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CN116694096A - 一种防静电的塑木材料及其制备方法 - Google Patents

一种防静电的塑木材料及其制备方法 Download PDF

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CN116694096A CN202310850338.5A CN202310850338A CN116694096A CN 116694096 A CN116694096 A CN 116694096A CN 202310850338 A CN202310850338 A CN 202310850338A CN 116694096 A CN116694096 A CN 116694096A
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Abstract

本发明公开了一种防静电的塑木材料及其制备方法。以废弃塑料和木粉作为原料，加入碳酸钙、沸石、润滑剂、稳定剂、纳米硼纤维、复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液与其进行工艺加工。本发明还提出了一种复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液，既解决了固态纳米氧化锡锑分散性差问题、也避免了水分的引入造成工艺难题，加入疏水改性高岭土使其在高温熔融的石蜡中形成的渗透结构能防止氧化锡锑在石蜡中发生团聚。采用硬脂酸及其硬脂酸盐作为外润滑剂，石蜡既作为氧化锡锑的载体又发挥到内润滑剂的作用，外内润滑剂配合使用不仅提高热熔塑料的加工流动性和产品的增塑性能，还改变了塑木材料的色彩透明度使材料更具有美观性。

Description

一种防静电的塑木材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及木制纤维材料技术领域，尤其涉及一种防静电的塑木材料及其制备方法。
背景技术
塑木材料是一种以回收废弃塑料作为原料、废弃植物纤维作为辅料、通过工艺加工复合而成的复合材料，也称塑木复合材料；常用的废弃塑料原料有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等回收的废旧塑料，常用的废弃植物纤维有木粉、稻壳、农林桔杆等废弃物，再经挤压、模压、注射成型等加工工艺混合制备成板材。塑木材料可用于制成室内外各种铺板、栅栏、建筑模板、防潮隔板、楼梯板、扶手、门窗框、木屋等。塑木材料倡导的低碳生活、绿色环保、可持续工艺、可循环可再生等理念，可有效缓解我国森林资源贫乏、木材供应紧缺、环境可持续性被破坏等问题；结合了塑料高分子材料和植物天然纤维的诸多优点，既依靠可持续工艺为消费者提供创新的生态友好型木材材料，也能减少废物、节约能源和利用最佳制造工艺来减少碳足迹，是一种极具发展前途的新型木制材料。
塑木材料具有防水、防潮、防蛀、防霉、绿色环保等特点，用作地板材料避免不了与人体和物体密切接触。静电是生活中常见的物理现象，任何物质都带有电荷，生活中大部分物质都是导体，包括人体、衣物、木地板、雨水或生活废水等；人体带电主要是人体与衣服的摩擦和行走时鞋底与地面的摩擦产生的，在空气湿度过低的秋冬季节，人体静电情况尤为明显；常用的木地板除静电方法有：利用加湿器保持环境湿度、涂抹防静电的地板蜡、中性的洗涤剂洗涤、赤脚行走隔绝静电等。
