羟基硅油超声分散于甲苯中，然后加入催化剂，得到的混合液逐滴加入反应釜中，反应温度为140-146℃，反应时间为4-6h；
S4、将步骤S3反应得到的物料离心分离，得到的固体产物用甲苯洗涤2-4次，再真空干燥即得改性木粉。
进一步地，步骤S1中，木粉的粒径为100-160μm，木质素磺酸钠与木粉的质量比为（0.02-0.06）：1。
步骤S2中，铝盐为氯化铝或者硫酸铝，铝盐溶液的摩尔浓度为0.2-0.4mol/L，铝盐与表面处理的木粉的质量比为（0.3-0.8）:1。氨气的通入速率为0.12-2.4m3/h，分散剂为羧酸盐类或者硅酸盐类分散剂，分散剂的加入量为0.5-1%。
进一步地，步骤S3中，催化剂为有机锡或者浓硫酸，催化剂的加入量为0.1-0.3%，铝盐、羟基硅油的摩尔比为1：（2-3），羟基硅油的分子式为HO-(C2H6SiO)n-H，n取1-50之间的整数。
本发明中，所述木粉原料为杨木粉、松木粉、椴木粉、桦木粉、槐木粉、水曲柳木粉或者竹木粉，PE粒料的分子量为5-20万，所述偶联剂为钛酸酯或铝酸酯偶联剂，所述增韧剂为氯化聚乙烯或液体丁腈橡胶，所述润滑剂为聚乙烯蜡或者硬脂酸钙，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010或者168，所述着色剂为氧化铁红或者氧化铁黄。
本发明还提供了一种再生木塑制品的制备方法，具体包括以下步骤：按照配方量将上述所有原料混合均匀，然后再加入增粘纤维，混合均匀后加入到110-120℃的炼胶机混炼后，再导入到160-190℃的挤出机中挤出成型，即得再生木塑制品。
进一步地，所述增粘纤维的制备方法包括以下步骤：
A、将松香酸 溶于（2-4倍量）甲苯中，在搅拌下缓慢滴入氯化亚砜，滴完后升温至70-80℃反应1.5-3h，蒸除甲苯和剩余氯化亚砜，即得松香酰氯；
B、将松香酰氯溶于（3-5倍量）二氯乙烷中配制成溶液一备用，将苎麻纤维（直径10-30μm，密度1.5-1.6g/cm3）置于（5-10倍量）70-90℃碱液中浸泡4-8h，然后中和、干燥，导入反应釜中，再加入吡啶、二氯乙烷，混合均匀，在冰浴、搅拌条件下滴加溶液一，滴完后反应4-6h，过滤即得松香苎麻纤维；
C、将松香酸苎麻纤维与甲苯置于反应釜中混合备用，将端氢硅油与催化剂混合均匀，在80-90℃搅拌条件下滴入反应釜中（滴加时间为1-2h），滴完后反应6-8h，然后过滤，用蒸馏水洗涤即得增粘纤维。
进一步地，步骤A中，松香酸与氯化亚砜的摩尔比为1：（0.8-1.2），步骤B中，苎麻纤维与松香酰氯的质量比为1：（0.5-0.8），苎麻纤维、吡啶、二氯乙烷的质量比为1：（0.03-0.06）：（2-4）。步骤C中，端氢硅油与松香酰氯的摩尔比为（1-1.4）：1，端氢硅油的含氢量为0.5-1%，催化剂为铂金催化剂（2000-4000PPM含量），加入量为3-5%。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明制备的再生木塑制品，采用了解交联剂制备的再生胶，可以有效断开废旧橡胶中的含硫键，达到再生利用的效果。
（2）本发明在制备再生胶时，首先将废旧橡胶制备成发泡橡胶颗粒，促进了解交联剂与橡胶中的含硫键的反应；在制备发泡橡胶颗粒时，首先将橡胶颗粒溶胀后与石英粉高速碰撞，在橡胶中形成空隙，然后再在空隙中导入正戊烷和正己烷的混合液后再加热，达到发泡的目的。
