CN115894962A - 一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法及其产品 - Google Patents

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崔大祥
陈超
陈义军
吴晓燕
林琳
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Abstract

本发明涉及一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法及其产品，超临界二氧化碳具有与液体相近的溶解能力和传热系数，又具有与气体相近的粘度系数和扩散系数，在此条件下溶剂的溶解性能都得到了很大的提升，处于超临界环境下的材料可以利用这些特性得到很好的吸附和干燥效果而不破坏材料原有结构。方法涉及工艺简单，CO2环保无毒，所得木塑板材具有良好的抗菌防霉能力，可以用于室内和户外领域。

Description

一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法及其产品
技术领域
本发明涉及一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法及其产品，属于复合材料成型领域。
背景技术
超临界流体具有类似气体的扩散性及液体的溶解能力，同时兼具低黏度，低表面张力的特性，使得超临界流体能够迅速渗透进入微孔隙的物质。因此用于萃取时萃取速率比液体快速而有效，尤其是溶解能力可随温度、压力和极性而变化。
超临界流体萃取分离过程是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。当物质处于超临界状态时，成为性质介于液体和气体之间的单一相态，具有和液体相近的密度，黏度虽高于气体但明显低于液体，扩散系数为液体的10～100倍，因此对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力，能够将物料中某些成分提取出来。
在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小，沸点高低和分子量大小的成分萃取出来。同时超临界流体的密度，极性和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加，利用预定程序的升压可将不同极性的成分进行分步提取。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以通过控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压，升降温的方法使超临界流体变成普通气体或液体，被萃取物质则自动完全析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取与分离两过程合为一体，这就是超临界流体萃取分离的基本原理。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法。
本发明的再一目的在于：提供一种根据上述方法制备得到的木塑材料。
本发明目的通过以下方案实现：一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法，其特征在于，具体的物料配比和制备方法如下：
取丙环唑5~30份、氨水100~170份、四水甲酸铜(C2H2CuO4) 21~35份、醋酸锌(C4H10O6Zn) 20~34份和去离子水200~400份配料，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在25℃以下，当物料中颗粒粒径D90=500nm时出料，然后加入50份竹炭粉在高速剪切机中进行分散和反应吸附，过程温度65~70℃，剪切速度30000rpm，反应时间8~24小时，得到分散均匀的浆料A。取木粉300份、浆料A和低密度聚乙烯(LLDPE)粉末250粉混合搅拌，灌入反应釜中通入超临界CO2进行恒温恒压搅拌反应8小时后，再通过一边泄压一边通入新的超临界CO2的方式对反应物进行干燥，带走绝大部分的溶剂，得到干燥的木塑/竹炭混合粉末，再加入热压机中进行模压成型，得到木塑板材。
所用的竹炭粒径为80目，LLDPE粉末为100目；湿法研磨所用磨介氧化锆微球直径≤0.2mm；所用的二氧化碳要求纯度≥99.9。
本发明提供一种木塑材料，根据上述任一所述方法制备得到的，所得到的木塑板材具有良好的抗菌防霉特性。
超临界二氧化碳具有与液体相近的溶解能力和传热系数，又具有与气体相近的粘度系数和扩散系数，在此条件下溶剂的溶解性能都得到了很大的提升，处于超临界环境下的材料可以利用这些特性得到很好的吸附和干燥效果而不破坏材料原有结构。方法涉及工艺简单，CO2环保无毒，所得木塑板材具有良好的抗菌防霉能力，可以用于室内和户外领域。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明，但本发明不限于以下实施例具体明示内容。
实施例1
一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料，按如下步骤：
（1）配浆料：取丙环唑5份、氨水100份、四水甲酸铜(C2H2CuO4) 21份、醋酸锌(C4H10O6Zn) 20份和去离子水200份，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在25℃以下，当物料中颗粒粒径D90=500nm时出料；加入50份竹炭粉在高速剪切机中进行分散和反应吸附，过程温度65℃，剪切速度30000rpm，反应时间8小时，得到分散均匀的浆料A；
（2）取木粉300份、浆料A和低密度聚乙烯(LLDPE)粉末250粉混合搅拌，灌入反应釜中通入超临界CO2进行恒温恒压搅拌反应8小时后，再通过一边泄压一边通入新的超临界CO2的方式对反应物进行干燥，带走绝大部分的溶剂，得到干燥的木塑/竹炭混合粉末，再加入热压机中进行模压成型，得到木塑板材。
经过简单后处理后对其进行相关测试。霉菌侵害被害者等级1级，见表1。
实施例2
一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料，按如下步骤：
（1）配浆料：取丙环唑14份、氨水140份、四水甲酸铜(C2H2CuO4) 31份、醋酸锌(C4H10O6Zn) 28份和去离子水290份配料，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在25℃以下，当物料中颗粒粒径D90=500nm时出料，然后加入50份竹炭粉在高速剪切机中进行分散和反应吸附，过程温度69℃，剪切速度30000rpm，反应时间15小时，得到分散均匀的浆料A；
（2）取木粉300份、浆料A和低密度聚乙烯(LLDPE)粉末250粉混合搅拌，灌入反应釜中通入超临界CO2进行恒温恒压搅拌反应8小时后，再通过一边泄压一边通入新的超临界CO2的方式对反应物进行干燥，带走绝大部分的溶剂，得到干燥的木塑/竹炭混合粉末，加入热压机中进行模压成型，得到木塑板材。
经过简单后处理后对其进行相关测试。霉菌侵害被害者等级1级，见表1。
实施例3
一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料，按如下步骤：
（1）配浆料：取丙环唑30份、氨水170份、四水甲酸铜(C2H2CuO4) 35份、醋酸锌(C4H10O6Zn) 34份和去离子水400份配料，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在25℃以下，当物料中颗粒粒径D90=500nm时出料，然后加入50份竹炭粉在高速剪切机中进行分散和反应吸附，过程温度70℃，剪切速度30000rpm，反应时间24小时，得到分散均匀的浆料A；
（2）取木粉300份、浆料A和低密度聚乙烯(LLDPE)粉末250粉混合搅拌，灌入反应釜中通入超临界CO2进行恒温恒压搅拌反应8小时后，再通过一边泄压一边通入新的超临界CO2的方式对反应物进行干燥，带走绝大部分的溶剂，得到干燥的木塑/竹炭混合粉末，加入热压机中进行模压成型，得到木塑板材。
经过简单后处理后对其进行相关测试。霉菌侵害被害者等级1级，见表1：
。