传统家具有胶接、钉接、榫卯结构连接这三种连接方式；塑木家具主要是通过胶接、钉接进行连接的，胶接会导致运输不便，钉接则会遇到握钉力不够且不美观的问题；传统塑木板由于还原了柔软性所以材质上硬度较低，极容易在碰撞中起裂痕，耐磨性、耐用性低于实木材料，在进行榫卯结构连接时也容易因为杠杆原理的碰撞被撬动而断开连接。本发明提出的一种防静电的塑木材料的优势之一是提出了一种防静电的塑木材料及其制备方法，在传统家具中应用的优势之二是它可以像天然木材一样进行榫卯结构连接，既还原了亲和性和柔软性，又避免硬度降低的缺陷；且本发明提出的防静电的塑木材料作为塑木复合板的尺寸稳定性好受外界湿热变化影响较小，而这是因加工等原因尺寸会热胀冷缩的传统实木家具无法达到的。
CN102561656A公开了一种防静电瓷木复合地板，通过导电胶黏剂复合涂有防静电木器漆的木地板，将防静电陶瓷坯体和木地板相结合；其中防静电陶瓷坯体中加入了复合防静电粉，所述复合防静电粉由导电石墨、氧化锡、氧化锑或氧化锌中的两种或两种以上混合而成。
CN102627795A公开了一种防霉防静电塑木复合材料及其制备方法，通过防静电剂提升了防静电性能，所述的防静电剂为高分子防静电剂，即尼龙12类聚酰胺弹性体。
CN102618051A公开了一种防霉防静电塑木复合材料，主要成分有：木质粉、PE、轻质碳酸钙粉、硬脂酸锌、聚纤维素醚季铵盐、抗氧化剂、碳纤维、铝钛复合偶联剂，提供除静电和防腐性能。
CN107987433A公开了一种PVC木塑发泡板材及其制备方法，加入废弃陶瓷粉体、氧化铝、二氧化硅及玻化微珠，废弃陶瓷粉体、氧化铝、二氧化硅及玻化微珠能够极大的增强木塑材料的硬度、强度、隔热保温和阻燃等性能，从而使力学强度高、抗冲击能力好、硬度较高，可广泛用于家装、建筑等材料中。
以上这些专利文献报道的方案都是单方面提高防静电性和硬度，并不能同时解决防静电性和材料硬度降低的问题。在实际使用中，通常需要涂膜或增加湿度的方法进行二次保养才能达到共同作用的效果。因此，提供一种新型塑木防静电方案尤为重要。
发明内容
塑木材料在使用的过程会因摩擦导致静电，不合适的防静电加工会引起木材纤维分散和浸润，过分的配比混合也会使木材纤维受损，从而导致物理性能的降低。因此本发明所要解决的技术问题是提高塑木材料防静电性的同时增强材料硬度、耐磨性和尺寸稳定性，缓解加工等原因导致尺寸热胀冷缩的问题。
本发明提出的一种防静电的塑木材料的制备方法，具体步骤如下，以重量份计：
(1)将废弃塑料放置塑料破碎机中进行破碎后过筛，对过筛后的塑料原料进行水洗，去除泥沙等简单的杂质；将清洗后的塑料原料放置漂白池漂白，二次清洗；将漂白后的塑料原料在室温下烘干，备用；
(2)将木粉、碳酸钙、沸石分别置于烘干机中，90-100℃烘干1-3h，备用；
(3)将1-2份煅烧高岭土送入密闭的疏水器中，通入氮气进行置换，将氧气浓度控制在1％以下，泵入5-10份的水和0.1-0.3份二甲基二氯硅烷，在70-80℃条件下疏水改性2-6h，得到疏水改性高岭土备用，水分含量小于1％；
(4)将1-2份的液体石蜡升温至60-70℃，加入2-4份纳米氧化锡锑继续搅拌1-2h，冷却至室温加入1-2份疏水改性高岭土，室温下、5000-8000r/min转速搅拌1-2h得到复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液，备用；
(5)先将上述步骤烘干后的30-40份塑料原料、40-60份木粉、8-12份碳酸钙、5-10份沸石加到螺杆造粒机中，后将0.5-5份润滑剂、2-5份稳定剂、1-3份纳米硼纤维、4-8份复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液加入螺杆造粒机中进行造粒得到原料粒子，螺杆造粒机设置温度为85-330℃；
(6)将原料粒子加到热塑设备中，150-250℃加热2-4h；
(7)利用热塑性材料高温下熔融流动的原理，趁热挤出通过装有模具的出口，冷却至室温得到防静电的塑木材料。
