CN115558180A - 一种环保型室内建筑材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及C08L97/02,具体涉及一种环保型室内建筑材料及其制备方法。包括以下原料:乙烯基聚合物90‑120份,环氧类聚合物1‑2份,木粉50‑70份,无机粉料10‑20份,润滑剂1‑3份,抗氧剂0.5‑2份,阻燃剂2‑4份,过氧化二异丙苯0.2‑0.5份。本发明制备得到的一种环保型室内建筑材料具有力学性能和耐光色牢度高,尺寸稳定好,耐水、抗渗透性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及C08L97/02,具体涉及一种环保型室内建筑材料及其制备方法。
背景技术
随着现代人们审美观念的提升环境意识的增强,在建筑装饰中越来越多的装饰材料被使用,但建筑装饰材料质量参差不齐,大部分建筑材料中可能含有一定的污染物质,不仅会污染室内空气,甚至对人身体健康产生损害。木塑复合材料由于其环保,无污染的优异性能,成为当前室内常用建筑材料之一。
专利CN201510826362.0一种高模量的聚乙烯木塑复合材料通过木粉,PE塑料合金,碳酸钙,短切玻纤,马来酸酐接枝聚乙烯等物质之间的相互配合制备得到的木塑复合材料模量高,弯曲强度和冲击强度高等优异性能。
专利CN200710038051.3聚乙烯-醋酸乙烯酯基热可塑性木塑复合材料的制备方法通过乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,木粉,反应相容剂,抗氧剂等物质之间的相互配合制备得到木塑复合材料具有柔软,防滑,防潮,隔热等优点。
但现有技术中制备得到的木塑复合材料的抗冻融稳定性差,不适用于高湿滑地区。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种环保型室内建筑材料,包括以下原料:乙烯基聚合物90-120份,环氧类聚合物1-2份,木粉50-70份,无机粉料10-20份,润滑剂1-3份,抗氧剂0.5-2份,阻燃剂2-4份,过氧化二异丙苯0.2-0.5份。
优选的,所述乙烯基聚合物包括高密度聚乙烯,低密度聚乙烯,乙烯-辛烯共聚物,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,乙烯-丙烯酸酯共聚物至少一种。
进一步优选的,所述乙烯基聚合物包括高密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。所述高密度聚乙烯和乙烯醋酸乙烯酯的质量比为(8-10):(2-4)。
优选的,所述高密度聚乙烯在190℃/21.6kg时的熔体流动速率为5-10g/10min。
优选的,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯含量为12-16wt%。
优选的,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在190℃/2.16kg时的熔体流动速率为3-5g/10min。
优选的,所述木粉包括柳木粉,杨木粉,松木粉,桉木粉,樟木粉的至少一种。
进一步优选的,所述木粉为杨木粉。
进一步优选的,所述木粉为预处理后木粉,所述预处理后木粉的预处理过程包括以下步骤:将密胺与二氰二氨按摩尔比1:0.15混合均匀,按质量比4:2:1分三次加入到pH为8,质量分数为37%的甲醛溶液中反应,第一次加入反应温度为90℃,反应时间为40min,然后降温到80℃,反应至浑浊点40℃;第二次加入反应至浑浊点80℃;第三次加入反应20min得到混合物A,然后向混合物A中加入与密胺等摩尔的磷酸,在60℃条件下继续反应20min得到混合物B。将混合物B与木粉按质量比1:30混合均匀,烘干即得预处理后的木粉。所述甲醛溶液中甲醛用量为密胺的1.45倍(按摩尔计)。
优选的,所述无机填料包括碳酸钙,二氧化硅,空心微珠,白炭黑,硅藻土,粉煤灰,氧化锌的至少一种。
进一步优选的,所述无机填料包括碳酸钙,空心微珠,粉煤灰。所述碳酸钙,空心微珠,粉煤灰的质量比为(5-7):(1-2):(5-7)。
优选的,所述环氧类聚合物的环氧当量为210-240g/eq。
优选的,所述润滑剂包括硬脂酸,聚乙烯蜡,氧化聚乙烯蜡,聚丙烯蜡乳液,乙撑双硬质酰胺,N,N-乙撑双硬质酰胺,油酸酰胺至少一种。
进一步优选的,所述润滑剂包括聚丙烯蜡乳液。
优选的,所述聚丙烯蜡乳液为聚丙烯蜡和马来酸酐共聚物。
