專利名稱：塑料木化板材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料和植物纖維的復(fù)合材料及其制備方法，特別涉及一種塑料木化板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，環(huán)境保護(hù)與資源問題已經(jīng)成為全球化經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可回避的現(xiàn)實(shí)問題。截止到目前，國際社會已經(jīng)制定了150多個與環(huán)境和資源有關(guān)的條約。世界各國制定的環(huán)境保護(hù)法規(guī)也越來越多，并在保護(hù)人類生存環(huán)境方面發(fā)揮了十分重要的作用，綠色經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潮流。
在過去的20多年我國經(jīng)濟(jì)高速增長，建材、家具、包裝材料和造紙等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對木材的需求量高達(dá)1.1億立方米，導(dǎo)致森林砍伐量劇增，生態(tài)環(huán)境惡化。人類社會面臨環(huán)境和資源兩大問題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。開發(fā)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的新技術(shù)和新產(chǎn)品，是當(dāng)今工業(yè)的共同課題。我國是一個農(nóng)作物生產(chǎn)大國，以往對于廢棄的植物處理一般采用焚燒處理，但是焚燒處理會消耗一定的專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)并污染環(huán)境。而且隨著我國塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)、生活中的廢棄廢舊塑料也逐年增多，據(jù)中國塑料協(xié)會廢棄塑料利用委員會的資料統(tǒng)計(jì)，全國每年廢棄塑料的總量達(dá)到700多萬噸，其治理辦法通常采用填埋或焚燒處理。相關(guān)研究表明，廢棄塑料在填埋200多年以后才能分解完畢，而且分解過程中會溶解出有毒的物質(zhì)，對土壤造成污染。而廢棄塑料的焚燒通常會導(dǎo)致有害氣體的釋放，影響空氣質(zhì)量和周邊的環(huán)境。因此，被稱為“白色污染”的廢棄塑料污染環(huán)境的問題一直受到環(huán)保界的高度關(guān)注。中國專利申請03135336.3介紹了“一種發(fā)泡型木塑重組木的生產(chǎn)方法”，但是該方法是將塑料粉末涂覆在植物基材表面然后壓制成型，所以其最終產(chǎn)品的強(qiáng)度等性能差強(qiáng)人意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有硬木特性、可回收利用、無毒環(huán)保、耐水、耐蝕、具有一定防火性能的塑料木化板材及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種塑料木化板材，其組成成分的重量配比是塑料 45～70％植物纖維 10～45％
填充劑3～10％發(fā)泡劑1～2％助劑 3～15％所述的塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯、ABS塑料中的一種或多種。所述的植物纖維為竹纖維、農(nóng)作物纖維、木纖維中的一種，所述的農(nóng)作物為秸稈、棉、麻、煙桿、高粱桿、玉米桿、谷殼、花生殼、椰子殼等一種或多種。填充劑為碳酸鈣、滑石粉中一種或兩種；所述的發(fā)泡劑為市場常用的無毒化學(xué)發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺。所述的助劑為相容劑、阻燃劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、耐老化劑、增粘劑、顏料中的一種或多種。相容劑為硬脂酸鎘、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、苯基烯丙基醚、全氯戊環(huán)癸烷中的一種或多種。阻燃劑為氯化聚乙烯、氧化銻中的一種或兩種，抗氧劑為季戊四醇酯，穩(wěn)定劑為苯丙三唑、雙水楊酸雙酚A酯、硫代二丙酸二月桂酸、雙(1-苯基-3-甲基-4-癸酰基-5-氧)鎳、二壬基二硫酰胺鎳中的一種或多種。潤滑劑為石蠟，耐老化劑為鈦白粉，增粘劑為鄰苯二甲酸二辛酯。顏料為市售常規(guī)耐高溫顏料。