所述步骤(1)中的废弃塑料为热塑性塑料材料，优选为聚四氟乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯塑料中的任意一种。
所述步骤(1)中的破碎后过筛优选为40目-60目筛。
所述步骤(2)中木粉的粒度优选为40目-60目。
所述步骤(4)中的润滑剂优选为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸锌的至少一种。
所述步骤(4)中的稳定剂优选为有机锡类热稳定剂；优选为二月桂酸二乙基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、马来酸二丁基锡、马来酸二正辛基锡、马来酸单丁酯二丁基锡、顺丁烯二酸二丁基锡、硫代甘醇酸异辛酯二正辛基锡中任意一种。
所述步骤(5)中螺杆造粒机设置温度为85-330℃，温度根据废弃塑料熔点而定。
塑料在自然界中自行降解需要100年以上，将废弃塑料回收再利用，不仅绿色环保、而且赋予了废弃塑料更高的价值；热塑性塑料具有优良的电绝缘性，具有极低的介电常数和介质损耗，是优良的电绝缘性材料；在一定的温度条件下，塑料能软化或熔融成任意形状，冷却后形状不变；这种状态可多次反复而始终具有可塑性。热塑性塑料易于成型加工，高温工艺下软化或熔融成任意形状，冷却后保持形状不变，这种状态可多次反复而始终具有可塑性，但耐热性较低，易于蠕变，其蠕变程度随承受负荷、环境温度、溶剂、湿度而变化。
碳酸钙起提高刚性和填充作用。
纳米硼纤维弥补了塑木材料硬度低的缺陷，硬度增强也提高了塑料熔融凝固时的尺寸稳定性。
沸石，由碳酸钠、苛性钾、长石、高岭石等混合并熔融后制得的具有不规则结构的产物，别名硅酸铝钾盐、合成沸石等，通过粉体中大量的结晶空洞，可以捕捉粉体可以吸收材料中的异味。
石蜡、硬脂酸及其硬脂酸盐价格便宜、润滑性能好、熔点低，低熔点的润滑剂在赋予润滑性的同时也起到增塑的性能。石蜡用作塑料衍生制品的透明性内润滑剂，石蜡用量会影响塑料衍生制品的透明度，内润滑剂获取的表面润滑性能虽然短期内效果良好，但随着时间的推移材料会逐渐失去表面润滑效果，润滑效果不持久；硬脂酸及其硬脂酸盐作为脂肪族化合物与树脂类塑料相容性好，在内润滑度较高的情况下，体现出外润滑的作用，可起到强化润滑作用、优化润滑剂的分散性；硬脂酸及其硬脂酸盐和石蜡以一定比例的进行复配，能够提高产品的使用性能、保持良好的色彩透明度和渗透性、提高热熔塑料的加工流动性，从而能达到更良好的润滑效果。
有机锡类热稳定剂是热稳定性最好的一种稳定剂，与PVC的相容性好，一般不会出现铅盐稳定剂和金属皂稳定剂在金属表面析出的现象。稳定剂的加入能使体系稳定性提高；塑料经高温下会熔融流动，加入稳定剂使其与木粉的黏度降低，继续保持良好的流动性，既能防止和缓解高温塑化的加工过程中产生分解、也能防治成型过程中光和氧的化学作用导致氧化；稳定剂与其他助剂不发生反应，不影响制品的性能，且减少高分子化合物与加工机械之间的摩擦力，减少设备的磨损，使挤出成型能顺利进行。
煅烧高岭土本质为硅酸盐矿物质，通过对煅烧高岭土的表面进行脱羟基处理，使高岭土表面连接着不水解的甲基基团，从而加强了疏水性，促进和保持粉末的流动和抗结块，使氧化锡锑在石蜡中的抗团聚性能增强。
