可降解抗汙木塑材料的製備方法及製品的製作方法

2023-09-12 17:15:00 1

可降解抗汙木塑材料的製備方法及製品的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，其包括如下步驟：1)預備以下重量比的組分：PP/PE粉100；150-200目木粉30-40；改性澱粉20-30；玻璃纖維10-15；900-1100目填料5-8；納米SiO2粉10-15；增韌相容偶聯劑6-10；PA-02潤滑分散相容偶聯劑4-5；抗汙劑6-8；2)將PP/PE粉、150-200目木粉、改性澱粉、玻璃纖維、900-1100目填料、納米SiO2粉高混到100-120℃，充分混合後，加PA-02潤滑分散相容偶聯劑、增韌相容偶聯劑、抗汙劑混到120-140℃，充分混合後，冷卻到30-50℃後進行制粒，形成可降解抗汙木塑材料。本發明通過玻璃纖維和填料的比例來調節其力學更能，通過塑料、改性澱粉、木粉的比例來調節其可降解環保性能，最後通過納米級的二氧化矽和抗汙劑來增強其抗汙性能。
【專利說明】可降解抗汙木塑材料的製備方法及製品

【技術領域】
[0001] 本發明涉及木塑材料的製備，具體涉及一種可降解抗汙木塑材料的製備方法及制 品。

【背景技術】
[0002] 目前，木塑材料技術已經有一定的成熟度，也得到了廣泛的應用，日常生活照，例 如地板、樓梯扶手、透氣窗、微發泡的櫥櫃板、海浪板，而且其在家具方面也有一定的應用。 但家具是大件產品，要求木塑材料具有較高的力學性能。目前的木塑材料通過加入玻璃纖 維、增強劑等，雖然也使得力學性能有一定的改進，但其依然難以滿足需求。因為其用於家 具製造時往往還需要和木材搭配使用，靠外力加壓或膠接強行將木材和木塑結合在一起， 以達到良好的物理、力學性能，承受力大，不易變形，使用壽命長，如果木塑的力學性能達不 到要求，將影響家具的整體質量。另外，目前的木塑材料環保性能也有待進一步優化。最 後，目前的木塑材料在疏水疏油性能上，基本上毫無改進，而疏水疏油性能差的缺陷對於家 具產品來說是致命的，水跡、油跡、汙跡等在家具上附著，第一影響美觀，第二容易吸引寄生 蟲，導致蟲蛀、長真菌，第三容易腐化家具，導致家具的壽命變短。
[0003] 同時，隨著家具產品老化、廢棄量的不斷增加，使木塑材料具備合理時間長度的可 降解性能，在由其製成的家具結構件被廢棄後可以自然降解，也是對木塑材料的要求之一。


【發明內容】

[0004] 針對現有技術的上述不足，本發明的目的在於，提供一種可降解抗汙木塑材料的 製備方法及製品，其具有優良的力學性能，綠色環保可降解，而且具有很好的耐汙性能，特 別適用於木塑家具結構件的生產製造。
[0005] 本發明為實現上述目的所採用的技術方案是：
[0006] -種可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，其包括如下步驟：
[0007] 1)預備以下重量比（重量份數）的組分：
[0008] PP/PE 粉 100 150-200 目木粉 3040 改性澱粉 20-30 玻璃纖維 W-15 900-1100 冃填料 5-8 納米SiO:粉 10-15 增徹相容偶聯劑 6-10 PA-02潤滑分散相容偶聯劑 4-5 抗? 劑 6-8
[0009] 其中，所述木粉為木材粉、秸杆粉、種殼粉的一種以上，其含水率控制在1 %以內。 所述填料為碳酸鈣、滑石粉、矽灰石、高嶺土的一種以上，其含水率控制在1%以內。所述偶 聯劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。所述抗汙劑為氟矽氧烷、聚十七氟葵 基甲基矽氧烷、聚九氟己基矽氧烷、聚甲基三氟丙基矽氧烷、PDMS、PTFE之一。所述PA-02 潤滑分散相容偶聯劑為以醯胺類複合物和馬來酸酐接枝蠟，按相應比例複合而成；具體地， 所述PA-02潤滑分散相容偶聯劑中，醯胺複合物、馬來酸酐接枝蠟、硬脂酸鹽的重量比為 50 : 30 : 4,需說明的是，PA-02潤滑分散相容偶聯劑為市面上直接採購的產品。所述納 米Si02粉為納米級的二氧化矽粒子。
