一種玩具用熱壓型木塑複合材料及其製備方法
2023-10-07 23:30:29 1
專利名稱：一種玩具用熱壓型木塑複合材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於木塑複合材料技術領域，具體是涉及一種玩具用熱壓型木塑複合材料 及其製備方法。
背景技術：
木製玩具業在發展壯大的過程中，對環境造成了很大的影響，特別是木製玩具生 產中產生的木屑汙染。一方面大量木屑堆積佔用了企業的有限空間，並帶來安全隱患，另一 方面由於堆積的木屑得不到有效處理造成資源的浪費和環境的汙染，因此木屑的回收處理 技術成為影響玩具業發展的關鍵問題。木塑複合材料(Wood Plastics Composite)是由木粉和熱塑性高分子聚合物復 合，通過熱壓等工藝加工成型的具有新的結構和優異綜合性能的新型材料。木塑複合材料 的主要原料是農林廢棄物和廢舊塑料，其產品主要用作木材的替代品。開發木塑複合材料 對於廢棄物綜合利用、環境保護和緩解天然木材日趨緊張的壓力都具有十分重要的意義， 因而受到了全世界的廣泛重視。它可充分利用回收木材、餘料、木屑等廢棄的木料，大幅度 提高天然木材的利用率，另一方面生產的木塑玩具也能完全回收，符合國家循環經濟政策。 採用熱壓模具成型，使其在實際生產中，與傳統工藝相比，可以簡化生產工藝，有利於企業 的良性發展。由於木粉是親水性有機填料，而聚烯烴為疏水性高分子材料，二者相容性較差。為 解決二者的界面相容性，提高材料的力學性能，馬來酸酐接枝聚合物是該複合材料有效的 界面相容劑。在實際生產木塑複合材料中木粉的添加量很高，一般都在60%以上，這樣複合 材料吸水性是個亟待解決問題，因此開發高性能的木塑複合材料的界面相容劑，以獲得高 性能的複合材料是關鍵。在國內外，木塑複合材料發展比較快的產品都是擠出成型的，產品絕大部分是板 和條，同時在塑木熔融擠出時粘度很大，擠出工藝差，能耗高，特別對木粉比例大時，更難成型。
發明內容
本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題，提供了一種玩具用熱壓型木塑復 合材料及其製備方法。本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種玩具用熱壓型 木塑複合材料，以100份重量份計，原料配方為木粉60 75份；塑料樹脂10 30份；界 面相容劑2 6份；增強劑1 3份；潤滑劑1 4份；其它功能助劑1 5份。其中所述 木粉由鋸木粉、碎木片、木屑、刨花等木質廢棄物經過粉碎乾燥製作而成，其粒度30 120 目。所述塑料樹脂為PE、PP、PVC中的一種，選用新料或回收料。所述界面相容劑為鈦酸酯 偶聯劑、矽烷偶聯劑中的一種與馬來酸酐接枝聚烯樹脂的混合物，其中馬來酸酐接枝聚烯 樹脂與選用的塑料樹脂相對應，即塑料樹脂為聚乙烯時，選用馬來酸酐接枝聚乙烯；塑料樹脂為聚丙烯時，選 用馬來酸酐接枝聚丙烯；塑料樹脂為聚氯乙烯時，選用馬來酸酐接枝聚氯 乙烯。所述增強劑為丙烯酸脂共聚物、氯化聚乙烯、碳酸鈣、玻璃纖維中的一種或數種混合 物。所述潤滑劑為聚乙烯蠟或甲基矽油。所述其它功能助劑包括穩定劑、增塑劑和紫外屏 蔽吸收劑，其中穩定劑為鈣鋅複合穩定劑或鋇鋅穩定劑，增塑劑為環氧大豆油，紫外屏蔽吸 收劑為二氧化鈦或氧化鋅。