纳米氧化锡锑的吸附性强，能吸附气体等介质与其作用，易导致团聚影响分散性；当纳米氧化锡锑作为固体形态添加至则原料中无法分散均匀，无法保证其性能的稳定性。纳米氧化锡锑亲水性强，加入水中立刻融化成均匀、无分层、无沉淀的淡蓝色透明液体，在均匀分散的导电纳米超微粒子的相互作用形成导电膜，导电膜中电荷移动可实现高透射率和防静电效果；但在塑木的合成工艺中需严格对所有原料进行干燥，含水会产生气泡影响材料的平整度和美观性。发明人在研究中发现将纳米氧化锡锑加至石蜡中既解决了固态纳米氧化锡锑分散性差导致的易团聚问题、也避免了水分的引入造成工艺难题。发明人为了克服固态氧化锡锑在石蜡载体中的不稳定性，研究发现将高岭土经过煅烧脱羟基化改善提高了高岭土的疏水性，但是煅烧高岭土的灵敏度大，在后续干燥过程中容易变形和开裂，因此本发明研究员进行了进一步研究，发现在煅烧高岭土上接枝甲基改进得到疏水改性高岭土，将疏水改性后高岭土使其在高温熔融的石蜡中形成的渗透结构，渗流结构能够吸收其他物质的大颗粒并防止氧化锡锑发生团聚。最终研究得到一种复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液。
本发明的有益效果：
1、践行绿色工艺的环保理念，赋予了废弃塑料更高的价值，将热塑性塑料的电绝缘性应用的工艺中；
2、相比现有技术，工艺中使用的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸锌的任意一种，硬脂酸及其硬脂酸盐作为外润滑剂，而石蜡既作为纳米氧化锡锑的载体又发挥到内润滑剂的作用，外内润滑剂配合使用不仅提高热熔塑料的加工流动性和产品的增塑性能，还改变了塑木材料的色彩透明度使材料更具有美观性。
3、为了解决煅烧高岭土的灵敏度大问题，对煅烧高岭土进行表面处理得到疏水改性高岭土，疏水改性高岭土表面连接着不水解的甲基基团，从而加强了疏水性，促进和保持粉末的流动和抗结块，使氧化锡锑在石蜡中的抗团聚性能增强。
4、现有技术中的涂料等外部保护层的方式无法保证其性能的稳定性，因此在本发明中添加了疏水改性高岭土得到复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液，既解决了固态纳米氧化锡锑分散性差问题、也避免了水分的引入造成工艺难题，加入疏水改性后的高岭土使其在高温熔融的石蜡中形成的渗透结构能够吸收其他物质的大颗粒并防止氧化锡锑在石蜡中发生团聚。
具体实施方式
实施例中所使用到的部分原料来源：
废弃聚丙烯塑料：食品级塑料饭盒，一次性饭盒，饭盒底部的回收标志为PP，表示此材质为聚丙烯，聚丙烯熔点为189℃，密度为0.89-0.91g/cm3；木粉：松木家具的边角料，经回收研磨过筛至粉末状，目数为40目；碳酸钙：1000目，高白，轻质碳酸钙；水洗高岭土：未经煅烧，1500目；煅烧高岭土：1500目，二氧化硅含量52wt.％，白度>92％；石蜡：液体石蜡，工业级10号，40℃的运动黏度为9.0～11.0mm2/s；氧化锡锑：纳米氧化锡锑，深蓝色粉末，50nm；纳米硼纤维：纤维直径100μm、长度500nm。
实施例1
一种防静电塑木材料的制备方法如下：
(1)将废弃聚丙烯塑料放置塑料破碎机中进行破碎后过40目筛，对过筛后的塑料原料进行水洗，去除泥沙等简单的杂质；将清洗后的塑料原料放置漂白池漂白，二次清洗；将漂白后的塑料原料在室温下烘干，备用；
(2)将40目木粉、碳酸钙、沸石分别置于烘干机中，90℃烘干2h，备用；
(3)先将上述步骤烘干后的330g塑料原料、450g木粉、100g碳酸钙、60g沸石加到螺杆造粒机中，后将10g硬脂酸钙、30g二月桂酸二丁基锡、20g的纳米硼纤维、10g水洗高岭土、15g石蜡、20g氧化锡锑固体加入螺杆造粒机中进行造粒得到原料粒子，螺杆造粒机设置温度为190℃；
(4)将原料粒子加到热塑设备中，220℃加热3h；
(5)利用热塑性材料高温下熔融流动的原理，趁热挤出通过装有模具的出口，冷却至室温得到防静电的塑木材料。
实施例2
一种防静电塑木材料的制备方法如下：
(1)将废弃聚丙烯塑料放置塑料破碎机中进行破碎后过40目筛，对过筛后的塑料原料进行水洗，去除泥沙等简单的杂质；将清洗后的塑料原料放置漂白池漂白，二次清洗；将漂白后的塑料原料在室温下烘干，备用；