[0010] 2)將PP/PE粉、150-200目木粉、改性澱粉、玻璃纖維、900-1100目填料、納米Si0 2 粉高混到100-12(TC，充分混合後，加 PA-02潤滑分散相容偶聯劑、增韌相容偶聯劑、抗汙劑 混到120-140°C，充分混合後，冷卻到30-50°C後進行制粒，形成可降解抗汙木塑材料。需要 說明的是，混料的時間、壓力，可根據實際需要進行調整，只要滿足充分混合即可。需要說 明的是，所有添加劑較佳是採用粉狀物，如果無法採用粉狀物，其他形狀或形態也不影響， 但必須保持混料過程中，料的含水率在1 %以下，最好是〇-〇. 5 %。整個過程，通過高混機混 料，混完料卸粉後，通過制粒機制粒。
[0011] 所述制粒包括如下步驟：將混好的料採用制粒機進行制粒，其中模頭到下料的溫 度設定如下：160 ?17(TC，160 ?17(TC，165 ?175?，175 ?185?，190 ?20(TC，200 ? 220。。。
[0012] 其還包括如下步驟：3)通過乾燥工藝，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部 含水率低於1%。乾燥採用烘乾的方式進行，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部含 水率低於1 %是便於後期的注塑成型，因為含水率是影響木塑的重要因素之一。水含量的高 低是影響塑料特別是木塑生產穩定性和製品質量的天敵，如影響製品的變形，製品的耐候 性和其他物理性能。
[0013] 一種由所述方法製備的可降解抗汙木塑材料，其作為進一步製備家具等產品結構 件的原材料。
[0014] 本發明的優點在於：以木屑、竹屑、稻殼、麥秸、大豆皮、花生殼、甘蔗渣等農作物廢 棄的天然木質纖維加工為主原料，應用塑料材料填充改性，形成可降解抗汙木塑材料，其為 可逆性循環利用優質代木型材，具有良好的物理、力學性能，承受力大，不易變形，使用壽命 長，具有很好的耐水性，不被蟲蛀、不長真菌、耐酸鹼、抗腐蝕，而且無毒、無汙染、無輻射，可 回收再生，符合環保要求。其中，通過玻璃纖維和填料的比例來增強其力學性能，通過塑料、 改性澱粉、木粉的合理比例來使其具備合理時間長度下可降解的環保性能，最後通過納米 級的二氧化矽和抗汙劑組分來調節其抗汙性能，使之成型後表面具有一定的"荷葉效應"， 達到疏水疏油的抗汙效果，適合於各類家具結構件的製造。

【具體實施方式】 [0015] 實施例1
[0016] 本實施例提供的可降解抗汙木塑材料的製備方法，其包括如下步驟：
[0017] 1)預備以下重量比的組分： PP/PE 粉 100 150-200 R 木精 30-40
[0018] 改性澱粉 20-30 玻璃纖維 10-15 900-1100 目填料 5-8 納米SiO:粉 10-15 增韌相括偶聯劑 6-10
[0019] PA-02潤滑分敗相界偶聯劑 4-5 抗汙劑 6-8
[0020] 其中，所述木粉為木材粉、秸杆粉、種殼粉的一種以上，其含水率控制在1 %以內。 所述填料為碳酸鈣、滑石粉、矽灰石、高嶺土的一種以上，其含水率控制在1%以內。所述偶 聯劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。所述抗汙劑為氟矽氧烷、聚（十七氟 葵基）甲基矽氧烷、聚（九氟己基）矽氧烷、聚甲基（三氟丙基）矽氧烷、PDMS、PTFE之一。 所述PA-02潤滑分散相容偶聯劑為以醯胺類複合物和馬來酸酐接枝蠟，按相應比例複合而 成；具體地，所述PA-02潤滑分散相容偶聯劑中，醯胺複合物、馬來酸酐接枝蠟、硬脂酸鹽的 重量比為50 : 30 : 4,需說明的是，PA-02潤滑分散相容偶聯劑為市面上直接採購的產品。 所述納米Si02粉為納米級的二氧化矽粒子。所述的改性澱粉，是羥丙基變性澱粉，其是環 氧丙烷在鹼性條件下與澱粉起醚化反應而製得的一類非離子型變性澱粉。
[0021] 2)將PP/PE粉、150-200目木粉、改性澱粉、玻璃纖維、900-1100目填料、納米Si0 2 粉高混到100-12(TC，充分混合後，加 PA-02潤滑分散相容偶聯劑、增韌相容偶聯劑、抗汙劑 混到120-140°C，充分混合後，冷卻到30-50°C後進行制粒，形成可降解抗汙木塑材料。需要 說明的是，混料的時間、壓力，可根據實際需要進行調整，只要滿足充分混合即可。需要說 明的是，所有添加劑較佳是採用粉狀物，如果無法採用粉狀物，其他形狀或形態也不影響， 但必須保持混料過程中，料的含水率在1 %以下，最好是〇-〇. 5 %。整個過程，通過高混機混 料，混完料卸粉後，通過制粒機制粒。
