CN101708617B - 一种耐老化木塑复合材料板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种木塑复合材料，特别是涉及一种耐老化木塑复合材料板材及其制备方法。本发明耐老化木塑复合材料板材，其由木粉、碳酸钙粉、塑料粒子、马来酸酐、硬脂酸盐、颜料、抗菌剂、抗氧剂、紫外线吸收剂先机械混合、再熔融混合后，通过挤出成型制作成耐老化木塑复合材料板材。本发明的耐老化木塑复合材料板材，用途极为广泛，适于建筑装饰、交通运输、家具、市政、园林等行业，不仅可再生、价格低廉，而且耐老化、耐紫外光，是一种理想的替代木材的材料，是木塑复合材料一种新型换代产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种木塑复合材料，特别是涉及一种耐老化木塑复合材料板材及其制备方法。
背景技术
近年来，随着人们环境保护意识的增强，环境友好、可再生、可循环使用的木塑复合材料越来越受到人们的重视，应用领域已涉及轿车内装饰基材，建筑装修、装饰材料，公园、球场、街道等场合使用的露天桌椅、板凳、野餐桌，包装材料及家具等诸多领域。木塑复合材料具有材料均质、尺寸较木材稳定、不易产生裂纹、翘曲变形、且无木材节疤、斜纹等缺陷；具有热塑性塑料的加工性，挤出、模压、注塑等工艺均可用来成型，且设备磨损小；制品可压制成企口形、立体图案和其它要求的开头，无需进行复杂的二次加工；通过加入着色剂、涂漆、覆膜或复合表层等工艺可制成各种色彩绚丽的制品；重量轻，生产能耗小；加工方便，可以进行锯、刨和粘接或用钉子、螺栓连接固定；不需利用有毒的化学物质进行处理，不含甲醛；有木材的外观，比塑料制品高的硬度。废弃后不仅可重复使用和回收再利用，而且能够生物降解，有利于环保等诸多优点，但也存在一些明显不足，如长期使用，特别是露天使用，容易发生开裂、褪色等老化现象，从而缩短了其使用寿命、限定了其使用范围。所以，对传统木塑复合材料进行改性，改善其耐老化性就十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种耐老化木塑复合材料板材及其制备方法，该板材除具有传统木塑复合材料板可回收、可再生、较高的力学性能等特点外，还具有耐老化、不褪色、不腐烂等特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
一种耐老化木塑复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
木粉 60-100
碳酸钙粉 10-16
塑料粒子 25-35
马来酸酐 1-5
硬脂酸盐 0.3-0.7
颜料 0.2-0.3
抗菌剂 0.2-0.3
抗氧剂 0.2-0.3
紫外线吸收剂 0.2-0.3
本发明一种耐老化木塑复合材料板材，其中所述的木粉粒径目数为60-80目。
本发明一种耐老化木塑复合材料板材，其中所述的碳酸钙粉为轻质碳酸钙，粒径目数为800目。
本发明一种耐老化木塑复合材料板材，其中所述的塑料粒子采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一种。
本发明一种耐老化木塑复合材料板材，其中所述的硬脂酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种。
本发明一种耐老化木塑复合材料板材，其中所述的颜料为铁红、铁黄、铁黑、铁绿中的一种。
本发明一种耐老化木塑复合材料板材，其中所述的抗菌剂为纳米氧化锌、纳米氧化银中的一种。
本发明一种耐老化木塑复合材料板材，其中所述的抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、二丁羟基甲苯、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或两种。
本发明一种耐老化木塑复合材料板材，其中所述的紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
优选，一种耐老化木塑复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
木粉 70-90
碳酸钙粉 12-14
塑料粒子 26-34
马来酸酐 2-4
硬脂酸盐 0.4-0.6
颜料 0.22-0.28
抗菌剂 0.22-0.28
抗氧剂 0.22-0.28
紫外线吸收剂 0.22-0.28
更优选，一种耐老化木塑复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
木粉 80
碳酸钙粉 13
塑料粒子 28
马来酸酐 3
硬脂酸盐 0.5
颜料 0.25
抗菌剂 0.25
抗氧剂 0.25
紫外线吸收剂 0.25
本发明一种耐老化木塑复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将木粉、碳酸钙粉、马来酸酐、硬脂酸盐、颜料、抗菌剂、抗氧剂、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内搅拌6-10分钟；
(3)、往上述混合料中添加塑料粒子，混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度140℃-190℃，模头温度160℃-210℃，得到耐老化木塑复合材料粒子；
(4)、采用机器将所得耐老化木塑复合材料粒子挤出成型耐老化木塑复合材料板材，挤出机机筒温度145℃-190℃，模头温度150℃-205℃，即完成。
本发明的一种耐老化木塑复合材料板材，生产制造方便，传统的塑料生产工艺无需改进即可用于其生产及加工制作，生产过程中机械化程度较高，所需劳动力较少，生产成本低；一种耐老化木塑复合材料板材和普通塑料板材相比，所用塑料量减小，对环境更加友好，模量更高，刚性更大，更加抗蠕变，同时可对木粉等工农业边角料进行废物利用，降低产品原料成本；一种耐老化木塑复合材料板材和其它木塑复合材料相比，具有耐老化程度更高、不褪色、不腐烂等特点，使用寿命更长，可广泛应用于轿车等交通工具的内装饰基材，建筑装修、装饰材料，公园、球场、市政等场合使用的露天桌椅、板凳、野餐桌，包装材料及家具等诸多领域。