一種玩具用熱壓型木塑複合材料的製備方法，包括以下步驟a、將木粉在120°C 乾燥箱中乾燥4個小時，進行脫脂和烘乾，使其含水率小於2%,去除木粉中結合水，增加木 粉與塑料粉高聚物的界面相容性；b、選用鈦酸酯偶聯劑或矽烷偶聯劑，用丙酮為母液稀釋 至20%體積比，用稀釋後偶聯劑溶液噴灑處理脫脂和烘乾過的木粉，在高速混合機中進行 噴灑處理並預混合；C、按照比例依次把塑料樹脂、界面相容劑、增強劑、潤滑劑和其它功能 助劑加入到具有加熱功能的高速混合機中，混合均勻，製得混合料，溫度控制在70 80°C， 高速混合15 20min ；d、將混合料置於145 150°C的雙輥塑煉機中進行混合塑化5 lOmin，經熱壓機於173 180°C模壓成型，製得所述的玩具用熱壓型木塑複合材料。本發明克服了現有技術中界面相容劑為單一相容劑的不足，利用界面相容劑間復 配協同，能夠滿足木塑複合材料力學性能和抗水性的要求，本發明可以熱壓成型，避免了塑 木熔融擠出工藝中的諸多不便，能夠根據模具形狀一次成型製備出所需產品，還提高了材 料的利用率。
具體實施例方式下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。實施例1 一種玩具用熱壓型木塑複合材料，以100份重量份計，原料配方為木粉(50目)70份塑料樹脂(PVC)16份界面相容劑馬來酸酐接枝聚氯乙烯3份矽烷偶聯劑2份增強劑丙烯酸脂共聚物1份氯化聚乙烯1份碳酸鈣0. 5份潤滑劑甲基矽油3份其它功能助劑鈣鋅複合穩定劑1. 5份環氧大豆油1. 5份二氧化鈦0. 5份—種玩具用熱壓型木塑複合材料的製備方法，包括以下步驟a、將木粉在120°C 乾燥箱中乾燥4個小時，進行脫脂和烘乾，使其含水率小於2%,去除木粉中結合水，增加木 粉與塑料粉高聚物的界面相容性；b、選用鈦酸酯偶聯劑或矽烷偶聯劑，用丙酮為母液稀釋至20%體積比，用稀釋後偶聯劑溶液噴灑處理脫脂和烘乾過的木粉，在高速混合機中進行 噴灑處理並預混合；C、按照比例依次把塑料樹脂、界面相容劑、增強劑、潤滑劑和其它功能 助劑加入到具有加熱功能的高速混合機中，混合均勻，製得混合料，溫度控制在70 80°C， 高速混合15 20min ；d、將混合料置於145 150°C的雙輥塑煉機中進行混合塑化5 lOmin，經熱壓機於173 180°C模壓成型，製得所述的玩具用熱壓型木塑複合材料。本發明克服了現有技術中界面相容劑為單一相容劑的不足，利用界面相容劑間復 配協同，能夠滿足木塑複合材料力學性能和抗水性的要求，本發明可以熱壓成型，避免了塑 木熔融擠出工藝，能夠根據模具形狀一次成型製備出所需產品，還提高了材料的利用率。實施例2 —種玩具用熱壓型木塑複合材料，以100份重量份計，原料配方為木粉(100目)72 份塑料樹脂(PVC)16份界面相容劑馬來酸酐接枝聚氯乙烯 2份鈦酸酯偶聯劑2份增強劑丙烯酸脂共聚物1份玻璃纖維1. 5份潤滑劑甲基矽油2份其它功能助劑鈣鋅複合穩定劑1.5份環氧大豆油1. 5份二氧化鈦0. 5份製備方法參看實施例1。實施例3 —種玩具用熱壓型木塑複合材料，以100份重量份計，原料配方為木粉(30目)60份塑料樹脂(PE)26份界面相容劑馬來酸酐接枝聚乙烯2份矽烷偶聯劑2份增強劑碳酸鈣1份玻璃纖維1份潤滑劑聚乙烯蠟3份其它功能助劑鋇鋅穩定劑2份環氧大 豆油2份氧化鋅1份
製備方法參看實施例1。
實施例4 一種玩具用熱壓型木塑複合材料，以100份重量份計，原料配方為
木粉(120目)75份
塑料樹脂(PP)13份
界面相容劑
馬來酸酐接枝聚氯丙烯4份
矽烷偶聯劑1份
增強劑
丙烯酸脂共聚物1份
玻璃纖維1份
潤滑劑
甲基矽油2份
其它功能助劑
鈣鋅複合穩定劑1.5份
環氧大豆油1.3份
氧化鋅0.2份