[0022] 所述制粒包括如下步驟：將混好的料採用制粒機進行制粒，其中模頭到下料的溫 度設定如下：160 ?17(TC，160 ?17(TC，165 ?175?，175 ?185?，190 ?20(TC，200 ? 220。。。
[0023] 3)通過乾燥工藝，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部含水率低於1%。幹 燥採用烘乾的方式進行，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部含水率低於1%是便於 後期的注塑成型，因為含水率是影響木塑的重要因素之一。水含量的高低是影響塑料特別 是木塑生產穩定性和製品質量的天敵，如影響製品的變形，製品的耐候性和其他物理性能。
[0024] -種由所述方法製備的可降解抗汙木塑材料，其進一步作為製備家具等產品結構 件的原材料。
[0025] 實施例2
[0026] 本實施例提供的可降解抗汙木塑材料的製備方法及製品與實施例1基本相同，其 不同之處在於：其包括如下步驟：
[0027] 1)預備以下重量比的組分： PP/PE# 100kg 150目木粉 30kg 改性澱粉 20kg 玻璃纖維 10kg
[0028] 900 冃填料 5kg 納米SiOz粉 10kg 増韌相容偶聯劑 6kg PA-02潤滑分散相容偶聯劑 4kg 抗汙劑 6kg
[0029] 其中，所述木粉為木材粉（或竹粉），其含水率控制在1 %以內。所述填料為滑石 粉，其含水率控制在1%以內。所述偶聯劑為馬來酸酐接枝聚乙烯。所述抗汙劑為氟矽氧 烷。所述PA-02潤滑分散相容偶聯劑為以醯胺類複合物和馬來酸酐接枝蠟，按相應比例復 合而成；具體地，所述PA-02潤滑分散相容偶聯劑中，醯胺複合物、馬來酸酐接枝蠟、硬脂酸 鹽的重量比為50 : 30 : 4,需說明的是，PA-02潤滑分散相容偶聯劑為市面上直接採購的 產品。所述納米Si02粉為納米級的二氧化娃粒子。
[0030] 2)將PP/PE粉、150-200目木粉、改性澱粉、玻璃纖維、900目填料、納米Si02粉高混 至lj 100°C，充分混合後，加 PA-02潤滑分散相容偶聯劑、增韌相容偶聯劑、抗汙劑混到120°C， 充分混合後，冷卻到30°C後進行制粒，形成可降解抗汙木塑材料。需要說明的是，混料的時 間、壓力，可根據實際需要進行調整，只要滿足充分混合即可。需要說明的是，所有添加劑 較佳是採用粉狀物，如果無法採用粉狀物，其他形狀或形態也不影響，但必須保持混料過程 中，料的含水率在1 %以下，最好是〇_〇. 5%。整個過程，通過高混機混料，混完料卸粉後，通 過制粒機制粒。
[0031] 所述制粒包括如下步驟：將混好的料採用制粒機進行制粒，其中模頭到下料的溫 度設定如下：160 ?17(TC，160 ?17(TC，165 ?175°C，175 ?185°C，190 ?20(TC，200 ? 220。。。
[0032] 3)通過乾燥工藝，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部含水率低於1%。幹 燥採用烘乾的方式進行，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部含水率低於1%是便於 後期的注塑成型，因為含水率是影響木塑的重要因素之一。水含量的高低是影響塑料特別 是木塑生產穩定性和製品質量的天敵，如影響製品的變形，製品的耐候性和其他物理性能。
[0033] -種由所述方法製備的可降解抗汙木塑材料，其進一步作為製備家具等產品結構 件的原材料。
[0034] 實施例3
[0035] 本實施例提供的可降解抗汙木塑材料的製備方法及製品與實施例1、2基本相同， 其不同之處在於：其包括如下步驟 ：
[0036] 1)預備以下重量比的組分： PP/PElt 100kg 200目木粉 40kg 改性澱粉 30kg 玻璃纖維 15kg
[0037] Η 00 目填料 8kg 納米Si〇2粉 15kg 增韌相W偶聯劑 10kg PA-02潤滑分散相W偶聯劑 5kg 抗汙劑 8kg
