硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材的製備方法與流程
2023-11-10 23:07:52
本發明涉及塑木材料，具體地，涉及硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材的製備方法。
背景技術：
：塑木材料，也叫木塑複合材料，顧名思義可理解為主要以塑料(聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等回收的廢舊塑料)為原料，通過添加木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維混合成新的木質材料，再經擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝，生產出的板材或型材；其主要用於建材、家具、物流包裝等行業。由於塑木材料兼備木材與塑料的雙重特性，塑木材料與木質材料相比具有以下優勢：吸水率低，不易變形開裂、防蟲蛀、防黴變、機械性能高、防潮、耐酸鹼、耐腐蝕、便於清洗。基於上述的這些特性使得塑木材料可在很多領域替代原木、塑料和鋁合金，使得其是未來替代傳統木材的新一代節能環保新產品，具有廣泛的市場應用前景。雖然相對於木質材料而言，塑木材料的密度有所下降，但是相對於其他的輕質材料，塑木材料的密度還是難以滿足市場需求；尤其是現有的塑木材料的耐冷熱性能難以滿足要求。技術實現要素：本發明的目的是提供一種硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材的製備方法，通過該方法製得的硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材具有優異的耐冷熱性能，同時該製備方法具有工序簡單和原料易得的優點。為了實現上述目的，本發明提供了一種硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材的製備方法，該製備方法包括：1)將板慄殼、果膠酶、纖維素酶和水進行浸泡，然後乾燥、粉碎以製得板慄殼粉；2)將聚氯乙烯、聚乙烯醇、氧化鋁粉、鄰苯二甲酸二異癸酯、蓖麻油、矽油和板慄殼粉進行熔融、冷卻固化以製得塑木芯體；3)在塑木芯體的表面的溫度降為150-160℃時，將硫酸鈣晶須植入塑木芯體的表面；4)將熔融的耐冷熱層材料塗覆於炭黑的表面形成耐冷熱層以製得硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材；其中，耐冷熱層材料由以下組分組成：環氧樹脂、炭黑、納米二氧化鈦、γ-氨丙基三乙氧基矽烷、冠醚和蜂膠。本發明還提供了一種硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材，該硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材通過上述的製備方法製備而得。通過上述技術方案，本發明通過各步驟以及各原料的協同作用使得製得的硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材具有優異的耐冷熱性能，同時該製備方法具有工序簡單和原料易得的優點。本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施方式以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。在本文中所披露的範圍的端點和任何值都不限於該精確的範圍或值，這些範圍或值應當理解為包含接近這些範圍或值的值。對於數值範圍來說，各個範圍的端點值之間、各個範圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值範圍，這些數值範圍應被視為在本文中具體公開。本發明提供了一種硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材的製備方法，該製備方法包括：1)將板慄殼、果膠酶、纖維素酶和水進行浸泡，然後乾燥、粉碎以製得板慄殼粉；2)將聚氯乙烯、聚乙烯醇、氧化鋁粉、鄰苯二甲酸二異癸酯、蓖麻油、矽油和板慄殼粉進行熔融、冷卻固化以製得塑木芯體；3)在塑木芯體的表面的溫度降為150-160℃時，將硫酸鈣晶須植入塑木芯體的表面；4)將熔融的耐冷熱層材料塗覆於炭黑的表面形成耐冷熱層以製得硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材；其中，耐冷熱層材料由以下組分組成：環氧樹脂、炭黑、納米二氧化鈦、γ-氨丙基三乙氧基矽烷、冠醚和蜂膠。