优选的,所述阻燃剂包括氢氧化镁,氢氧化铝,乙烯基聚硼硅氧烷,无机硼系阻燃剂及磷系阻燃剂的至少一种。
进一步优选的,所述阻燃剂包括氢氧化镁,所述氢氧化镁为矿法氢氧化镁。
优选的,所述原料还包括马来酸酐衍生物。
优选的,所述马来酸酐衍生物与环氧类聚合物的质量比为(0.8-1.2):1。
优选的,所述马来酸酐衍生物在190℃/2.16kg的熔融指数为1-4g/10min。
优选的,所述马来酸酐衍生物的接枝率为0.8-1%。
优选的,所述马来酸酐衍生物包括马来酸酐接枝聚乙烯,马来酸酐接枝聚丙烯,马来酸酐接枝POE的至少一种。
进一步优选的,所述马来酸酐衍生物为马来酸酐接枝聚乙烯。
本发明的第二个方面提供了一种环保型室内建筑材料的制备方法,包括以下步骤:将体系中各原料混合均匀,在170-190℃条件下经熔融挤出,注塑即得。
有益效果:
1)本发明通过对限定体系的中各原料的质量和种类,并对原料进行处理制备得到的环保型室内建筑材料具有甲醛释放量低,无污染,耐水,阻燃性好,力学性能极为优异等优点,尤其适用于室内高湿滑地区。
2)本发明高密度聚乙烯和乙烯醋酸乙烯酯复配,弥补单一高密度聚乙烯的不足,提高制备得到的环保型室内建筑材料耐冲击性和力学性能,同时本发明限定熔体流动速率为5-10g/10min的高密度聚乙烯和熔体流动速率为3-5g/10min的乙烯醋酸乙烯酯控制体系流变性能,避免造成环保型室内建筑材料强度缺陷。本发明还进一步限定乙烯醋酸乙烯酯中醋酸乙烯含量为12-16wt%,与体系中木粉,无机粉料,阻燃剂等共同作用,进一步提高环保型室内建筑材料的力学性能和阻燃性能。
2)乙烯基聚合物,木粉等物质的耐热稳定性较差,容易燃烧。本发明通过对木粉进行预处理,不仅有效降低甲醛释放率,还可以与体系的氢氧化镁共同作用,释放不燃性气体,同时促进碳化反应的发生,提高剩碳率,降低可燃物质比例,增强了体系的阻燃性,同时本发明通过预处理,与木粉表面的羟基结合,降低了木粉的吸湿性,避免由于水分等渗透导致环保型室内建筑材料力学性能和尺寸稳定性降低。
4)本发明通过采用环氧树脂的加入,通过环氧树脂与马来酸酐衍生物、高密度聚乙烯之间的相互作用,促进分子间连接作用,提高环保型室内建筑材料硬度和抗拉强度,促进环保型室内建筑材料力学性能的提升,同时还能进行阻止水分子的渗入,提高耐水性。
5)本发明采用所述无机填料包括碳酸钙,空心微珠,粉煤灰。所述碳酸钙,空心微珠,粉煤灰的质量比为6:1.5:6,促进环保型室内建筑材料轻量化,同时与乙烯基聚合物、木粉、阻燃剂等物质相互作用,增强环保型室内建筑材料的强度,提高力学性能的同时进一步提高碳层质量,增强防火阻燃隔热性能。
具体实施方式
若无特殊说明,下述甲醛溶液的溶剂为去离子水。
实施例
实施例1
一种环保型室内建筑材料,包括以下原料:乙烯基聚合物100份,环氧类聚合物1.5份,木粉60份,无机粉料15份,润滑剂2份,抗氧剂1份,阻燃剂3份,过氧化二异丙苯0.25份,马来酸酐衍生物1.5份。
所述乙烯基聚合物包括高密度聚乙烯和乙烯醋酸乙烯酯。所述高密度聚乙烯和乙烯醋酸乙烯酯的质量比为9:3。
所述高密度聚乙烯在190℃/21.6kg时的熔体流动速率为7.5g/10min。所述高密度聚乙烯购自东莞市屹立塑胶有限公司。
所述乙烯醋酸乙烯酯中醋酸乙烯含量为14.4wt%。所述乙烯醋酸乙烯酯在190℃/2.16kg时的熔体流动速率为3.5g/10min。所述乙烯醋酸乙烯酯为LD 713.93Blown,购自埃克森美孚化工。
所述木粉为杨木粉。所述杨木粉购自德清林牌木粉有限公司。所述木粉为预处理后的木粉,所述预处理包括以下步骤:将密胺与二氰二氨按摩尔比1:0.15混合均匀,按质量比4:2:1分三次加入到pH为8,质量分数为37%的甲醛溶液中反应,第一次加入反应温度为90℃,反应时间为40min,然后降温到80℃,反应至浑浊点40℃;第二次加入反应至浑浊点80℃;第三次加入反应20min得到混合物A,然后向混合物A中加入与密胺等摩尔的磷酸,在60℃条件下继续反应20min得到混合物B。将混合物B与木粉按质量比1:30混合均匀,烘干即得预处理后的木粉。所述甲醛溶液中甲醛用量为密胺的1.45倍(按摩尔计)。
所述无机填料包括碳酸钙,空心微珠,粉煤灰。所述碳酸钙,空心微珠,粉煤灰的质量比为6:1.5:6。所述碳酸钙为重质碳酸钙,所述碳酸钙的平均粒径为1250目,所述碳酸钙购自蓬莱市永丰达超细滑石粉厂。所述空心微珠粒子直径为0.01-30um,密度为1.4-2.2。所述空心微珠购自上海格润亚纳米材料有限公司,型号:新型超轻空心微珠。所述粉煤灰的平均粒径为800目。所述粉煤灰购自灵寿县强东矿产品加工厂。
