一種實驗臺用的阻燃的木塑板材及其製備方法與流程
2024-04-10 04:22:05
本發明屬於新型複合材料技術，具體涉及一種實驗臺用的阻燃的木塑板材及其製備方法。
背景技術：
木塑複合材料(WPC)是一種新型的綠色環保複合材料，通常是取聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈/丁二烯/季戊四醇三丙烯酸酯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)等的回收料與加工處理過的廢舊材料以一定比例混合，添加特製助劑，經高溫高壓處理後製成結構型材。木塑複合材料具有許多優點：①耐酸鹼、耐化學品、耐鹽水性好；②可以在低溫下使用；③耐紫外光；④不會腐爛、不會開裂或翹曲等；而且機械性能好、價格便宜、加工方便、可回收等特點。
作者郝建秀等在《利用彈性體增韌木粉/HDPE複合材料》一文中，為提高木塑複合材料的韌性，在木粉/高密度聚乙烯（WF/HDPE）複合材料製備過程中引入了３種彈性體：聚烯烴彈性體（POE）、彈性體改性聚乙烯（BPB）和接枝改性的聚烯烴彈性體（A669），使基質的黏性特徵更加明顯，降低了塑料基質的結晶度，增加了晶粒尺寸，改善了塑料與WF之間的界面結合，從而達到增韌的目的。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種原料來源豐富、產品具有良好加工性能和力學性能的實驗臺用的阻燃的木塑板材及其製備方法。
為了實現上述目的，本發明採取的技術方案如下：
一種實驗臺用的阻燃的塑板材，其特徵在於，其由如下重量份的原料製備而成：木粉500份、稻殼粉40-50份、松香酸聚氧乙烯酯20-30份、羥乙基纖維素20-25份、二乙烯基苯120-150份、過氧化二異丙苯2-3份、矽酮5-6份、石棉纖維15-20份、矽酸鈉10-12份、石墨粉8-12份、烯丙基聚乙二醇6-8份、油酸鈉5-6份、丁基橡膠70-80份、氨溶烷基胺酮5-6份、硫化鋅3-5份、乙二醇甲醚5-6份、鈦酸四異丙酯6-8份、去離子水適量。
所述的實驗臺用的阻燃的木塑板材，其特徵在於，其由如下步驟製備而成：
（1）將松香酸聚氧乙烯酯、羥乙基纖維素、二乙烯基苯以及相當於羥乙基纖維素重量份4-5倍的去離子水混合併攪拌30-40min使兩相充分分散，加熱使反應體系溫度升到60-80℃，同時通入氮氣，邊通氮氣邊加入過氧化二異丙苯，在氮氣保護下恆溫60-80℃攪拌反應4-5h，再升溫至80-100℃反應4-5h，加入預先粉碎過的稻殼粉和矽酮，120-130℃攪拌反應8-10h，冷卻降至常溫，減壓蒸餾除去溶劑，乾燥，得到改性稻殼粉；
（2）將石棉纖維加入到矽酸鈉和相當於矽酸鈉重量份6-8倍的去離子水配置的溶液中，常溫下浸泡8-12h，升溫至70-80℃，攪拌3-4h，加入石墨粉和烯丙基聚乙二醇，繼續攪拌8-10h，加入油酸鈉，90-100℃繼續攪拌反應8-10h，置於鼓風乾燥箱內100-130℃鼓風乾燥3-5h，研磨，篩分；
（3）將丁基橡膠、步驟（2）的產物、氨溶烷基胺酮、硫化鋅加入密煉機進行密煉，溫度控制在135-140℃左右，密煉時間8-10min；將密煉之後的物料用20-40目的單層鐵網過濾，濾膠溫度控制在70-80℃；加入改性稻殼粉和乙二醇甲醚進行混膠，溫度控制在95-105℃範圍內，然後將膠休眠20-24h；將混合均勻的混膠料、鈦酸四異丙酯和木粉在開煉機上進行熱煉，溫度控制在100-110℃；通過擠壓成型設備，擠壓成型。