[0038] 其中，所述木粉為秸杆粉，其含水率控制在1 %以內。所述填料為碳酸鈣，其含水率 控制在1%以內。所述偶聯劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。所述抗汙劑為聚十七氟葵基甲基矽 氧烷。所述PA-02潤滑分散相容偶聯劑為以醯胺類複合物和馬來酸酐接枝蠟，按相應比例 複合而成；具體地，所述PA-02潤滑分散相容偶聯劑中，醯胺複合物、馬來酸酐接枝蠟、硬脂 酸鹽的重量比為50 : 30 : 4,需說明的是，PA-02潤滑分散相容偶聯劑為市面上直接採購 的產品。所述納米Si02粉為納米級的二氧化娃粒子。
[0039] 2)將PP/PE粉、200目木粉、改性澱粉、玻璃纖維、1100目填料、納米5102粉高混到 120°C，充分混合後，加 PA-02潤滑分散相容偶聯劑、增韌相容偶聯劑、抗汙劑混到140°C，充 分混合後，冷卻到50°C後進行制粒，形成可降解抗汙木塑材料。需要說明的是，混料的時間、 壓力，可根據實際需要進行調整，只要滿足充分混合即可。需要說明的是，所有添加劑較佳 是採用粉狀物，如果無法採用粉狀物，其他形狀或形態也不影響，但必須保持混料過程中， 料的含水率在1 %以下，最好是〇_〇. 5 %。整個過程，通過高混機混料，混完料卸粉後，通過 制粒機制粒。
[0040] 所述制粒包括如下步驟：將混好的料採用制粒機進行制粒，其中模頭到下料的溫 度設定如下：160 ?17(TC，160 ?17(TC，165 ?175?，175 ?185?，190 ?20(TC，200 ? 220 °C。
[0041] 3)通過乾燥工藝，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部含水率低於1%。幹 燥採用烘乾的方式進行，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部含水率低於1%是便於 後期的注塑成型，因為含水率是影響木塑的重要因素之一。水含量的高低是影響塑料特別 是木塑生產穩定性和製品質量的天敵，如影響製品的變形，製品的耐候性和其他物理性能。
[0042] 實施例4
[0043] 本實施例提供的可降解抗汙木塑材料的製備方法及製品與實施例1基本相同，其 不同之處在於：其包括如下步驟：
[0044] 1)預備以下重量比的組分： PP/PE 粉 100kg
[0045] 180 Η 木粉 35kg 改性澱粉 25kg 玻璃纖維 12kg 1000目填料 7kg 納米SiO:粉 12kg
[0046] 增韌相界偶聯劑 8kg PA-02潤滑分散相耗偶聯劑 4.5kg 抗汙劑 7kg
[0047] 其中，所述木粉為種殼粉，其含水率控制在1 %以內。所述填料為矽灰石，其含水率 控制在1%以內。所述偶聯劑為馬來酸酐接枝聚乙烯。所述抗汙劑為聚九氟己基矽氧烷。 所述PA-02潤滑分散相容偶聯劑為以醯胺類複合物和馬來酸酐接枝蠟，按相應比例複合而 成；具體地，所述PA-02潤滑分散相容偶聯劑中，醯胺複合物、馬來酸酐接枝蠟、硬脂酸鹽的 重量比為50 : 30 : 4,需說明的是，PA-02潤滑分散相容偶聯劑為市面上直接採購的產品。 所述納米Si02粉為納米級的二氧化娃粒子。
[0048] 2)將PP/PE粉、180目木粉、改性澱粉、玻璃纖維、1000目填料、納米5叫粉高混到 110°c，充分混合後，加 PA-02潤滑分散相容偶聯劑、增韌相容偶聯劑、抗汙劑混到130°C，充 分混合後，冷卻到40°C後進行制粒，形成可降解抗汙木塑材料。需要說明的是，混料的時間、 壓力，可根據實際需要進行調整，只要滿足充分混合即可。需要說明的是，所有添加劑較佳 是採用粉狀物，如果無法採用粉狀物，其他形狀或形態也不影響，但必須保持混料過程中， 料的含水率在1 %以下，最好是〇_〇. 5 %。整個過程，通過高混機混料，混完料卸粉後，通過 制粒機制粒。
[0049] 所述制粒包括如下步驟：將混好的料採用制粒機進行制粒，其中模頭到下料的溫 度設定如下：160 ?17(TC，160 ?17(TC，165 ?175?，175 ?185?，190 ?20(TC，200 ? 220。。。