（3）本发明在制备再生胶时，通过解交联剂中的二硫苏糖醇还原含硫键，达到解交联的目的，二硫苏糖醇中的-SH基团在碱性条件下脱去质子才能表现出强氧化性，因此本发明还先将胆碱导入发泡橡胶颗粒的孔隙中，既能保证碱性环境下的还原效果，还能促进二硫苏糖醇渗入孔隙中反应，促进了解交联反应的进行。
（4）本发明的解交联剂中还含有吡啶和水，不仅为解交联的发生提供了良好的介质环境，且吡啶为碱性，能够与胆碱配合保证还原反应的进行。
（5）本发明的木粉为改性木粉，首先在木粉孔隙及表面生成氢氧化铝，然后再通过氢氧化铝与羟基硅油进行羟基的缩合反应，最终得到的改性木粉不仅孔隙得到填充，而且还增加了木粉表面的流动性，以及木粉与聚合物的相容性，提高了木塑制品的产品性能，同时氢氧化铝还赋予了木塑制品优良的阻燃效果。
（6）本发明在木粉孔隙及表面生成氢氧化铝时，首先对木粉进行木质素磺酸钠预处理，使得木粉表面吸附大量阴离子，再在其表面生产带正电荷的氢氧化铝胶粒，促进了氢氧化铝在木粉表面的吸附。
（7）本发明的改性木粉的表面接枝羟基硅油，还进一步提高了木粉表面的润滑效果，提高了木粉的流动性，改善其加工性能。
（8）由于本发明的改性木粉外表润滑且孔隙被填充，其对塑料及再生胶之间的咬合度较低，且再生胶在制备过程中引入气泡，容易导致木塑制品的强度（主要是静曲强度和拉伸强度）降低，影响其力学性能；因此本发明在木塑制品的制备过程中还加入了增粘纤维，该增粘纤维能够促进改性木粉与塑料、再生胶之间的粘结，而且能提高木塑制品的静曲强度和拉伸强度。
（9）本发明的增粘纤维以苎麻纤维（内部含超细微孔）为起始原料，通过在其表面依次接枝松香酸和端氢硅油，松香酸不仅增粘效果好，而且可作为苎麻纤维和苎麻纤维之间的连接剂，端氢硅油不仅能与改性木粉亲和性好，而且还具有消泡功能，能够有效缓解体系中的气泡以及清除再生胶引入的气泡，综合提高木塑制品的强度。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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
本实施例提供了一种采用解交联剂的再生木塑制品，其制备原料包括以下重量份数的组分：
实施例2
本实施例提供了一种采用解交联剂的再生木塑制品，其制备原料包括以下重量份数的组分：
再生胶通过以下步骤制备而成：
（1）将废旧橡胶清洗干净，剪切成40目的橡胶颗粒，将橡胶颗粒置于溶胀剂（丙酮）中浸泡24h后，过滤并挥干；
（2）将步骤（1）得到的橡胶颗粒与石英粉（加入量为5%）置于气流粉碎机中碰撞20min，然后分离出石英粉，得到的橡胶颗粒置于质量比为1：0.2的正戊烷和正己烷的混合液中浸泡2h，然后过滤，在80℃加热1h，得发泡橡胶颗粒；
（3）将发泡橡胶颗粒置于（3倍量）胆碱水溶液（质量分数48%）中浸渍30min，然后蒸发水分，在90℃下置于解交联剂中反应20h，即得再生胶。
废旧橡胶选自废旧轮胎、废旧电缆线或者废旧胶管。
解交联剂由5%二硫苏糖醇、10%吡啶以及85%水组成，解交联剂的用量为发泡橡胶颗粒的20倍。
实施例3
在实施例1的基础上，本实施例还提供了一种再生木塑制品中所用的木粉，所述木粉为改性木粉，其通过以下步骤制备而成：
S1、将木质素磺酸钠溶于（10倍量）水配制成木质素磺酸钠溶液，再加入木粉原料（粒径为100μm）搅拌1h，然后蒸发水分，得表面处理的木粉；其中，木质素磺酸钠与木粉的质量比为0.02：1。
S2、取氯化铝溶于水配制成氯化铝溶液（摩尔浓度为0.2mol/L），再加入表面处理的木粉、分散剂（羧酸盐类），混合均匀后通入氨气（0.12m3/h），在室温下反应至体系pH值为9时，停止反应，用蒸馏水洗涤木粉至中性，然后真空干燥即得氢氧化铝-木粉；其中，氯化铝与表面处理的木粉的质量比为0.3:1，分散剂的加入量为0.5%。
