CN100463939C - 木塑微发泡复合材料及其加工成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种木塑微发泡复合材料及其加工成型工艺，主要包括聚氯乙烯树脂，砂光粉，化学(AC)发泡剂，增塑剂、助发泡剂等各种加工助剂，将各组份按比例在高速混合机中混合均匀，在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中挤出造粒，制备的颗粒通过单、双螺杆挤出机及发泡模具成型为一种连续均匀发泡的微发泡木塑复合材料制品，可有效克服普通木塑复合材料密度大、冲击强度低的缺点，本发明为解决大量工业废弃物砂光粉或木粉提供了更广阔的再利用途径，可广泛地加工成型室内外装饰，建筑用门、窗制品等。

Description

木塑微发泡复合材料及其加工成型方法

技术领域

本发明涉及一种木塑微发泡复合材料及其加工成型方法，

背景技术

木塑复合材料兼有木材和塑料的双重特性，产品不怕虫蛀，不生真菌，抗强酸强碱，不吸收水分，不易变形，机械性能好，也是一种环保材料，原料廉价丰富，可回收。但是，木塑复合制品与未填充的塑料相比，因为木纤的模量较高，增加了复合物的脆性，抗冲击应力也较低。通过连续挤出发泡过程在复合材料中产生气泡结构可有效克服上述缺点。中国专利02157949.0公开了一种木塑微发泡复合材料及加工成型工艺，用塑料与木粉、矿物填料、助剂、发泡剂及改性剂混合，用一次挤出发泡的成型方法加工发泡木塑材料，由于发泡后泡孔可钝化裂纹尖端并有效阻止裂纹的扩张，从而显著提高材料的抗冲击性能和延展性，并且大大降低了制品的密度。但是该专利采用的原材料为木屑、稻壳等制成的木粉，对于人造木材(层压板、密度板、胶合板)等下脚料产生的废木粉(砂光粉)，由于其中含有粘合剂和石膏粉，增加了聚合物熔体的粘度，使其流动性变差，增加了发泡难度，很难做出泡孔均匀的工业品。此外从加工工艺方面，现有的挤出发泡是直接成型发泡制品，存在着因塑化程度不够影响制品质量的问题，成型加工不够方便灵活。

发明内容

本发明解决了塑料和工业废料砂光粉混合挤出发泡的加工流动性等技术问题，提供了一种密度低、耐冲击强度高的木塑微发泡复合材料，同时本发明的工艺方法可以加工出发泡粒料，可以灵活的加工成型各种木塑发泡制品。

本发明的木塑微发泡复合材料是由以下原料按质量份数比组成的：

聚氯乙烯                100份

砂光粉                  30～70份

偶氮二甲酰胺(AC发泡剂)  0.5～2.0份

热稳定剂                5.0～10.0份

增塑剂                  1.0～3.0份

润滑剂                  1.0～2.0份

助发泡剂                3.0～10.0份

偶联剂2.0～4.0份

所述的砂光粉是人造木材(层压板、密度板、胶合板)等的下脚料，里面成分主要有木屑、粘合剂和石膏粉等，砂光粉细度为60～200目。

所述的稳定剂采用常用的稳定剂：三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、硬脂酸铅或/和硬酯酸钡，可以单独用以上一种稳定剂，也可以按三盐基硫酸铅:二盐基亚磷酸铅:硬脂酸铅:硬酯酸钡＝3.0:2.0:1.0:1.0的配比混合使用。

所述的增塑剂采用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或二丁酯(DBP)，可缩短加工时间和塑化时间，改善制品的挠曲性、热扭变性和制品的柔韧性等。

所述的润滑剂采用内润滑剂和外润滑剂，内润滑剂采用硬酯酸及其盐类，外润滑剂采用石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡，内润滑剂主要作用是为了减弱聚合物分子之间的作用力，减少了聚合物分子之间的内摩擦，使聚合物熔体的粘度下降，增加流动性。外润滑剂主要作用是降低聚合物熔体表面和加工设备的金属表面之间的摩擦。

所述的助发泡剂采用甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的共聚物(ACR)，或采用氯化聚乙烯(CPE)或乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)

本发明还包括上述发泡材料的加工成型方法，包括以下工艺步骤：

b.按以下质量百分比配料

聚氯乙烯         100份

砂光粉           30～70份

偶氮二甲酰胺     0.5～2.0份

热稳定剂         5.0～10.0份

增塑剂           1.0～3.0份

润滑剂           1.0～2.0份

助发泡剂         3.0～10.0份

偶联剂           2.0～4.0份

b.将聚氯乙烯树脂和砂光粉加入高速混合机中进行热混，混合一段时间后加入偶联剂、增塑剂、热稳定剂、润滑剂和助发泡剂加工助剂，混合温度为110℃～120，混合时间10～20min，将混合均匀的热料排入冷混机中冷混至40℃，然后加入化学发泡剂偶氮二甲酰胺混合均匀；