具体实施方式
以下采用实施例具体说明本发明的一种耐老化木塑复合材料板材及其制备方法。
实施例1
木粉(70目) 80kg 碳酸钙粉 13kg 聚乙烯粒子 28kg
马来酸酐 3kg 硬脂酸锌 0.5kg 铁红 0.25kg
纳米氧化锌 0.25kg 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮 0.22kg
β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯 0.25kg
木粉(80目) 90kg 碳酸钙粉 14kg 聚苯乙烯粒子 34kg
马来酸酐 2kg 硬脂酸锌 0.4kg 铁黄 0.22kg
纳米氧化锌 0.22kg 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮 0.25kg
二丁羟基甲苯 0.28kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将木粉、碳酸钙粉、马来酸酐、硬脂酸锌、铁黄、纳米氧化锌、二丁羟基甲苯及2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮置于机械搅拌釜内搅拌10分钟；
(3)、往上述混合料中添加聚苯乙烯塑料粒子，混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度160℃-190℃，模头温度210℃，得到耐老化木塑复合材料粒子；
(4)、采用机器将所得耐老化木塑复合材料粒子挤出成型耐老化木塑复合材料板材，挤出机机筒温度170℃-190℃，模头温度205℃，即完成。
实施例3
木粉(80目) 60kg 碳酸钙粉 10kg 聚氯乙烯粒子 35kg
马来酸酐 4kg 硬脂酸钙 0.3kg 铁绿 0.28kg
纳米氧化银 0.25kg 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮 0.3kg
β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯 0.14kg
二丁羟基甲苯 0.14kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将木粉、碳酸钙粉、马来酸酐、硬脂酸钙、铁绿、纳米氧化银、二丁羟基甲苯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯及2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮置于机械搅拌釜内搅拌8分钟；
(3)、往上述混合料中添加聚氯乙烯塑料粒子，混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度140℃-175℃，模头温度160℃，得到耐老化木塑复合材料粒子；
(4)、采用机器将所得耐老化木塑复合材料粒子挤出成型耐老化木塑复合材料板材，挤出机机筒温度145℃-170℃，模头温度185℃，即完成。
实施例4
木粉(60目) 100kg 碳酸钙粉 16kg 聚丙烯粒子 26kg
马来酸酐 5kg 硬脂酸钙 0.7kg 铁黑 0.3kg
纳米氧化银 0.28kg 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮 0.3kg
四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.22kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将木粉、碳酸钙粉、马来酸酐、硬脂酸钙、铁黑、纳米氧化银、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯及2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮置于机械搅拌釜内搅拌6分钟；
(3)、往上述混合料中添加聚丙烯塑料粒子，混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度165℃-190℃，模头温度170℃，得到耐老化木塑复合材料粒子；
(4)、采用机器将所得耐老化木塑复合材料粒子挤出成型耐老化木塑复合材料板材，挤出机机筒温度140℃-190℃，模头温度200℃，即完成。
实施例5
木粉(70目) 90kg 碳酸钙粉 10kg 聚丙烯粒子 28kg
马来酸酐 1kg 硬脂酸钙 0.6kg 铁黑 0.2kg
纳米氧化锌 0.2kg 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮 0.2kg
四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.15kg
二丁羟基甲苯 0.15kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将木粉、碳酸钙粉、马来酸酐、硬脂酸钙、铁黑、氧化锌、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二丁羟基甲苯及2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮置于机械搅拌釜内搅拌7分钟；
(3)、往上述混合料中添加聚丙烯塑料粒子，混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度155℃-185℃，模头温度190℃，得到耐老化木塑复合材料粒子；
(4)、采用机器将所得耐老化木塑复合材料粒子挤出成型耐老化木塑复合材料板材，挤出机机筒温度155℃-185℃，模头温度185℃，即完成。
实施例6
木粉(80目) 70kg 碳酸钙粉 12kg 聚乙烯粒子 25kg
马来酸酐 2.6kg 硬脂酸钙 0.52kg 铁红 0.24kg