S3、将氢氧化铝-木粉超声分散于甲苯中，并导入反应釜中备用，将羟基硅油超声分散于甲苯中，然后加入催化剂（有机锡），得到的混合液逐滴加入反应釜中，反应温度为140℃，反应时间为4h；其中，催化剂的加入量为0.1%，氯化铝、羟基硅油的摩尔比为1：2；
S4、将步骤S3反应得到的物料离心分离，得到的固体产物用甲苯洗涤2次，再真空干燥即得改性木粉。
本发明中，羟基硅油的分子式为HO-(C2H6SiO)n-H，n取1-50之间的整数。
所述木粉原料选自杨木粉、松木粉、椴木粉、桦木粉、槐木粉、水曲柳木粉或者竹木粉。
该实施例中，由于使用改性木粉促进了木粉与塑料之间的相容性，再生木塑制品的制备过程中不需加偶联剂。其余与实施例1相同。
实施例4
本实施例为实施例2、3的结合，即采用再生胶和改性木粉的结合。
实施例5
在实施例4的基础上，本实施例还提供了一种再生木塑制品的制备方法，具体包括以下步骤：按照配方量将上述所有原料混合均匀，然后再加入增粘纤维，混合均匀后加入到110℃的炼胶机混炼后，再导入到160℃的挤出机中挤出成型，即得再生木塑制品。
增粘纤维的制备方法包括以下步骤：
A、将松香酸 溶于（2倍量）甲苯中，在搅拌下缓慢滴入氯化亚砜，滴完后升温至70℃反应1.5h，蒸除甲苯和剩余氯化亚砜，即得松香酰氯；其中，松香酸与氯化亚砜的摩尔比为1：0.8；
B、将松香酰氯溶于（3倍量）二氯乙烷中配制成溶液一备用，将苎麻纤维（直径10μm，密度1.5g/cm3）置于（5倍量）70℃碱液中浸泡4h，然后中和、干燥，导入反应釜中，再加入吡啶、二氯乙烷，混合均匀，在冰浴、搅拌条件下滴加溶液一，滴完后反应4h，过滤即得松香苎麻纤维；其中，苎麻纤维与松香酰氯的质量比为1：0.5，苎麻纤维、吡啶、二氯乙烷的质量比为1：0.03：2；
C、将松香酸苎麻纤维与甲苯置于反应釜中混合备用，将端氢硅油（含氢量为0.5%）与催化剂（铂金催化剂，2000PPM含量）混合均匀，在80℃搅拌条件下滴入反应釜中（滴加时间为1h），滴完后反应6h，然后过滤，用蒸馏水洗涤即得增粘纤维；其中，端氢硅油与松香酰氯的摩尔比为1：1，催化剂的加入量为5%。
其余与实施例2相同。
实施例6
本实施例提供了一种采用解交联剂的再生木塑制品，其制备原料包括以下重量份数的组分：
再生胶通过以下步骤制备而成：
（1）将废旧橡胶清洗干净，剪切成60目的橡胶颗粒，将橡胶颗粒置于溶胀剂（甲苯）中浸泡24h后，过滤并挥干；
（2）将步骤（1）得到的橡胶颗粒与石英粉（加入量为8%）置于气流粉碎机中碰撞30min，然后分离出石英粉，得到的橡胶颗粒置于质量比为1：0.3的正戊烷和正己烷的混合液中浸泡3.5h，然后过滤，在85℃加热1.5h，得发泡橡胶颗粒；
（3）将发泡橡胶颗粒置于（4倍量）胆碱水溶液（质量分数49%）中浸渍40min，然后蒸发水分，在95℃下置于解交联剂中反应25h，即得再生胶。
解交联剂由6.5%二硫苏糖醇、15%吡啶以及78.5%水组成，解交联剂的用量为发泡橡胶颗粒的30倍。
改性木粉通过以下步骤制备而成：
S1、将木质素磺酸钠溶于（15倍量）水配制成木质素磺酸钠溶液，再加入木粉原料（粒径为130μm）搅拌1.5h，然后蒸发水分，得表面处理的木粉；其中，木质素磺酸钠与木粉的质量比为0.04：1。
S2、取硫酸铝溶于水配制成硫酸铝溶液（摩尔浓度为0.3mol/L），再加入表面处理的木粉、分散剂（硅酸盐类），混合均匀后通入氨气（1.2m3/h），在室温下反应至体系pH值为9.5时，停止反应，用蒸馏水洗涤木粉至中性，然后真空干燥即得氢氧化铝-木粉；其中，铝盐与表面处理的木粉的质量比为0.6：1，分散剂的加入量为0.8%。