(2)将40目木粉、碳酸钙、沸石分别置于烘干机中，90℃烘干2h，备用；
(3)将15g液体石蜡升温至65℃，加入20g纳米氧化锡锑继续搅拌1.5h，冷却至室温，室温下、6000r/min转速搅拌1h得到复合氧化锡锑/石蜡乳液，备用；
(4)先将上述步骤烘干后的330g塑料原料、450g木粉、100g碳酸钙、60g沸石加到螺杆造粒机中，后将10g硬脂酸钙、30g二月桂酸二丁基锡、20g的纳米硼纤维、30g复合氧化锡锑/石蜡乳液加入螺杆造粒机中进行造粒得到原料粒子，螺杆造粒机设置温度为190℃；
(5)将原料粒子加到热塑设备中，220℃加热3h；
(6)利用热塑性材料高温下熔融流动的原理，趁热挤出通过装有模具的出口，冷却至室温得到防静电的塑木材料。
实施例3
一种防静电塑木材料的制备方法如下：
(1)将废弃聚丙烯塑料放置塑料破碎机中进行破碎后过40目筛，对过筛后的塑料原料进行水洗，去除泥沙等简单的杂质；将清洗后的塑料原料放置漂白池漂白，二次清洗；将漂白后的塑料原料在室温下烘干，备用；
(2)将40目木粉、碳酸钙、沸石分别置于烘干机中，90℃烘干2h，备用；
(3)将15g液体石蜡升温至65℃，加入20g纳米氧化锡锑继续搅拌1.5h，冷却至室温加入10g的水洗高岭土，室温下、6000r/min转速搅拌1h得到复合氧化锡锑/水洗高岭土/石蜡乳液，备用；
(4)先将上述步骤烘干后的330g塑料原料、450g木粉、100g碳酸钙、60g沸石加到螺杆造粒机中，后将10g硬脂酸钙、30g二月桂酸二丁基锡、20g的纳米硼纤维、40g复合氧化锡锑/水洗高岭土/石蜡乳液加入螺杆造粒机中进行造粒得到原料粒子，螺杆造粒机设置温度为190℃；
(5)将原料粒子加到热塑设备中，220℃加热3h；
(6)利用热塑性材料高温下熔融流动的原理，趁热挤出通过装有模具的出口，冷却至室温得到防静电的塑木材料。
实施例4
一种防静电塑木材料的制备方法如下：
(1)将废弃聚丙烯塑料放置塑料破碎机中进行破碎后过40目筛，对过筛后的塑料原料进行水洗，去除泥沙等简单的杂质；将清洗后的塑料原料放置漂白池漂白，二次清洗；将漂白后的塑料原料在室温下烘干，备用；
(2)将40目木粉、碳酸钙、沸石分别置于烘干机中，90℃烘干2h，备用；
(3)将15g液体石蜡升温至65℃，加入20g纳米氧化锡锑继续搅拌1.5h，冷却至室温加入10g的煅烧高岭土，室温下、6000r/min转速搅拌1h得到复合氧化锡锑/煅烧高岭土/石蜡乳液，备用；
(4)先将上述步骤烘干后的330g塑料原料、450g木粉、100g碳酸钙、60g沸石加到螺杆造粒机中，后将10g硬脂酸钙、30g二月桂酸二丁基锡、20g的纳米硼纤维、40g复合氧化锡锑/煅烧高岭土/石蜡乳液加入螺杆造粒机中进行造粒得到原料粒子，螺杆造粒机设置温度为190℃；
(5)将原料粒子加到热塑设备中，220℃加热3h；
(6)利用热塑性材料高温下熔融流动的原理，趁热挤出通过装有模具的出口，冷却至室温得到防静电的塑木材料。
实施例5
一种防静电塑木材料的制备方法如下：
(1)将废弃聚丙烯塑料放置塑料破碎机中进行破碎后过40目筛，对过筛后的塑料原料进行水洗，去除泥沙等简单的杂质；将清洗后的塑料原料放置漂白池漂白，二次清洗；将漂白后的塑料原料在室温下烘干，备用；
(2)将40目的木粉、碳酸钙、沸石分别置于烘干机中，90℃烘干2h，备用；
(3)将10g煅烧高岭土送入密闭的疏水器中，通入氮气进行置换，将氧气浓度控制在1％以下，泵入70g水和2g二甲基二氯硅烷，在80℃条件下疏水改性2h，得到疏水改性高岭土备用，水分含量小于1％；
(4)将15g的液体石蜡升温至65℃，加入20g纳米氧化锡锑继续搅拌1.5h，冷却至室温加入10g的疏水改性高岭土，室温下、6000r/min的转速搅拌1h得到复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液，备用；