纳米氧化锌 0.3kg 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮 0.28kg
β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯 0.15kg
四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.05kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将木粉、碳酸钙粉、马来酸酐、硬脂酸钙、铁红、纳米氧化锌、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.15
及2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮置于机械搅拌釜内搅拌9分钟；
(3)、往上述混合料中添加聚乙烯塑料粒子，混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度145℃-175℃，模头温度185℃，得到耐老化木塑复合材料粒子；
(4)、采用机器将所得耐老化木塑复合材料粒子挤出成型耐老化木塑复合材料板材，挤出机机筒温度160℃-178℃，模头温度150℃，即完成。
以下通过检测证明本发明实施例1的耐老化木塑复合材料板材的效果，其检测结果如下：
静曲强度：大于23MPa，静曲模量：大于1.6GPa
90℃下热氧老化3000h，静曲强度保持率：大于85％，静曲模量保持率：大于88％，无粉化、开裂等现象
紫外光老化2000h，静曲强度保持率：大于85％，静曲模量保持率：大于85％，无粉化、开裂等现象
以上结果均达到或超过相关标准。
Claims (12)
1.一种耐老化木塑复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：
木粉 60-100
碳酸钙粉 10-16
塑料粒子 25-35
马来酸酐 1-5
硬脂酸盐 0.3-0.7
颜料 0.2-0.3
抗菌剂 0.2-0.3
抗氧剂 0.2-0.3
紫外线吸收剂 0.2-0.3。
2.根据权利要求1所述的一种耐老化木塑复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：
木粉 70-90
碳酸钙粉 12-14
塑料粒子 26-34
马来酸酐 2-4
硬脂酸盐 0.4-0.6
颜料 0.22-0.28
抗菌剂 0.22-0.28
抗氧剂 0.22-0.28
紫外线吸收剂 0.22-0.28。
3.根据权利要求2所述的一种耐老化木塑复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：
木粉 80
碳酸钙粉 13
塑料粒子 28
马来酸酐 3
硬脂酸盐 0.5
颜料 0.25
抗菌剂 0.25
抗氧剂 0.25
紫外线吸收剂 0.25。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种耐老化木塑复合材料板材，其特征在于所述的木粉粒径目数为60-80目。
5.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种耐老化木塑复合材料板材，其特征在于所述的碳酸钙粉为轻质碳酸钙，粒径目数为800目。
6.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种耐老化木塑复合材料板材，其特征在于所述的塑料粒子采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中、聚氯乙烯的一种。
7.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种耐老化木塑复合材料板材，其特征在于所述的硬脂酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种。
8.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种耐老化木塑复合材料板材，其特征在于所述的颜料为铁红、铁黄、铁黑、铁绿中的一种。
9.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种耐老化木塑复合材料板材，其特征在于所述的抗菌剂为纳米氧化锌、纳米氧化银中的一种。
10.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种耐老化木塑复合材料板材，其特征在于所述的抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、二丁羟基甲苯、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或两种。
11.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种耐老化木塑复合材料板材，其特征在于所述的紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
12.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种耐老化木塑复合材料板材的制备方法，其特征在于其制备方法为：
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将木粉、碳酸钙粉、马来酸酐、硬脂酸盐、颜料、抗菌剂、抗氧剂、紫外线吸收剂置于机械搅拌釜内搅拌6-10分钟；
(3)、往上述混合料中添加塑料粒子，混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度140℃-190℃，模头温度160℃-210℃，得到耐老化木塑复合材料粒子；
(4)、采用机器将所得耐老化木塑复合材料粒子挤出成型耐老化木塑复合材料板材，挤出机机筒温度145℃-190℃，模头温度150℃-205℃，即完成。
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