S3、将氢氧化铝-木粉超声分散于甲苯中，并导入反应釜中备用，将羟基硅油超声分散于甲苯中，然后加入催化剂（浓硫酸），得到的混合液逐滴加入反应釜中，反应温度为143℃，反应时间为5h；其中，催化剂的加入量为0.2%，硫酸铝、羟基硅油的摩尔比为1：2.5；
S4、将步骤S3反应得到的物料离心分离，得到的固体产物用甲苯洗涤3次，再真空干燥即得改性木粉。
本发明还提供了一种再生木塑制品的制备方法，具体包括以下步骤：按照配方量将上述所有原料混合均匀，然后再加入增粘纤维，混合均匀后加入到115℃的炼胶机混炼后，再导入到175℃的挤出机中挤出成型，即得再生木塑制品。
增粘纤维的制备方法包括以下步骤：
A、将松香酸 溶于（3倍量）甲苯中，在搅拌下缓慢滴入氯化亚砜，滴完后升温至75℃反应2h，蒸除甲苯和剩余氯化亚砜，即得松香酰氯；其中，松香酸与氯化亚砜的摩尔比为1：1；
B、将松香酰氯溶于（4倍量）二氯乙烷中配制成溶液一备用，将苎麻纤维（直径20μm，密度1.55g/cm3）置于（8倍量）80℃碱液中浸泡6h，然后中和、干燥，导入反应釜中，再加入吡啶、二氯乙烷，混合均匀，在冰浴、搅拌条件下滴加溶液一，滴完后反应5h，过滤即得松香苎麻纤维；其中，苎麻纤维与松香酰氯的质量比为1：0.65，苎麻纤维、吡啶、二氯乙烷的质量比为1：0.045：3；
C、将松香酸苎麻纤维与甲苯置于反应釜中混合备用，将端氢硅油（含氢量为0.8%）与催化剂（铂金催化剂，3000PPM含量）混合均匀，在85℃搅拌条件下滴入反应釜中（滴加时间为1.5h），滴完后反应7h，然后过滤，用蒸馏水洗涤即得增粘纤维；其中，端氢硅油与松香酰氯的摩尔比为1.2：1，催化剂的加入量为4%。
实施例7
本实施例提供了一种采用解交联剂的再生木塑制品，其制备原料包括以下重量份数的组分：
再生胶通过以下步骤制备而成：
（1）将废旧橡胶清洗干净，剪切成80目的橡胶颗粒，将橡胶颗粒置于溶胀剂（正丁醚）中浸泡24h后，过滤并挥干；
（2）将步骤（1）得到的橡胶颗粒与石英粉（加入量为10%）置于气流粉碎机中碰撞40min，然后分离出石英粉，得到的橡胶颗粒置于质量比为1：0.4）的正戊烷和正己烷的混合液中浸泡5h，然后过滤，在90℃加热2h，得发泡橡胶颗粒；
（3）将发泡橡胶颗粒置于（5倍量）胆碱水溶液（质量分数50%）中浸渍50min，然后蒸发水分，在100℃下置于解交联剂中反应30h，即得再生胶。
解交联剂由8%二硫苏糖醇、20%吡啶以及72%水组成，解交联剂的用量为发泡橡胶颗粒的40倍。
改性木粉通过以下步骤制备而成：
S1、将木质素磺酸钠溶于（20倍量）水配制成木质素磺酸钠溶液，再加入木粉原料（粒径为160μm）搅拌2h，然后蒸发水分，得表面处理的木粉；其中，木质素磺酸钠与木粉的质量比为0.06：1。
S2、取氯化铝溶于水配制成氯化铝溶液（摩尔浓度为0.4mol/L），再加入表面处理的木粉、分散剂（羧酸盐类），混合均匀后通入氨气（2.4m3/h），在室温下反应至体系pH值为10时，停止反应，用蒸馏水洗涤木粉至中性，然后真空干燥即得氢氧化铝-木粉；其中，氯化铝与表面处理的木粉的质量比为0.8：1，分散剂的加入量为1%。
S3、将氢氧化铝-木粉超声分散于甲苯中，并导入反应釜中备用，将羟基硅油超声分散于甲苯中，然后加入催化剂（有机锡），得到的混合液逐滴加入反应釜中，反应温度为146℃，反应时间为6h；其中，催化剂的加入量为0.3%，氯化铝、羟基硅油的摩尔比为1：3；