(5)先将上述步骤烘干后的330g塑料原料、450g木粉、100g碳酸钙、60g沸石加到螺杆造粒机中，后将10g硬脂酸钙、30g二月桂酸二丁基锡、20g纳米硼纤维、40g复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液加入螺杆造粒机中进行造粒得到原料粒子，螺杆造粒机设置温度为190℃；
(6)将原料粒子加到热塑设备中，220℃加热3h，使熔融后的塑料原料与木材分子相互衔接；
(7)利用热塑性材料高温下熔融流动的原理，趁热挤出通过装有模具的出口，冷却至室温得到防静电的塑木材料。
测试例1
外观质量测试
按实施例1-5的方法制备长100mm、宽100mm、厚10mm的塑木试件作为测试试件，测试数据取每组的平均值。记录测试结果如表1所示。
表1：外观质量测试
板面凹凸 杂质颗粒 厚度不均 颜色不均 鼓包 痕纹
实施例1 无 2颗 无 无 无 无
实施例2 无 无 无 无 无 无
实施例3 无 无 无 无 无 无
实施例4 无 无 无 无 无 无
实施例5 无 无 无 无 无 无
测试例2
物理力学性能测试
记录测试结果如表2所示。
(1)表面耐刮痕测试：
按实施例1-5的方法制备长100mm、宽100mm、厚10mm的塑木试件作为测试试件，依据GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》，测试数据取每组的平均值。
测试在室温环境进行，先用棉布擦净试件表面，将被测面向上固定在划痕试验仪转盘上，调节横梁高度，使金刚石针尖部接触到试件表面时，横梁上边缘处于水平位置；将砝码移到载荷为4.0N的位置上，划动使划痕试验仪转盘旋转1h，使金刚石针在试件表面刻划；取下试件，用颜鱼对比剂擦拭试件表面刻画的区域，使其刻痕明显；并用干净的棉布仔细擦去划痕上多余的未染色的颜色对比剂；在自然光下从任意角度观察试件表面被刻划部位的情况，试件表面有无大于90％的连续划痕或表面装饰花纹有无破坏现象。
(2)表面耐摩测试：
按实施例1-5的方法制备长100mm、宽100mm、厚10mm的塑木试件作为测试试件，依据GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》，测试数据取每组的平均值。
将砂布与研磨轮粘好，用脱脂纱布将试件表面擦净并称重精确至1mg；把研磨轮安装在磨耗试验机上，置计数器鱼零；用试件夹夹紧试件，然后将研磨轮轻轻放在试件上；开启吸尘器，然后在5N外力、100r磨耗转数的条件下旋转试件；磨耗转数由产品标准规定；取下试件，除去表面浮灰称量，精确至1mg。密度≤0.1％即达到指标，表面耐摩测试计算方法如下：
F＝(m1-m2/R)×100
式中：
F——磨耗值，单位为毫克每100转(mg/100r)
m1——试件磨前质量，单位为毫克(mg)
m2——试件磨后质量，单位为毫克(mg)
R——磨耗转数，单位为转(r)
(3)密度测试：
按实施例1-5的方法制备长50mm、宽50mm、厚10mm的塑木试件作为测试试件，依据GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》，测试数据取每组的平均值。
试件在切割后应立即进行称量，精确至0.01g。分别测量试件的长度、宽度、厚度，精确至1mm。密度≥0.75g/cm3即达到指标，密度计算方法如下：
ρ＝{m/(l×b×t)}×1000
式中：
ρ——试件的密度，单位为克每立方厘米(g/cm3)
m——试件的密度，单位为克(g)
l——试件的长度，单位为毫米(mm)
b——试件的宽度，单位为毫米(mm)
t——试件的厚度，单位为毫米(mm)