c.将混合均匀的物料加入螺杆挤出机中挤出造粒；造粒挤出温度为140-190℃；

d.将制备的颗粒料通过单或双螺杆挤出机挤出，经发泡模具发泡及冷却定型，成型为各种形状的异型发泡制品。

本发明通过调整适当组份的配料配方和加工助剂，有效的解决了塑料与含有粘合剂和石膏粉的废木屑(砂光粉)混合流动性差难发泡问题，得到一种连续均匀的微发泡木塑复合材料，使工业废料砂光粉得到更广泛的回收利用，变废为宝，保护环境。此外采用本发明的方法，可以得到发泡颗粒料，使成型制品塑化性提高，改善制品的质量，而且成型加工更加灵活方便。

具体实施方式

本发明通过以下实施例详细说明，但是本发明的实施不限于实施例所列。

实施例1：

微发泡木塑复合材料由以下原料按质量百分比组成：

聚氯乙烯         100份

砂光粉           30份

AC(发泡剂)       1.5份

热稳定剂         5.0份

增塑剂           1.8份

润滑剂           1.5份

助发泡剂         5.0份

偶联剂           2.0份

a.将聚氯乙烯树脂粉和100目的砂光粉(市售工业品)加入至SRL-Z200/500高速混合机中进行热混，混合5min，按上述配方称量热稳定剂、润滑剂、增塑剂等加工助剂，稳定剂按三盐基硫酸铅:二盐基亚磷酸铅:硬脂酸铅:硬酯酸钡＝3.0:2.0:1.0:1.0进行配比，并加入至混合机中，混合温度110℃，混合时间10min。将混合均匀的热料排入冷混机中冷混至40℃；然后加入发泡剂混合均匀即可；

b.混合好的物料加入SJZ-80/156型锥型双螺杆挤出机共混造粒，挤出机加料段、压缩段、排气段、均化段、合流段、机头各段温度分别设定为：170℃、180℃、180℃、170℃、165℃、180℃(机头)；

c.将制得的颗粒通过SJ-65单螺杆挤出机挤出，挤出机各段加料段、压缩段1、压缩段2、计量段、机头各段温度温度分别为：120℃、140℃、150℃、160℃、165℃，经发泡模具发泡及冷却定型，成型一定形状的发泡制品，该制品是一种连续均匀发泡的微发泡木塑复合材料。冷却定型后通过干燥、牵引、切割等后处理可得到工业产品。

实施例2、实施例3、实施例4：工艺步骤同实施例1，各组分如表1：

表1

Claims (3)

1.一种木塑微发泡复合材料，其特征在于，由以下原料按质量份数比组成：

聚氯乙烯            100份

砂光粉              30～70份

偶氮二甲酰胺        0.5～2.0份

热稳定剂            5.0～10.0份

增塑剂              1.0～3.0份

润滑剂              1.0～2.0份

助发泡剂            3.0～10.0份

偶联剂              2.0～4.0份

所述的砂光粉主要成分为含有木屑、黏合剂和石膏粉的废木屑，砂光粉细度为60～200目；所述的热稳定剂采用三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、硬脂酸铅或/和硬酯酸钡；所述的增塑剂采用邻苯二甲酸二辛酯或二丁酯；所述的润滑剂采用内润滑剂和外润滑剂，内润滑剂采用硬酯酸及其盐类，外润滑剂采用石蜡、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡；所述的助发泡剂采用甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的共聚物，或采用氯化聚乙烯或乙烯-乙酸乙烯共聚物。

2.根据权利要求1的木塑微发泡复合材料，其特征在于：所述的热稳定剂按三盐基硫酸铅：二盐基亚磷酸铅：硬脂酸铅：硬酯酸钡＝3.0:2.0:1.0:1.0的配比混合使用。

3.一种权利要求1所述的木塑微发泡复合材料的加工成型方法，其特征在于：采用以下工艺步骤：

a.按以下质量百分比配料

聚氯乙烯       100份

砂光粉         30～70份

偶氮二甲酰胺      0.5～2.0份

热稳定剂          5.0～10.0份

增塑剂            1.0～3.0份

润滑剂            1.0～2.0份

助发泡剂          3.0～10.0份

偶联剂            2.0～4.0份

b.将聚氯乙烯树脂和砂光粉加入高速混合机中进行热混，混合一段时间后加入偶联剂、增塑剂、热稳定剂、润滑剂和助发泡剂加工助剂，混合温度为110℃～120，混合时间10～20min，将混合均匀的热料排入冷混机中冷混至40℃，然后加入化学发泡剂偶氮二甲酰胺混合均匀；

c.将混合均匀的物料加入螺杆挤出机中挤出造粒；

d.将制备的颗粒通过单或双螺杆挤出机挤出，经发泡模具发泡及冷却定型，成型为各种形状的异型发泡制品。