與現有技術相比，本發明具有的有益效果為：
本發明選用稻殼粉、木粉和丁基橡膠為主要原料，其中稻殼粉是纖維性材料，其纖維短小，平均長度只有0.3mm，遠低於木材的纖維長度；松香酸聚氧乙烯酯與二乙烯基苯接枝共聚，其共聚物與丁基橡膠不僅具有良好的相容性，而且其分子鍵上的松香酸可與稻殼粉表面的羥基發生化學反應，在稻殼粉表面形成了一種非極性的表層結構，這種結構在生產木塑複合材料擠出過程中能起到一定的潤滑作用，並且擠出的產品比單一木粉擠出的產品更密實，結構更緊密；本發明加入原料來源豐富的稻殼粉可以節約木材，利於環保；丁基橡膠的加入，可以增加木塑板材的耐熱、耐臭氧、耐老化、耐化學藥品，並有吸震、電絕緣性能，使其適用於實驗室環境使用；本發明加入耐熱、不燃、耐水、耐酸、耐化學腐蝕的石棉纖維，先置於矽酸鈉溶液中浸泡,加熱反應，經過攪拌使其開松,增大表面積，再加入石墨粉，在油酸鈉的作用下，共混形成交鏈，大大增強了木塑板材的阻燃性能和耐高溫性能；本發明的木塑板材具有防水、阻燃、耐酸鹼、防蟲蛀、零甲醛排放等特點，且表面非常光滑，硬度高，不容易有劃痕。
具體實施方式
本實施例的實驗臺用的阻燃的塑板材，其由如下重量份的原料製備而成：木粉500份、稻殼粉50份、松香酸聚氧乙烯酯30份、羥乙基纖維素25份、二乙烯基苯150份、過氧化二異丙苯3份、矽酮6份、石棉纖維20份、矽酸鈉12份、石墨粉12份、烯丙基聚乙二醇8份、油酸鈉6份、丁基橡膠80份、氨溶烷基胺酮6份、硫化鋅5份、乙二醇甲醚6份、鈦酸四異丙酯8份、去離子水適量。
本實施例的實驗臺用的阻燃的木塑板材，其由如下步驟製備而成：
（1）將松香酸聚氧乙烯酯、羥乙基纖維素、二乙烯基苯以及相當於羥乙基纖維素重量份5倍的去離子水混合併攪拌40min使兩相充分分散，加熱使反應體系溫度升到80℃，同時通入氮氣，邊通氮氣邊加入過氧化二異丙苯，在氮氣保護下恆溫80℃攪拌反應5h，再升溫至100℃反應5h，加入預先粉碎過的稻殼粉和矽酮，130℃攪拌反應10h，冷卻降至常溫，減壓蒸餾除去溶劑，乾燥，得到改性稻殼粉；
（2）將石棉纖維加入到矽酸鈉和相當於矽酸鈉重量份8倍的去離子水配置的溶液中，常溫下浸泡12h，升溫至80℃，攪拌4h，加入石墨粉和烯丙基聚乙二醇，繼續攪拌10h，加入油酸鈉，100℃繼續攪拌反應10h，置於鼓風乾燥箱內130℃鼓風乾燥5h，研磨，篩分；
（3）將丁基橡膠、步驟（2）的產物、氨溶烷基胺酮、硫化鋅加入密煉機進行密煉，溫度控制在140℃，密煉時間10min；將密煉之後的物料用40目的單層鐵網過濾，濾膠溫度控制在80℃；加入改性稻殼粉和乙二醇甲醚進行混膠，溫度控制在105℃，然後將膠休眠24h；將混合均勻的混膠料、鈦酸四異丙酯和木粉在開煉機上進行熱煉，溫度控制在110℃；通過擠壓成型設備，擠壓成型。
性能測試：
耐油性試驗：取一塊約10cm*10cm的樣品，稱重，在23±2℃的機油中浸泡24h，取出後擦乾，放置4-6h，稱重，增重小於等於8%。
耐酸試驗：取一塊約10cm*10cm的樣品，稱重，在23±2℃，20%的硫酸中浸泡24h，取出後擦乾，放置4-6h，稱重，增重小於等於0.8%。
耐鹼試驗：取一塊約10cm*10cm的樣品，稱重，在23±2℃，20%的燒鹼中浸泡24h，取出後擦乾，放置4-6h，稱重，增重小於等於0.8%。