S4、将步骤S3反应得到的物料离心分离，得到的固体产物用甲苯洗涤4次，再真空干燥即得改性木粉。
本实施例还提供了一种再生木塑制品的制备方法，具体包括以下步骤：按照配方量将上述所有原料混合均匀，然后再加入增粘纤维，混合均匀后加入到120℃的炼胶机混炼后，再导入到190℃的挤出机中挤出成型，即得再生木塑制品。
增粘纤维的制备方法包括以下步骤：
A、将松香酸 溶于（4倍量）甲苯中，在搅拌下缓慢滴入氯化亚砜，滴完后升温至80℃反应3h，蒸除甲苯和剩余氯化亚砜，即得松香酰氯；其中，松香酸与氯化亚砜的摩尔比为1： 1.2；
B、将松香酰氯溶于（5倍量）二氯乙烷中配制成溶液一备用，将苎麻纤维（直径30μm，密度1.6g/cm3）置于（10倍量）90℃碱液中浸泡8h，然后中和、干燥，导入反应釜中，再加入吡啶、二氯乙烷，混合均匀，在冰浴、搅拌条件下滴加溶液一，滴完后反应6h，过滤即得松香苎麻纤维；其中，苎麻纤维与松香酰氯的质量比为1：0.8，苎麻纤维、吡啶、二氯乙烷的质量比为1：0.06：4；
C、将松香酸苎麻纤维与甲苯置于反应釜中混合备用，将端氢硅油（含氢量为1%）与催化剂（铂金催化剂，4000PPM含量）混合均匀，在90℃搅拌条件下滴入反应釜中（滴加时间为2h），滴完后反应8h，然后过滤，用蒸馏水洗涤即得增粘纤维；其中，端氢硅油与松香酰氯的摩尔比为1.4：1，催化剂的加入量为3%。
对比例1
本对比例与实施例5的区别在于，所述再生胶由废旧橡胶在温度150℃、剪切速率20s-1条件下剪切20min所得。
对比例2
本对比例与实施例5的区别在于，再生胶的制备不包括步骤（1），即不对废旧橡胶进行溶胀。
对比例3
本对比例与实施例5的区别在于，再生胶的制备不包括步骤（2），即不制备发泡橡胶颗粒。
对比例4
本对比例与实施例5的区别在于，再生胶的制备步骤（2）为：将步骤（1）得到的橡胶颗粒橡胶颗粒置于质量比为1：0.2的正戊烷和正己烷的混合液中浸泡2h，然后过滤，在80℃加热1h，得发泡橡胶颗粒。
对比例5
本对比例与实施例5的区别在于，再生胶的制备不包括步骤（3），即不采用解交联剂处理。
对比例6
本对比例与实施例5的区别在于，再生胶的制备步骤（3）为：将发泡橡胶颗粒在90℃下置于解交联剂中反应20h，即得再生胶。
对比例7
本对比例与实施例5的区别在于，解交联剂由5%二硫苏糖醇以及95%水组成。
对比例8
本对比例与实施例6的区别在于，改性木粉的的制备不包括步骤S1，即不对木粉进行表面处理。
对比例9
本对比例与实施例6的区别在于，改性木粉的的制备不包括步骤S2，即不在木粉表面生成氢氧化铝。
对比例10
本对比例与实施例6的区别在于，改性木粉的的制备步骤S3中，将羟基硅油换成端羟基聚丁二烯。
对比例11
本对比例与实施例7的区别在于，增粘纤维的制备步骤中，将松香酸改为普通C20不饱和脂肪酸。
对比例12
本对比例与实施例7的区别在于，增粘纤维的制备步骤中，将苎麻纤维改为普通棉纤维。
对比例13
本对比例与实施例7的区别在于，增粘纤维的制备步骤中，将苎麻纤维改为陶瓷纤维。
对比例14
本对比例与实施例7的区别在于，增粘纤维的制备不包括步骤C，即不引入端氢硅油。
一、本发明制备的再生胶的基本性能参数
按照《再生橡胶》（GB/T13460-2008）中的相关标准，将本发明实施例5-7和对比例1-7制备的再生胶进行性能检测，结果如表1所示。
表 1