所述环氧类聚合物的环氧当量为210-240g/eq。所述环氧类聚合物购自湖北鑫润德化工有限公司,型号:E-44。
所述润滑剂包括聚丙烯蜡乳液。所述聚丙烯蜡乳液为聚丙烯蜡和马来酸酐共聚物,所述聚丙烯蜡型号为TZ3201蜡乳液,购自瑭泽化工。
所述抗氧剂为抗氧剂1010。所述抗氧剂购自南京华立明化工有限公司。
所述阻燃剂包括氢氧化镁。所述氢氧化镁为矿法氢氧化镁。所述氢氧化镁购自山东泰星新材料股份有限公司,型号:HT-206。
所述马来酸酐衍生物在190℃/2.16kg的熔融指数为1-4g/10min。所述马来酸酐衍生物为马来酸酐接枝聚乙烯。所述马来酸酐衍生物的接枝率为0.8-1%。所述马来酸酐接枝聚乙烯为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。所述马来酸酐衍生物购自杭州金微纳米新材料有限公司,型号:PE-12H。
一种环保型室内建筑材料的制备方法,包括以下步骤:将体系中各原料混合均匀,经熔融挤出,注塑即得。熔融挤出时一到六区温度依次为170、175、185、195、190、175℃,机头温度为175℃。
实施例2
一种环保型室内建筑材料,具体实施方式同实施例1,不同之处在于所述碳酸钙,空心微珠,粉煤灰的质量比为5:1:5。
实施例3
一种环保型室内建筑材料,具体实施方式同实施例1,不同之处在于所述高密度聚乙烯和乙烯醋酸乙烯酯的质量比为10:4。
对比例1
一种环保型室内建筑材料,具体实施方式同实施例1,不同之处在于所述木粉为未经预处理的杨木粉。
对比例2
一种环保型室内建筑材料,具体实施方式同实施例1,不同之处在于所述原料包括乙烯基聚合物100份,木粉60份,无机粉料15份,润滑剂2份,抗氧剂1份,阻燃剂3份,过氧化二异丙苯0.25份,马来酸酐衍生物1.5份。
性能测试
1.力学性能测试:参照GB T1040-2018进行拉伸强度测试;
2.耐水性测试:参照GB T 24508-2009进行吸水率测试;
3.阻燃性能测试:参照GB T 2406-2008进行极限氧指数测试;
4.甲醛释放量测试:参照GB T 24508-2009甲醛释放量测试。
表1性能测试结果
Claims (10)
1.一种环保型室内建筑材料,其特征在于,包括以下原料:乙烯基聚合物90-120份,环氧类聚合物1-2份,木粉50-70份,无机粉料10-20份,润滑剂1-3份,抗氧剂0.5-2份,阻燃剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种环保型室内建筑材料,其特征在于,所述乙烯基聚合物包括高密度聚乙烯,低密度聚乙烯,乙烯醋酸乙烯酯,乙烯-辛烯共聚物,乙烯-丙烯酸酯共聚物至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种环保型室内建筑材料,其特征在于,所述高密度聚乙烯在190℃/21.6kg时的熔体流动速率为7.5g/10min。
4.根据权利要求2所述的一种环保型室内建筑材料,其特征在于,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯含量为12-16wt%。
5.根据权利要求1所述的一种环保型室内建筑材料,其特征在于,所述木粉包括柳木粉,杨木粉,松木粉,桉木粉,樟木粉的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种环保型室内建筑材料,其特征在于,所述无机填料包括碳酸钙,二氧化硅,空心微珠,白炭黑,硅藻土,粉煤灰,氧化锌的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种环保型室内建筑材料,其特征在于,所述润滑剂包括硬脂酸,聚乙烯蜡,氧化聚乙烯蜡,聚丙烯蜡乳液,乙撑双硬质酰胺,N,N-乙撑双硬质酰胺,油酸酰胺至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种环保型室内建筑材料,其特征在于,所述阻燃剂包括氢氧化镁,氢氧化铝,乙烯基聚硼硅氧烷,无机硼系阻燃剂及磷系阻燃剂的至少一种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种环保型室内建筑材料,其特征在于,所述原料还包括马来酸酐衍生物。
10.一种根据权利要求1所述的一种环保型室内建筑材料,其特征在于,包括以下步骤:将体系中各原料混合均匀,在170-190℃条件下经熔融挤出,注塑即得。
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