專利名稱：一種彩色木塑材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木塑新材料及其染色新材料領(lǐng)域，尤其涉及一種彩色木塑材料的制備方法。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料(WPC)是國內(nèi)外近年來興起的一類新型復(fù)合材料，是利用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等熱塑性塑料與木粉、竹屑、稻殼、麥秸、大豆皮、花生殼、甘蔗渣秸桿等廢植物纖維混合、擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝生產(chǎn)出的板材或型材，這些木塑材料既保持了實木材料的親和性感覺，又具有良好的防潮耐水、 耐酸堿、抑菌、抗靜電、防蟲蛀等性能，主要用于建材、家具、物流包裝等行業(yè)。但這些木塑復(fù)合材料的顏色通常與原材料的含量相關(guān)，造成不同批次的成品顏色不一，而且它們的色彩單調(diào)、暗淡、裝飾效果差。因此，給木塑材料著色是改善其視覺效果，增強外觀色彩，提高其裝飾效果和木材利用品質(zhì)的一種重要手段。目前，通用的木塑材料常用油漆或者顏料用類似于刷涂料的方式直接涂刷在木塑材料表面，使得涂色之后的木塑材料整體感覺差，易掉色、脫色。而利用染料將木塑材料染色，使之得到的成品為色彩豐富、難掉色、難脫色的新型木塑材料還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種彩色木塑材料的制備方法，這種彩色木塑材料色彩豐富，可廣泛用于地板、家具制作、園林景觀和室內(nèi)外墻裝飾中，以解決上述背景技術(shù)中的缺點。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種彩色木塑材料的制備方法，先將木粉先進行醚化改性，封閉木材中的羥基等親水性基因來提高木材的疏水性，然后在有機溶劑中與具有熱塑性、疏水性的聚苯乙烯塑料在一定溫度下，經(jīng)有機溶劑化處理、混合均勻，制得醚化改性木塑粉。再用各種顏色的分散染料，在水相中進行高溫高壓染色，染色后進行分離，即可得到不同顏色的醚化木塑粉，最后，將彩色醚化木塑粉經(jīng)熱熔高壓成各種顏色的木塑板材。本發(fā)明所述的醚化改性，是將原料木粉改性成醚化木粉，即將木粉在堿性溶液中與醚化試劑進行醚化反應(yīng)后得到改性后的醚化木粉。作為本發(fā)明的一項技術(shù)特點，所用的醚化試劑是氯化芐、硫酸二乙酯、溴乙烷、丙烯腈、環(huán)氧氯丙烷、氯乙醇中的一種或者幾種。作為本發(fā)明的一項技術(shù)特點，所用塑料為聚苯乙烯塑料，優(yōu)選采用聚合度低的聚苯乙烯泡沫塑料。本發(fā)明的醚化木塑粉復(fù)合過程是將聚苯乙烯塑料溶于有機溶劑中，加入10 100目的醚化改性木粉，攪拌O. 5 4 h，接著升溫到40 80°C，再繼續(xù)攪拌、并保溫O. 5 6 h后冷卻到室溫，抽濾分離，或蒸餾回收有機溶劑后冷卻到室溫，抽濾分離。然后經(jīng)干燥、碾碎，得醚化木塑粉。作為本發(fā)明的一項技術(shù)特點，在醚化木塑粉復(fù)合過程所用的有機溶劑為具有溶解聚苯乙烯塑料能力的溶劑，主要有N，N- 二甲基甲酰胺、環(huán)己烷、乙腈、苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷等，優(yōu)選采用低沸點和對聚苯乙烯等溶解能力較強的有機溶劑。木塑復(fù)合的機理是在有機溶劑中聚苯乙烯塑料溶解，在加熱下，溶解的聚苯乙烯塑料分子滲入醚化木粉的過渡孔、微孔中，當體系混合冷卻或溶劑蒸發(fā)后，聚苯乙烯塑料分子與醚化木粉較均勻地團聚在一起，達到很好的相容效果。本發(fā)明的醚化木塑粉染色方法是在染色缸中加入水、醚化木塑粉，其浴比范圍保持為200 1 10 :1，同時，添加O. 2% 10% (o. w. f)的分散染料，調(diào)節(jié)pH值在3. O 10.0之間，然后升溫到80 140°C，在常溫常壓或高溫高壓染色，保溫30 min 240 min后，進行冷卻，取出染色醚化木塑粉，經(jīng)水洗、烘干，即得染色的醚化木塑粉。