一種塑料木化板材的制備方法，1、首先將植物纖維進(jìn)行微波脫水、細(xì)粉，控制含水率小于等于0.5％，植物纖維的粒徑為60～200目，同時將塑料進(jìn)行常規(guī)粉碎干燥處理；2、按技術(shù)方案配比將各組分在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻；3、然后采用擠出機(jī)進(jìn)行擠條冷卻造粒；4、最后進(jìn)入螺桿擠出機(jī)擠出成型后，控制螺桿壓縮比為2～5，最好大于3，進(jìn)行定型、冷卻、牽引、卷曲切割得到成品。加料段溫度和擠出段溫度控制在100℃～250℃。所述的螺桿擠出機(jī)可以是單螺桿擠出機(jī)，最好采用雙螺桿擠出機(jī)，且是同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)。為加大定徑套的冷卻能力，提高成型能力，采用復(fù)合口模，復(fù)合口模由模頭和間壁激冷模套通過螺栓聯(lián)接而成，模頭與機(jī)頭聯(lián)接，模頭外部為加熱圈或加熱板，間壁激冷模套內(nèi)有中空夾層可通冷卻水。模頭和間壁激冷模套內(nèi)腔為板形，與制品相對應(yīng)。
本發(fā)明塑料木化板材可制成薄板，通過立式多輥機(jī)壓制成型，薄板的最小厚度可達(dá)0.5～2mm。
本發(fā)明由于不怕潮濕、不怕蟲蛀與霉變，十分適用海邊、游泳場、公園、浴廁、游樂場、船塢、河堤制成船板、甲板、平臺、路板、站臺、墊板、座椅等，可制成裝飾板、護(hù)墻板、邊框、柵欄、樓梯及扶手，可制成門窗、家具等家裝制品，也可制成包裝板、箱板、墊板、組合托盤等，也可制成各類管材。
本發(fā)明的有益效果是1、耐用、壽命長，類似木材外觀，比塑料硬度高；2、具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，與硬木相當(dāng)，比重近似硬木，比木材尺寸穩(wěn)定性好，不會產(chǎn)生裂縫、翹曲，無木材節(jié)疤、斜紋，如加入著色劑、覆膜或復(fù)合表層后可制成色彩絢麗的各種制品；3、具有熱塑性塑料的加工性。但同塑料相比，無論在硬度、剛度等力學(xué)性能方面，還是在防止老化、變形等方面都有相當(dāng)程度的提高；4、有類似木材的二次加工性，可鋸、可刨、可熱融粘接，可用釘子和螺栓聯(lián)接固定；5、利于裝潢、裝飾，可涂漆美化，產(chǎn)品規(guī)格形狀可根據(jù)要求調(diào)整，靈活性大；6、不怕蟲蛀、耐老化、耐腐蝕、吸水性小，不會吸濕變形；7、能重復(fù)使用和回收再利用，保護(hù)環(huán)境；8、無毒、無味，絕緣性優(yōu)良；9、費(fèi)用低廉，使用成本低；10、有利于節(jié)約地球資源，不會產(chǎn)生廢氣危害人體，有利于保護(hù)人體健康；11、有利于廢棄農(nóng)作物、廢棄竹木纖維的綜合利用，減少焚燒造成的大氣污染。12、本發(fā)明是木材理想的替代品，可大大提高產(chǎn)品的附加值。13、由于采用微波干燥，控制植物纖維的含水率低于0.5％，使得植物纖維收縮比較一致，開裂和變形小，并可殺滅植物纖維中的蛀蟲和細(xì)菌，可消除植物纖維中的氣泡，使得擠出成型可以正常進(jìn)行，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。14、由于將螺桿擠出機(jī)的螺桿壓縮比控制在2～5，保證了原料的混合和擠出成型的控制。15、由于采用了復(fù)合口模，保證了塑料木化板材擠出冷卻成型和表面光潔度。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，一種塑料木化板材，其組成成分的重量配比是聚乙烯 60％竹纖維 18％碳酸鈣 3％滑石粉 2％偶氮二甲酰胺 2％石蠟 1％氯化聚乙烯 11％氧化銻 2％鄰苯二甲酸二辛酯 1％
制備方法，1、首先將植物纖維進(jìn)行微波脫水、細(xì)粉，控制含水率為0.5％，同時將塑料進(jìn)行常規(guī)粉碎干燥處理；2、按上述配比將各組分在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻；3、然后采用擠出機(jī)進(jìn)行擠條冷卻造粒；4、最后進(jìn)入螺桿擠出機(jī)擠出成型后，螺桿壓縮比為3.5，進(jìn)行定型、冷卻、牽引、卷曲切割得到成品。加料段溫度和擠出段溫度控制在120℃～180℃。粉碎機(jī)，高速混合機(jī)、螺桿擠出機(jī)等該生產(chǎn)線設(shè)備均采購于江蘇科亞化工裝備有限公司，螺桿擠出機(jī)為同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)。
實(shí)施例2，一種塑料木化板材，其組成成分的重量配比是聚丙烯 50％木纖維 30％碳酸鈣 7％偶氮二甲酰胺 1％石蠟 2％硬脂酸鎘 2％氧化銻 4.8％鄰苯二甲酸二辛酯 2％鈦白粉 1％季戊四醇酯 0.1％苯丙三唑 0.1％制備方法參照實(shí)施例1，其中加料段溫度和擠出段溫度控制在140～210℃。
實(shí)施例3，一種塑料木化板材，其組成成分的重量配比是聚丙烯 20％高密度聚乙烯 15％ABS塑料10農(nóng)作物纖維 40％滑石粉 3.7％偶氮二甲酰胺 1％石蠟 1％硬脂酸鎘 1％
氧化銻 5％鄰苯二甲酸二辛酯 1％鈦白粉 1％季戊四醇酯 0.1％二壬基二硫酰胺鎳 0.1％硫代二丙酸二月桂酸 0.1％顏料 1％制備方法參照實(shí)施例1，聚丙烯、高密度聚乙烯、ABS塑料均為廢舊塑料，其中加料段溫度和擠出段溫度控制在140～170℃?？芍瞥?.0m×1.2m的托盤，其性能指標(biāo)見下表