在上述製備方法的步驟1)中，浸泡的具體條件可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的塑木板材具有更優異的耐冷熱性能，優選地，在步驟1)中，浸泡至少滿足以下條件：浸泡溫度為35-45℃，浸泡時間為30-40h。在上述製備方法的步驟1)中，乾燥的具體條件可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的塑木板材具有更優異的耐冷熱性能，優選地，乾燥至少滿足以下條件：乾燥溫度為110-120℃，乾燥時間為5-7h。在上述製備方法的步驟1)中，板慄殼粉的顆粒粒徑可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的塑木板材具有更優異的耐冷熱性能，優選地，板慄殼粉的顆粒粒徑為3-7mm。在上述製備方法的步驟1)中，各物料的用量可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的塑木板材具有更優異的耐冷熱性能，優選地，在步驟1)中，相對於100重量份的板慄殼，果膠酶的用量為1-1.5重量份，纖維素酶的用量為0.8-1.2重量份，水的用量為300-500重量份。在上述製備方法的步驟2)中，熔融的具體條件可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的塑木板材具有更優異的耐冷熱性能，優選地，在步驟2)中，熔融至少滿足以下條件：熔融溫度為190-205℃，熔融時間為3-4h。在上述製備方法的步驟2)中，各物料的用量可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的塑木板材具有更優異的耐冷熱性能，優選地，在步驟2)中，相對於100重量份的聚氯乙烯，聚乙烯醇的用量為40-60重量份，氧化鋁粉的用量為4-8重量份，鄰苯二甲酸二異癸酯的用量為26-38重量份，蓖麻油的用量為42-55重量份，矽油的用量為10-17重量份，板慄殼粉的用量為70-88重量份。在上述製備方法的步驟3)中，硫酸鈣晶須的規格與要求可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的塑木板材具有更優異的耐冷熱性能，優選地，在步驟3)中，硫酸鈣晶須至少滿足以下條件：硫酸鈣晶須的長度為150-200μm且裸露於所述塑木芯體的表面的長度為100-150μm，硫酸鈣晶須的植入密度為為10-15根/cm2。在上述製備方法的步驟4)中，熔融的耐冷熱層材料的溫度可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的塑木板材具有更優異的耐冷熱性能，優選地，在步驟4)中，熔融的耐冷熱層材料的溫度為178-186℃。在上述製備方法的步驟4)中，物料的用量可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的塑木板材具有更優異的耐冷熱性能，優選地，在步驟4)中，相對於100重量份的環氧樹脂，炭黑的用量為5-9重量份，納米二氧化鈦的用量為0.8-2重量份，γ-氨丙基三乙氧基矽烷的用量為16-25重量份，冠醚的用量為22-29重量份，蜂膠的用量為41-50重量份。在上述製備方法的步驟4)中，耐冷熱層的厚度可以在寬的範圍內選擇，但是為了使製得的塑木板材具有更優異的耐冷熱性能，優選地，在步驟4)中，耐冷熱層的厚度為2-3mm。本發明還提供了一種硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材，該硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材通過上述的製備方法製備而得。以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。