作為本發(fā)明的一項技術(shù)特點，所用的分散染料包括偶氮類、蒽醌類、苯乙烯類、硝基二苯胺類、喹酞酮類以及非偶氮雜環(huán)類等疏水性強的分散染料。優(yōu)選采用高日曬牢度、高水洗牢度的分散染料。在染色過程完成后，將所得染色醚化木塑粉在80 150°C，5 30kg/cm2的壓力下使用外力壓合，可進一步壓成各種單一顏色、或具有多種顏色的彩色木塑板材。在本發(fā)明中，所述染料為分散染料，分散染料是世界上應(yīng)用最為廣泛的染料品種，它具有價格低、色譜范圍齊全等優(yōu)點，廣泛應(yīng)于疏水性的聚酯纖維、醋酸纖維的染色。所得到的醚化木塑粉的顏色有紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、紫色、褐色、黑色等各種顏色。有益效果本發(fā)明的木塑粉為聚苯乙烯塑料分子與醚化木粉較均勻地團聚在一起，具有很好的相容性，而染色木塑粉經(jīng)熱壓成型，制得的具有各種顏色的木塑板材，其板材內(nèi)部內(nèi)部染色均勻，顏色鮮艷并能長期保持，可廣泛用于室內(nèi)地板和家具制作，也可以用于室外仿古建筑等高檔裝飾工程，還可以作為防水要求較高、色彩要求豐富的裝飾材料來使用。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合以下具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。實施例I :
取2. 00 g聚苯乙烯塑料溶于30 mL N，N-二甲基甲酰胺中，在不斷攪拌下，加入50目8. 00 g芐基化改性木粉，攪拌O. 5 h，然后升溫到60 °C，再繼續(xù)攪拌2. O h，緩慢冷卻到室溫，抽濾，干燥，碾碎，得芐基化改性木粉/聚苯乙烯塑料復(fù)合材料。在染色杯中加入100 mL水，I. OOOg上述木塑粉，O. 5 mL 2M HAc-NaAc緩沖溶液，兩滴10%的0P-10和O. 020 g分散紅152，然后裝入到高溫高壓染色機中，在常溫下入染，以2. O °C/min升溫到120 °C ,保溫60 min。倒出木塑粉,用布氏濾斗抽干,再用30 mL蒸餾水清洗染色木塑粉兩次，在室溫下晾干，得紅色木塑粉。將紅色木塑粉在10 kg/cm2的壓力，100 °C的溫度下壓成紅色木塑板材。實施例2:
取3. 00 g聚苯乙烯泡沫塑料溶于80 mL三氯甲烷中，在不斷攪拌下，加入20目9. 00g乙基化改性木粉，攪拌O. 5 h，然后升溫到50 °C，再繼續(xù)攪拌2. O h，蒸餾回收部分三氯甲烷，緩慢冷卻到室溫，抽濾，干燥，碾碎，得乙基化改性木粉/聚苯乙烯塑料復(fù)合材料。在染色杯中加入100 mL水，2. 000 g木塑粉，O. 5 mL 2M HAc-NaAc緩沖溶液，兩滴10%的0P-10和O. 040 g分散藍79，然后裝入到高溫高壓染色機中，在常溫下入染，以2. O°C/min升溫到100 °C，保溫120 min。倒出木塑粉，用布氏濾斗抽干，再用30 mL蒸餾水清洗染色木塑粉兩次，在室溫下晾干，得藍色木塑粉。將藍色木塑粉在20 kg/cm2的壓力，80 V的溫度下壓成藍色木塑板材。實施例3
取2. 00 g聚苯乙烯塑料溶于60 mL環(huán)己烷中，在不斷攪拌下，加入80目12.00 g氰乙基化改性木粉，攪拌O. 5 11，然后升溫到501，再攪拌3.0 h，蒸餾回收部分環(huán)己烷，緩慢冷卻到室溫，抽濾，干燥，碾碎。得氰乙基化改性木粉/聚苯乙烯塑料復(fù)合材料。 在染色杯中加入100 mL水，I. 000 g木塑粉，O. 5 mL 2M HAc-NaAc緩沖溶液，兩滴10%的0P-10和O. 040 g分散黃114，然后裝入到高溫高壓染色機中，在常溫下入染，以