實(shí)施例4，制造1mm的薄板，配比與制備參照實(shí)施例1，在實(shí)施步驟4中，在同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)擠出成型后，進(jìn)入立式三輥機(jī)壓制成型，然后進(jìn)行定型冷卻、牽引、卷曲切割得到成品。
權(quán)利要求
1.一種塑料木化板材，其組成成分的重量配比是塑料45～70％植物纖維10～45％填充劑 3～10％發(fā)泡劑 1～2％助劑3～15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料木化板材，其特征是所述的塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯、ABS塑料中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料木化板材，其特征是所述的植物纖維為竹纖維、農(nóng)作物纖維、木纖維中的一種，所述的農(nóng)作物為秸稈、棉、麻、煙桿、高粱桿、玉米桿、谷殼、花生殼、椰子殼中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料木化板材，其特征是所述的填充劑為碳酸鈣、滑石粉中一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料木化板材，其特征是所述的助劑為相容劑、阻燃劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、耐老化劑、增粘劑、顏料中的一種或多種；相容劑為硬脂酸鎘、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、苯基烯丙基醚、全氯戊環(huán)癸烷中的一種或多種；阻燃劑為氯化聚乙烯、氧化銻的一種或兩種，抗氧劑為季戊四醇酯，穩(wěn)定劑為苯丙三唑、雙水楊酸雙酚A酯、硫代二丙酸二月桂酸、雙(1-苯基-3-甲基-4-癸酰基-5-氧)鎳、二壬基二硫酰胺鎳中的一種或多種；潤滑劑為石蠟，耐老化劑為鈦白粉，增粘劑為鄰苯二甲酸二辛酯，顏料為市售常規(guī)耐高溫顏料。
6.權(quán)利要求1所述的塑料木化板材的制備方法，首先將植物纖維進(jìn)行微波脫水、細(xì)粉，同時將塑料進(jìn)行常規(guī)粉碎干燥處理；按上述配比將各組分在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻；然后采用擠出機(jī)進(jìn)行擠條冷卻造粒；最后進(jìn)入螺桿擠出機(jī)擠出成型后，進(jìn)行定型、冷卻、牽引、卷曲切割得到成品；其特征是微波脫水控制植物含水率為0.5％以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塑料木化板材的制備方法，其特征是螺桿擠出機(jī)加料段溫度和擠出段溫度控制在100℃～250℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塑料木化板材的制備方法，其特征是螺桿擠出機(jī)選用同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)，采用復(fù)合口模，復(fù)合口模由模頭和間壁激冷模套通過螺栓聯(lián)接而成，模頭與機(jī)頭聯(lián)接，模頭外部為加熱圈或加熱板，間壁激冷模套內(nèi)有中空夾層可通冷卻水，模頭和間壁激冷模套內(nèi)腔為板形，與制品相對應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的塑料木化板材的制備方法，其特征是所述的螺桿擠出機(jī)螺桿壓縮比為2～5。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的塑料木化板材的制備方法，其特征是螺桿壓縮比為3～5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種塑料和植物纖維的復(fù)合材料及其制備方法，特別涉及一種塑料木化板材及其制備方法。解決了現(xiàn)有塑料和植物纖維的復(fù)合材料強(qiáng)度等性能不佳，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的缺陷。一種塑料木化板材，其組成成分的重量配比是塑料45～70％，植物纖維10～45％，填充劑3～10％，發(fā)泡劑1～2％，助劑3～15％。制備方法，首先將植物纖維進(jìn)行微波脫水、細(xì)粉，同時將塑料進(jìn)行常規(guī)粉碎干燥處理；按上述配比將各組分在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻；然后采用擠出機(jī)進(jìn)行擠條冷卻造粒；最后進(jìn)入螺桿擠出機(jī)擠出成型后，進(jìn)行定型、冷卻、牽引、卷曲切割得到成品；控制植物含水率為0.5％。加料段溫度和擠出段溫度控制在100℃～250℃。螺桿擠出機(jī)螺桿壓縮比為2～5?？捎糜谔娲静闹谱鞲鞣N制品。
文檔編號C08L25/06GK1621440SQ20041006735
公開日2005年6月1日 申請日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月21日
發(fā)明者俞立群 申請人:俞立群