[0050] 3)通過乾燥工藝，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部含水率低於1%。幹 燥採用烘乾的方式進行，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部含水率低於1%是便於 後期的注塑成型，因為含水率是影響木塑的重要因素之一。
[0051] 實施例1?4所製得的材料，經檢測其主要性能指標如下：
[0052] 力學拉伸性能按照GB/T1040-2004標準進行，拉伸速度50mm/min，缺口衝擊性能 按照GB/T1043-93標準進行，彎曲性能按照GB/T9341-2000標準進行測試。
[0053] 熔融指數按照GB3682-83標準進行，測試條件為：溫度190。°C，質量21000g。
[0054]

【權利要求】
1. 一種可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，其包括如下步驟： 1) 預備以下重量比的組分： PP/PE# 100 150-200 目木粉 30-40 改性澱粉 20-30 玻璃纖維 W45 900-1100 目填料 5-8 納米SiCb粉 10-15 増韌相容偶聯劑 640 PA-02潤滑分散相容偶聯劑 4-5 抗汙劑 6-8 2) 將PP/PE粉、150-200目木粉、改性澱粉、玻璃纖維、900-1100目填料、納米Si02粉高 混到100-120°C，充分混合後，加 PA-02潤滑分散相容偶聯劑、增韌相容偶聯劑、抗汙劑混到 120-140°C，充分混合後，冷卻到30-50°C後進行制粒，形成可降解抗汙木塑材料。
2. 根據權利要求1所述的可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，所述制粒包 括如下步驟：將混好的料採用制粒機進行制粒，其中模頭到下料的溫度設定如下：160? 170°C, 160 ?170°C, 165 ?175°C, 175 ?185°C, 190 ?200°C, 200 ?220°C。
3. 根據權利要求1所述的可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，其還包括如 下步驟：3)通過乾燥工藝，使製得的膠粒表面含水率低於1. 5%，內部含水率低於1%。
4. 根據權利要求1所述的可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，所述木粉為 木材粉、結杆粉、種殼粉的一種以上，其含水率控制在1%以內。
5. 根據權利要求1所述的可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，所述填料為 碳酸鈣、滑石粉、矽灰石、高嶺土的一種以上，其含水率控制在1 %以內。
6. 根據權利要求1所述的可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，所述偶聯劑 為馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。
7. 根據權利要求1所述的可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，所述抗汙劑 為氟矽氧烷、聚十七氟葵基甲基矽氧烷、聚九氟己基矽氧烷、聚甲基三氟丙基矽氧烷、PDMS、 PTFE 之一。
8. 根據權利要求1所述的可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，所述PA-02潤 滑分散相容偶聯劑為以醯胺類複合物和馬來酸酐接枝蠟，按相應比例複合而成。
9. 根據權利要求8所述的可降解抗汙木塑材料的製備方法，其特徵在於，所述PA-02潤 滑分散相容偶聯劑中，醯胺複合物、馬來酸酐接枝蠟、硬脂酸鹽的重量比為50 : 30 : 4。
10. -種由權利要求1至8之一所述方法製備的可降解抗汙木塑材料。
【文檔編號】C08K3/26GK104194151SQ201410424234
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】高偉 申請人:廣東紅旗家具有限公司