實施例11)將板慄殼、果膠酶、纖維素酶和水按照100：1.2：1.0：400的重量比於40℃下浸泡35h，然後於115℃下乾燥6h、粉碎以製得顆粒粒徑為5mm的板慄殼粉；2)將聚氯乙烯、聚乙烯醇、氧化鋁粉、鄰苯二甲酸二異癸酯、蓖麻油、矽油和板慄殼粉按照100：50：6：33：48：15：758的重量比於200℃下熔融5h、冷卻固化以製得所述塑木芯體；3)在所述塑木芯體的表面的溫度降為150-160℃時，將硫酸鈣晶須(硫酸鈣晶須至少滿足以下條件：硫酸鈣晶須的長度為150-200μm且裸露於所述塑木芯體的表面的長度為100-150μm，硫酸鈣晶須的植入密度為為10-15根/cm2)植入所述塑木芯體的表面；4)將180℃的耐冷熱層材料塗覆於炭黑的表面形成厚度為2.5mm的耐冷熱層以製得所述硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材a1；其中，所述耐冷熱層材料由以下組分組成：環氧樹脂、炭黑、納米二氧化鈦、γ-氨丙基三乙氧基矽烷、冠醚和蜂膠且重量比依次為100：7：1.5：20：24：48。實施例21)將板慄殼、果膠酶、纖維素酶和水按照100：1：0.8：300的重量比於35℃下浸泡30h，然後於110℃下乾燥5-7h、粉碎以製得顆粒粒徑為3mm的板慄殼粉；2)將聚氯乙烯、聚乙烯醇、氧化鋁粉、鄰苯二甲酸二異癸酯、蓖麻油、矽油和板慄殼粉按照100：40：4：26：42：10：70的重量比於190℃下熔融3h、冷卻固化以製得所述塑木芯體；3)在所述塑木芯體的表面的溫度降為150-160℃時，將硫酸鈣晶須(硫酸鈣晶須至少滿足以下條件：硫酸鈣晶須的長度為150-200μm且裸露於所述塑木芯體的表面的長度為100-150μm，硫酸鈣晶須的植入密度為為10-15根/cm2)植入所述塑木芯體的表面；4)將178℃的耐冷熱層材料塗覆於炭黑的表面形成厚度為2mm的耐冷熱層以製得所述硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材a2；其中，所述耐冷熱層材料由以下組分組成：環氧樹脂、炭黑、納米二氧化鈦、γ-氨丙基三乙氧基矽烷、冠醚和蜂膠且重量比依次為100：5：0.8：16：22：41。實施例31)將板慄殼、果膠酶、纖維素酶和水按照100：1.5：1.2：500的重量比於45℃下浸泡40h，然後於120℃下乾燥7h、粉碎以製得顆粒粒徑為7mm的板慄殼粉；2)將聚氯乙烯、聚乙烯醇、氧化鋁粉、鄰苯二甲酸二異癸酯、蓖麻油、矽油和板慄殼粉按照100：60：8：38：55：17：88的重量比於205℃下熔融4h、冷卻固化以製得所述塑木芯體；3)在所述塑木芯體的表面的溫度降為150-160℃時，將硫酸鈣晶須(硫酸鈣晶須至少滿足以下條件：硫酸鈣晶須的長度為150-200μm且裸露於所述塑木芯體的表面的長度為100-150μm，硫酸鈣晶須的植入密度為為10-15根/cm2)植入所述塑木芯體的表面；4)將186℃的耐冷熱層材料塗覆於炭黑的表面形成厚度為3mm的耐冷熱層以製得所述硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材a3；其中，所述耐冷熱層材料由以下組分組成：環氧樹脂、炭黑、納米二氧化鈦、γ-氨丙基三乙氧基矽烷、冠醚和蜂膠且重量比依次為100：9：2：25：29：50。對比例1按照實施例1的方法進行製得塑木板材b1，不同的是，未進行步驟1)。對比例2按照實施例1的方法進行製得塑木板材b2，不同的是，步驟2)未使用板慄殼粉。對比例3按照實施例1的方法進行製得塑木板材b3，不同的是，未進行步驟3)。對比例4按照實施例1的方法進行製得塑木板材b4，不同的是，步驟4)中未使用炭黑。對比例5按照實施例1的方法進行製得塑木板材b5，不同的是，步驟4)中未使用納米二氧化鈦。對比例6按照實施例1的方法進行製得塑木板材b6，不同的是，步驟4)中未使用γ-氨丙基三乙氧基矽烷。對比例7按照實施例1的方法進行製得塑木板材b7，不同的是，步驟4)中未使用冠醚。檢測例1按照gb/t24508-2009記載的方法檢測上述塑木板材的耐冷熱性能(標準要求是尺寸變化≤0.5mm)，具體結果見表1。表1尺寸變化≤mm實施例10.08實施例20.07實施例30.09對比例10.15對比例20.29對比例30.33對比例40.39對比例50.47對比例60.41對比例70.46通過上述實施例、對比例和檢測例可知，本發明提供的硫酸鈣晶須改性耐冷熱板慄殼塑木板材具有優異的耐冷熱性能。以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。當前第1頁12