2.0°C/min升溫到140 °C ,保溫30 min。倒出木塑粉,用布氏濾斗抽干,再用30 mL蒸懼水清洗染色木塑粉兩次，在室溫下晾干，得黃色木塑粉。將黃色木塑粉在15 kg/cm2的壓力，120 °C的溫度下壓成黃色木塑板材。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種彩色木塑材料的制備方法，其特征在于，將木粉先進行醚化改性，封閉木材中的羥基等親水性基因來提高木材的疏水性，然后在有機溶劑中與具有熱塑性的聚苯乙烯塑料在一定溫度下進行溶化混合均勻，制得10 100目的醚化改性木塑粉，再用分散染料，在水相中進行高溫高壓染色，染色后分離，即得染色醚化木塑粉，最后，再將染色醚化木塑粉，經(jīng)熱熔高壓成各種顏色的木塑板材。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色木塑材料的制備方法，其特征在于，所述彩色木塑材料的制備方法的具體步驟包括 醚化改性將原料木粉改性成醚化木粉，即將木粉在堿性溶液中與醚化試劑進行醚化反應(yīng)后得到醚化木粉； 木塑粉復(fù)合將聚苯乙烯塑料溶于有機溶劑中，加入醚化木粉，攪拌O. 5 4 h，接著升溫到40 80°C，再繼續(xù)攪拌、保溫O. 5 6 h后冷卻到室溫，抽濾分離，或蒸餾回收有機溶 劑后冷卻到室溫，抽濾分離，然后將分離的木塑材料干燥、碾碎，得醚化木塑粉； 醚化木塑粉染色在染色缸中加入水、醚化木塑粉，其浴比范圍保持為200 1 10 :1，同時，添加O. 2% 10% (o. w. f)的分散染料，調(diào)節(jié)pH值在3. O 10. O之間，然后升溫到80 140°C，常溫常壓或高溫高壓染色，保溫30 240 min后，進行冷卻，取出染色木塑粉，經(jīng)水洗、烘干，即得染色的醚化木塑粉； 壓合制板在染色過程完成后，將所得染色醚化木塑粉在80 150 °C，5 30kg/cm2的壓力下使用外力壓合，即可進一步壓成各種顏色的彩色木塑板材。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色木塑材料的制備方法，其特征在于，所述醚化改性過程中，所用的醚化試劑為氯化芐、硫酸二乙酯、溴乙烷、丙烯腈、環(huán)氧氯丙烷、氯乙醇一種或者幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色木塑材料的制備方法，其特征在于，木塑粉復(fù)合過程所用的有機溶劑為具有溶解聚苯乙烯塑料能力的溶劑，主要有N，N-二甲基甲酰胺、環(huán)己烷、乙腈、苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種彩色木塑材料的制備方法，其特征在于，醚化木塑粉染色過程中，所用的分散染料包括偶氮類、蒽醌類、苯乙烯類、硝基二苯胺類、喹酞酮類以及非偶氮雜環(huán)類疏水性強的分散染料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種彩色木塑材料的制備方法，本方法是在有機溶劑中，將聚苯乙烯塑料溶解，按一定比例加入10～100目的醚化改性木粉，在加熱、攪拌下充分混合均勻后，再脫除有機溶劑，并將其烘干、粉碎，得到醚化木塑粉。接著在高溫高壓染色機中，將所得醚化木塑粉用分散染料染色，得到各種顏色的木塑粉。最后，將染色木塑粉在一定溫度、壓力下壓制成彩色木塑板材。該染色木塑粉和染色木塑板材具有色彩豐富、耐水洗、耐蟲蛀等特點，可廣泛用于地板、家具制作、園林景觀、室內(nèi)外墻裝飾中。
文檔編號B27K3/02GK102837345SQ20121033888
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者趙瑩, 湯靜芳, 萬曉巧, 曹福祥, 譚曉燕, 余澤華 申請人:中南林業(yè)科技大學(xué)