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由上表1可知，本发明实施例5-7采用解交联剂制备的再生胶，其各项性能均满足国家标准GB/T13460-2008中的要求TA1类要求，可以达到较好的再生利用的效果。
其中，对比例1采用常规的物理剪切方法制备再生胶，结果其各项指标明显低于本发明，其中密度、拉伸强度、拉伸断裂伸长率均未达到TA1类要求。
对比例2-7分别改变了本发明再生胶的制备工艺，结果各项指标也出现不同程度的下降，说明本发明废旧橡胶再生工艺的效果较好。
二、本发明制备的木塑复合材料的流变性能测定
采用转矩流变仪模拟木塑复合材料的挤出过程，对本发明实施例1-7和对比例8-10方法制备的木塑复合材料的转矩流变性能进行测试，选择Roller转子，温度设置为170℃，转子速率为80r/min。测试时间为10min，记录平衡转矩（越小表示流动性越好）和达到平衡转矩所需的时间（反映物料混合均匀的快慢），其中平衡扭矩取最后2min的平均值，结果如表2所示。
表 2
由表2结果可知，与实施例1相比，本发明实施例3-7在使用改性木粉后，木塑复合材料的平衡转矩以及达到平衡转矩所需的时间均明显降低，表明其流变性能的提升。
与实施例6相比，对比例8、9、10分别改变了改性木粉的制备工艺，结果平衡转矩和达到平衡转矩所需的时间均出现不同程度的提高，表明复合材料流变性能变差。
三、本发明制备的再生木塑制品的基本性能测定
将本发明实施例1-7制备的再生木塑制品，按照《挤压木塑复合板材》（LY/T 1613-2004）行业标准中的规定进行基本性能检测，结果如表3所示。
表 3
由表3结果可知，本发明制备的再生木塑制品，其基本性能均满足LY/T 1613-2004行业标准中的相关规定。其中，实施例5、6、7的性能较优。
四、本发明制备的再生木塑制品的强度性能测定
将本发明实施例1-7和对比例1-14制备的再生木塑制品，按照《挤压木塑复合板材》（LY/T 1613-2004）行业标准中的规定进行静曲强度的检测，按照《塑料拉伸性能试验方法》GB/T 1040-92国家标准中的规定进行拉伸强度的检测，结果如表4所示。
表 4
由表4结果可知，本发明实施例1-7制备的再生木塑制品的强度优异，其静曲强度达到20 MPa以上，拉伸强度达到18 MPa以上。尤其是实施例5、6、7较优，其静曲强度达到29MPa以上，拉伸强度达到32 MPa以上
其中，实施例4为实施例2、3的结合，其静曲强度和拉伸强度相较实施例2、3稍降低；在实施例4的基础上，为了弥补强度，本发明实施例5加入了增粘纤维，使得静曲强度和拉伸强度明显上升。
与实施例5-7相比，对比例1-7分别改变了再生胶的制备工艺，对比例8-10分别改变了改性木粉的制备工艺，对比例11-14分别改变了增粘纤维的制备工艺，结果静曲强度和拉伸强度均出现不同程度降低，表明本发明工艺优异。
本发明的有益效果在于：本发明提供了采用解交联剂的再生木塑制品及其制备方法，首先采用解交联剂处理废旧橡胶得到交联密度低的再生胶，同时还通过木粉本身进行表面改性，提高木粉与塑料的相容性，最后还加入增粘纤维改善体系的强度，最终提高木塑制品的复合性能。
最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.采用解交联剂的再生木塑制品，其特征在于：所述再生木塑制品的制备原料包括以下重量份数的组分：木粉50-60份、HDPE交联料20-25份、再生胶6-12份、偶联剂0-5份、增韧剂 1-3份、润滑剂 2-6份、抗氧化剂0.2-1份以及着色剂 3-5份；
所述再生胶通过以下步骤制备而成：