(4)含水率测试：
按实施例1-5的方法制备长50mm、宽50mm、厚10mm的塑木试件作为测试试件，依据GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》，测试数据取每组的平均值。
试件在105℃下干燥至质量恒定，干燥后的试件应立即置于干燥器肉冷却，防止从空气中吸收水分。冷却至温后称量，精确至0.01g。干燥前后相隔6h两次称量质量差小于试件质量的0.1％，即视为试件质量恒定；含水率8％-12％即达到指标，含水率计算方法如下：
H＝(m0-m1/m1)×100
式中：
H——试件的含水率，以百分率表示(％)
m0——试件干燥前的质量，单位为克(g)
m1——试件干燥后的质量，单位为克(g)
表2物理力学性能测试
测试例3
电阻测试
按实施例1-5的方法制备长100mm、宽100mcm、厚1cm的塑木试件作为测试样本，依据GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》，测试数据取每组的平均值。
将试件在相对湿度为55％、室温的恒温恒湿箱内放置24h，用滤纸等蘸水擦净试件表面，并用软布擦干；将试件、测阻仪、黄铜测量电极连接成一个串联线路，黄铜测量电极放置在试件中心部；加载500V直流电压，经过30s读取测阻仪的指示值，即为所测试件的电阻；国际标准规定防静电材料的表面电阻在106-109之间，比较好的静电板能达到105-1010，电阻值越小防静电效果更好，记录测试结果如表3所示。
表3电阻测试
电阻/Ω
实施例1 4.0×107
实施例2 2.9×107
实施例3 5.7×106
实施例4 4.3×106
实施例5 1.6×105
测试例4
耐冷热循环测试
按实施例1-5的方法制备长180mm、宽180mm、厚10mm的塑木试件作为测试试件，依据GB/T24508-2020《木塑地板》，测试试件抵抗温度反复变化的能力，数据取每组的平均值并进行计算。记录测试结果如表5所示。
用脱脂纱布蘸少许乙醇将试件表面擦净晾干，在每个试件上画出平行于长度方向的中心线，并测量中心线长度L0，精确至0.02mm；在空气对流干燥箱和低温箱中进行高低温反复3次的周期试验。如表4所示：
表4耐冷热循环测试温度
温度 25℃ -30℃ 25℃ 50℃
时间 1h 6h 1h 16h
3次周期试验结束后在25℃温度下放置6h以上，于自然光线下目测试件外观是否有开裂、鼓泡、油斑等情况，并测量中心线长度L0；长度尺寸变化率≤0.3％即达到指标，长度尺寸变化率计算方法如下：
C＝(L1-L0/L0)×100％
式中：
C——试件长度尺寸变化率(％)
L1——试件在试验后的尺寸，单位为毫米(mm)
L0——试件在试验前的尺寸，单位为毫米(mm)
表5耐冷热循环测试
外观是否开裂、鼓泡、油斑 长度尺寸变化率
实施例1 有鼓泡 0.35％
实施例2 无 0.28％
实施例3 无 0.24％
实施例4 无 0.21％
实施例5 无 0.15％
将实施例1-5制备的防静电塑木材料经过外观、物理力学性能、电阻防静电性、耐冷热循环测试发现，本发明针对氧化锡锑易团聚问题对其进行了复合改进，将氧化锡锑、疏水改性高岭土制成复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液添加至塑木工艺中，实施例5加入的疏水改性高岭土提高了材料在石蜡载体中的稳定性，提高了抗团聚性从而提高分散性，达到提高防静电性和物理性能的目的。

Claims (10)

1.一种防静电的塑木材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，各原料以重量份计：