Claims (7)

1.一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）配浆料：取丙环唑5~30份、氨水100~170份、四水甲酸铜(C2H2CuO4) 21~35份、醋酸锌(C4H10O6Zn) 20~34份和去离子水200~400份，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在25℃以下，当物料中颗粒粒径D90=500nm时出料；加入50份竹炭粉在高速剪切机中进行分散和反应吸附，过程温度65~70℃，剪切速度30000rpm，反应时间8~24小时，得到分散均匀的浆料A；
（2）取木粉300份、浆料A和低密度聚乙烯(LLDPE)粉末250粉混合搅拌，灌入反应釜中通入超临界CO2进行恒温恒压搅拌反应8小时后，再通过一边泄压一边通入新的超临界CO2的方式对反应物进行干燥，带走绝大部分的溶剂，得到干燥的木塑/竹炭混合粉末，再加入热压机中进行模压成型，得到木塑板材。
2.根据权利要求1所述一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法，其特征在于，步骤（1）中，所用的竹炭粒径为80目，湿法研磨所用磨介氧化锆微球直径≤0.2mm。
3.根据权利要求1所述一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法，其特征在于，步骤（2）中，LLDPE粉末为100目；所用的二氧化碳要求纯度≥99.9。
4.根据权利要求1至3任一项所述一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法，其特征在于，按如下步骤：
（1）配浆料：取丙环唑5份、氨水100份、四水甲酸铜(C2H2CuO4) 21份、醋酸锌(C4H10O6Zn)20份和去离子水200份，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在25℃以下，当物料中颗粒粒径D90=500nm时出料；加入50份竹炭粉在高速剪切机中进行分散和反应吸附，过程温度65℃，剪切速度30000rpm，反应时间8小时，得到分散均匀的浆料A；
（2）取木粉300份、浆料A和低密度聚乙烯(LLDPE)粉末250粉混合搅拌，灌入反应釜中通入超临界CO2进行恒温恒压搅拌反应8小时后，再通过一边泄压一边通入新的超临界CO2的方式对反应物进行干燥，带走绝大部分的溶剂，得到干燥的木塑/竹炭混合粉末，再加入热压机中进行模压成型，得到木塑板材。
5.根据权利要求1至3任一项所述一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法，其特征在于，按如下步骤：
（1）配浆料：取丙环唑14份、氨水140份、四水甲酸铜(C2H2CuO4) 31份、醋酸锌(C4H10O6Zn)28份和去离子水290份配料，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在25℃以下，当物料中颗粒粒径D90=500nm时出料，然后加入50份竹炭粉在高速剪切机中进行分散和反应吸附，过程温度69℃，剪切速度30000rpm，反应时间15小时，得到分散均匀的浆料A；
（2）取木粉300份、浆料A和低密度聚乙烯(LLDPE)粉末250粉混合搅拌，灌入反应釜中通入超临界CO2进行恒温恒压搅拌反应8小时后，再通过一边泄压一边通入新的超临界CO2的方式对反应物进行干燥，带走绝大部分的溶剂，得到干燥的木塑/竹炭混合粉末，加入热压机中进行模压成型，得到木塑板材。
6.根据权利要求1至3任一项所述一种利用超临界二氧化碳制备木塑材料的方法，其特征在于，按如下步骤：
（1）配浆料：取丙环唑30份、氨水170份、四水甲酸铜(C2H2CuO4) 35份、醋酸锌(C4H10O6Zn)34份和去离子水400份配料，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在25℃以下，当物料中颗粒粒径D90=500nm时出料，然后加入50份竹炭粉在高速剪切机中进行分散和反应吸附，过程温度70℃，剪切速度30000rpm，反应时间24小时，得到分散均匀的浆料A；
（2）取木粉300份、浆料A和低密度聚乙烯(LLDPE)粉末250粉混合搅拌，灌入反应釜中通入超临界CO2进行恒温恒压搅拌反应8小时后，再通过一边泄压一边通入新的超临界CO2的方式对反应物进行干燥，带走绝大部分的溶剂，得到干燥的木塑/竹炭混合粉末，加入热压机中进行模压成型，得到木塑板材。
7.一种木塑材料，其特征在于根据权利要求1-6任一所述方法制备得到的，所得到的木塑板材具有良好的抗菌防霉特性。
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