（1）将废旧橡胶清洗干净，剪切成40-80目的橡胶颗粒，将橡胶颗粒置于溶胀剂中浸泡24h后，过滤并挥干；
（2）将步骤（1）得到的橡胶颗粒与石英粉置于气流粉碎机中碰撞20-40min，然后分离出石英粉，得到的橡胶颗粒置于正戊烷和正己烷的混合液中浸泡2-5h，然后过滤，在80-90℃加热1-2h，得发泡橡胶颗粒；
（3）将发泡橡胶颗粒置于胆碱水溶液中浸渍30-50min，然后蒸发水分，在90-100℃下置于解交联剂中反应20-30h，即得再生胶；
所述解交联剂由5-8%二硫苏糖醇、10-20%吡啶以及72-85%水组成；
所述木粉为改性木粉，其通过以下步骤制备而成：
S1、将木质素磺酸钠溶于水配制成木质素磺酸钠溶液，再加入木粉原料搅拌1-2h，然后蒸发水分，得表面处理的木粉；
S2、取铝盐溶于水配制成铝盐溶液，再加入表面处理的木粉、分散剂，混合均匀后通入氨气，在室温下反应至体系pH值为9-10时，停止反应，用蒸馏水洗涤木粉至中性，然后真空干燥即得氢氧化铝-木粉；
S3、将氢氧化铝-木粉超声分散于甲苯中，并导入反应釜中备用，将羟基硅油超声分散于甲苯中，然后加入催化剂，得到的混合液逐滴加入反应釜中，反应温度为140-146℃，反应时间为4-6h；
S4、将步骤S3反应得到的物料离心分离，得到的固体产物用甲苯洗涤2-4次，再真空干燥即得改性木粉；
步骤S1中，木粉的粒径为100-160μm，木质素磺酸钠与木粉的质量比为（0.02-0.06）：1；
步骤S2中，铝盐为氯化铝或者硫酸铝，铝盐溶液的摩尔浓度为0.2-0.4mol/L，铝盐与表面处理的木粉的质量比为（0.3-0.8）：1；
步骤S3中，催化剂为有机锡或者浓硫酸，催化剂的加入量为0.1-0.3%，铝盐、羟基硅油的摩尔比为1：（2-3）；
所述再生木塑制品的制备原料还包括增粘纤维，所述增粘纤维的制备方法包括以下步骤：
A、将松香酸溶于甲苯中，在搅拌下缓慢滴入氯化亚砜，滴完后升温至70-80℃反应1.5-3h，蒸除甲苯和剩余氯化亚砜，即得松香酰氯；
B、将松香酰氯溶于二氯乙烷中配制成溶液一备用，将苎麻纤维置于70-90℃碱液中浸泡4-8h，然后中和、干燥，导入反应釜中，再加入吡啶、二氯乙烷，混合均匀，在冰浴、搅拌条件下滴加溶液一，滴完后反应4-6h，过滤即得松香苎麻纤维；
C、将松香苎麻纤维与甲苯置于反应釜中混合备用，将端氢硅油与催化剂混合均匀，在80-90℃搅拌条件下滴入反应釜中，滴完后反应6-8h，然后过滤，用蒸馏水洗涤即得增粘纤维；
步骤A中，松香酸与氯化亚砜的摩尔比为1：（0.8-1.2），步骤B中，苎麻纤维与松香酰氯的质量比为1：（0.5-0.8），苎麻纤维、吡啶、二氯乙烷的质量比为1：（0.03-0.06）：（2-4），步骤C中，端氢硅油与松香酰氯的摩尔比为（1-1.4）：1，端氢硅油的含氢量为0.5-1%，催化剂为铂金催化剂，加入量为3-5%。
2.根据权利要求1所述的再生木塑制品，其特征在于：步骤（1）中，所述溶胀剂为丙酮、甲苯或者正丁醚；步骤（2）中，石英粉的加入量为5-10%，正戊烷和正己烷的质量比为1：（0.2-0.4）。
3.一种根据权利要求1-2任一所述的再生木塑制品的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：按照配方量将上述除增粘纤维以外的所有原料混合均匀，然后再加入增粘纤维，混合均匀后加入到110-120℃的炼胶机混炼后，再导入到160-190℃的挤出机中挤出成型，即得再生木塑制品。
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