製備方法參看實施例1。
對實例1 4製備的玩具用熱壓型木塑複合材料進行性能測試，測試結果的如下
實施例編號拉伸強度 (Mpa)懸臂梁無缺口衝擊強度 (KJ/m2)24h吸水率 (%)24h線膨脹率 (%)
權利要求
1.一種玩具用熱壓型木塑複合材料，其特徵在於以100份重量份計，原料配方為木粉 60^75份；塑料樹脂1(Γ30份；界面相容劑2飛份；增強劑廣3份；潤滑劑1、份；其它功能 助劑Γ5份。
2.根據權利要求1所述的一種玩具用熱壓型木塑複合材料，其特徵在於所述木粉由鋸 木粉、碎木片、木屑、刨花木質廢棄物經過粉碎乾燥製作而成，其粒度3(Γ120目。
3.根據權利要求1所述的一種玩具用熱壓型木塑複合材料，其特徵在於所述塑料樹脂 為PE、PP、PVC中的一種，選用新料或回收料。
4.根據權利要求1所述的一種玩具用熱壓型木塑複合材料，其特徵在於所述界面相容 劑為鈦酸酯偶聯劑、矽烷偶聯劑中的一種與馬來酸酐接枝聚烯樹脂的混合物，其中馬來酸 酐接枝聚烯樹脂與選用的塑料樹脂相對應，即塑料樹脂為聚乙烯時，選用馬來酸酐接枝聚 乙烯；塑料樹脂為聚丙烯時，選用馬來酸酐接枝聚丙烯；塑料樹脂為聚氯乙烯時，選用馬來 酸酐接枝聚氯乙烯。
5.根據權利要求1所述的一種玩具用熱壓型木塑複合材料，其特徵在於所述增強劑為 丙烯酸脂共聚物、氯化聚乙烯、碳酸鈣、玻璃纖維中的一種或數種混合物。
6.根據權利要求1所述的一種玩具用熱壓型木塑複合材料，其特徵在於所述潤滑劑為 聚乙烯蠟或甲基矽油。
7.根據權利要求1所述的一種玩具用熱壓型木塑複合材料，其特徵在於所述其它功能 助劑包括穩定劑、增塑劑和紫外屏蔽吸收劑，其中穩定劑為鈣鋅複合穩定劑或鋇鋅穩定劑， 增塑劑為環氧大豆油，紫外屏蔽吸收劑為二氧化鈦或氧化鋅。
8.根據權利要求廣7所述一種玩具用熱壓型木塑複合材料的製備方法，其特徵在於 所述製備方法包括以下步驟a、將木粉在120°C乾燥箱中乾燥4個小時，進行脫脂和烘乾， 使其含水率小於2%，去除木粉中結合水，增加木粉與塑料粉高聚物的界面相容性；b、選用 鈦酸酯偶聯劑或矽烷偶聯劑，用丙酮為母液稀釋至20%體積比，用稀釋後偶聯劑溶液噴灑 處理脫脂和烘乾過的木粉，在高速混合機中進行噴灑處理並預混合；c、按照比例依次把 塑料樹脂、界面相容劑、增強劑、潤滑劑和其它功能助劑加入到具有加熱功能的高速混合 機中，混合均勻，製得混合料，溫度控制在7(T80°C，高速混合15 20min ；d、將混合料置於 145^1500C的雙輥塑煉機中進行混合塑化5 lOmin，經熱壓機於173 180°C模壓成型，製得 所述的玩具用熱壓型木塑複合材料。
全文摘要
一種玩具用熱壓型木塑複合材料，由木粉60~75份、塑料樹脂10~30份、界面相容劑2~6份、增強劑1~3份、潤滑劑1~4份、其它功能助劑1~5份製備而成，製備方法包括脫脂和烘乾木粉的步驟，用偶聯劑溶液噴灑處理木粉並預混合的步驟，在高速混合機中混合製得混合料的步驟，在雙輥塑煉機中混合塑化並模壓成型的步驟。本發明克服了現有技術中界面相容劑為單一相容劑的不足，利用界面相容劑間復配協同，能夠滿足木塑複合材料力學性能和抗水性的要求，本發明可以熱壓成型，避免了塑木熔融擠出工藝中的諸多不便，能夠根據模具形狀一次成型製備出所需產品，還提高了材料的利用率。
文檔編號C08L97/02GK102140255SQ20111009363
公開日2011年8月3日 申請日期2011年4月14日 優先權日2011年4月14日
發明者吳永貴, 朱東鋒, 李濟吾, 江博瓊, 蔡偉建 申請人:浙江工商大學