(1)将废弃塑料放置塑料破碎机中进行破碎后过筛，对过筛后的塑料原料进行水洗，去除泥沙等简单的杂质；将清洗后的塑料原料放置漂白池漂白，二次清洗；将漂白后的塑料原料在室温下烘干，备用；
(2)将木粉、碳酸钙、沸石分别置于烘干机中，90-100℃烘干1-3h，备用；
(3)将1-2份煅烧高岭土送入密闭的疏水器中，通入氮气进行置换，将氧气浓度控制在1％以下，泵入5-10份水和0.1-0.3份二甲基二氯硅烷，在70-80℃条件下疏水改性2-6h，得到疏水改性高岭土备用，水分含量小于1％；
(4)将1-2份的液体石蜡升温至60-70℃，加入2-4份纳米氧化锡锑继续搅拌1-2h，冷却至室温加入1-2份疏水改性高岭土，室温下、5000-8000r/min转速搅拌1-2h得到复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液，备用；
(5)先将上述步骤烘干后的30-40份塑料原料、40-60份木粉、8-12份碳酸钙、5-10份沸石加到螺杆造粒机中，后将0.5-5份润滑剂、2-5份稳定剂、1-3份纳米硼纤维、4-8份复合氧化锡锑/疏水改性高岭土/石蜡乳液加入螺杆造粒机中进行造粒得到原料粒子，螺杆造粒机设置温度为85-330℃；
(6)将原料粒子加到热塑设备中，150-250℃加热2-4h；
(7)利用热塑性材料高温下熔融流动的原理，趁热挤出通过装有模具的出口，冷却至室温得到防静电的塑木材料。
2.根据权利要求1所述的防静电塑木材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的废弃塑料为热塑性塑料材料。
3.根据权利要求1或2所述的防静电塑木材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的废弃塑料为聚四氟乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯塑料中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的防静电塑木材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的破碎后过筛为40目-60目筛。
5.根据权利要求1所述的防静电塑木材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的木粉的粒度为40目-60目。
6.根据权利要求1所述的防静电塑木材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的所述的稳定剂为有机锡类热稳定剂。
7.根据权利要求1或6所述的防静电塑木材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的所述的稳定剂为二月桂酸二乙基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、马来酸二丁基锡、马来酸二正辛基锡、马来酸单丁酯二丁基锡、顺丁烯二酸二丁基锡、硫代甘醇酸异辛酯二正辛基锡中任意一种。
8.根据权利要求1所述的防静电塑木材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸锌中至少一种。
9.根据权利要求1所述的防静电塑木材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的螺杆造粒机设置温度为85-330℃。
10.一种防静电塑木材料，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的方法制备而成。
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