一種耐刮擦共擠塑木型材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種耐刮擦共擠塑木型材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]塑木型材是一種新型環(huán)保復(fù)合材料，它利用廢棄的各種天然木質(zhì)纖維和回收塑料進(jìn)行復(fù)配，添加特種助劑，經(jīng)擠出制成的外觀似木材但性能卻大大優(yōu)于木材的新型環(huán)保復(fù)合材料。塑木材料具有強(qiáng)度高、可反復(fù)回收利用等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用于室內(nèi)外建筑裝飾等。
[0003]塑木復(fù)合材料的眾多優(yōu)點(diǎn)，使其市場(chǎng)增長(zhǎng)速度很快，急速擴(kuò)張的市場(chǎng)又為塑木復(fù)合材料更廣泛的應(yīng)用提出了更高的性能要求。如在室外建筑、運(yùn)輸、包裝等領(lǐng)域，要求塑木材料具有較高的強(qiáng)度和較好的耐刮擦性，同時(shí)在室外暴曬、老化后仍具有較好的耐刮擦性，以便提高塑木材料的使用壽命。目前，增強(qiáng)塑木復(fù)合材料耐刮擦性的主要方法是向材料中添加硬度較高的無(wú)機(jī)填料來(lái)提高耐刮擦性能，延長(zhǎng)使用壽命。但無(wú)機(jī)填料的價(jià)格一般較高，添加量較大，如按使用量添加，將大大提高塑木型材原料的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決常規(guī)塑木型材表面耐刮擦性能差的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種耐刮擦共擠塑木型材，該塑木型材具有優(yōu)良的耐刮擦性能和耐老化性能，而且價(jià)格低廉,木質(zhì)感強(qiáng)。本發(fā)明還提供了該耐刮擦共擠塑木型材的制備方法。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供了一種耐刮擦共擠塑木型材，包括表層和基層，按重量份數(shù)計(jì)，所述表層包括以下組分:沙林樹(shù)脂10?30，塑料40?60，植物纖維粉5?15，無(wú)機(jī)填料5?15，阻燃劑3?10，潤(rùn)滑劑I?5，著色劑0.5?3，助劑I?5 ;所述基層包括以下組分:塑料25?35，植物纖維粉20?40，聚氨酯泡棉粉20?40，無(wú)機(jī)填料5?15，阻燃劑3?10，潤(rùn)滑劑0.5?3，抗氧劑O?2。
[0006]所述沙林樹(shù)脂(Surlyn)是杜邦公司利用獨(dú)特的生產(chǎn)工藝聚合而成，是乙烯-(甲基)丙烯酸鋅鹽、鈉鹽、鋰鹽等離子鍵聚合體。
[0007]所述表層中添加沙林樹(shù)脂，可以大大提高共擠塑木型材的表面耐刮擦性能。所述表層中相對(duì)于所述基層含有較多的塑料與功能助劑，保證耐刮擦共擠塑木型材表面在長(zhǎng)期戶(hù)外暴曬、老化后仍然具有良好的耐刮擦性能，更加經(jīng)久耐用。同時(shí)，所述基層中的塑料與功能助劑控制在較低的含量，以實(shí)現(xiàn)控制價(jià)格成本的目的。
[0008]所述表層中和基層中都添加植物纖維粉，可以塑造良好的木質(zhì)感；在表層中添加適量的木質(zhì)纖維粉，不但可以使塑木型材具有仿木紋效果，接近實(shí)木的質(zhì)感，還不會(huì)對(duì)耐刮擦性能造成太大影響。
[0009]所述基層中使用聚氨酯泡棉粉作為基本成分，聚氨酯泡棉粉具有耐熱、耐寒、耐溶劑等特點(diǎn)，同時(shí)還富有強(qiáng)度比木質(zhì)纖維粉高，密度比木質(zhì)纖維粉低、重量輕、比強(qiáng)度大等優(yōu)良特性，所以聚氨酯泡棉粉的合理加入能夠不僅可以降低塑料和木質(zhì)纖維粉的使用量，大大降低塑木型材的成本，還能夠優(yōu)化塑木型材的使用性能和加工性能，同時(shí)在一定程度上可有效解決廢舊聚氨酯的資源化問(wèn)題。
[0010]優(yōu)選地,按重量份數(shù)計(jì),所述表層包括以下組分:沙林樹(shù)脂10?25,塑料45?60,植物纖維粉8?12，無(wú)機(jī)填料6?8，阻燃劑4?5，潤(rùn)滑劑I?2.5，著色劑2?3，助劑
1.5?3 ;所述基層包括以下組分:塑料25?30，植物纖維粉30?35，聚氨酯泡棉粉25?30，無(wú)機(jī)填料6?15，阻燃劑3?4，潤(rùn)滑劑I?1.5，抗氧劑0.5?I。
[0011]所述表層和基層中的塑料可以為新料或廢舊塑料。
[0012]優(yōu)選地，所述表層中的塑料為廢舊塑料。優(yōu)選地，所述基層中的塑料為廢舊塑料。
[0013]優(yōu)選地，所述表層中的塑料的種類(lèi)為聚乙烯和聚丙烯中的一種或兩種的組合。優(yōu)選地，所述基層中的塑料的種類(lèi)為聚乙烯和聚丙烯中的一種或兩種的組合。
[0014]優(yōu)選地，所述基層中的聚氨酯泡棉粉為電子廢棄物拆解產(chǎn)生的聚氨酯泡棉經(jīng)過(guò)破碎后制得的粉末。
[0015]所述電子廢棄物包括廢棄的冰箱、冰柜和車(chē)用保溫制冷設(shè)備。
[0016]廢舊塑料和聚氨酯泡棉粉廢物的利用，不但可以降低原料成本，還可以減少資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)資源的再生利用；尤其是為聚氨酯泡棉廢物難處理的問(wèn)題提供了一種變廢為寶的解決方法。
[0017]優(yōu)選地，所述表層中的助劑包括相容劑、抗氧化劑和光穩(wěn)定劑中的一種或幾種。
[0018]優(yōu)選地，所述相容劑包括馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或兩種以上的組合。
[0019]優(yōu)選地，所述表層中的著色劑為二氧化鈦、炭黑、鐵紅、鐵黃、鈦青綠和鈦青藍(lán)中的至少一種。
[0020]優(yōu)選地，所述表層和基層中的植物纖維粉包括木粉、稻糠粉、竹粉和秸桿粉中的至少一種。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述表層和基層中的阻燃劑，包括四苯基(雙酚-A) 二磷酸酯(BDP )、間苯二酚雙(二苯基)磷酸酯(RDP)、聚磷酸銨(APP)和磷酸三苯酯(TPP)中的一種或兩種以上的組合。
[0022]所述阻燃劑為磷氮系阻燃劑，磷氮系阻燃劑為環(huán)保阻燃劑，具有阻燃與增塑的雙重功能，阻燃效率高，可實(shí)現(xiàn)阻燃劑無(wú)鹵化，發(fā)煙量較低；增塑功能可以使塑料成型時(shí)流動(dòng)加工性變好，可抑制燃燒后的殘留物，產(chǎn)生的毒性氣體和腐蝕性氣體較少，尤其是磷酸酯與聚氨酯的相容性很好；此外，磷氮系阻燃劑易水解，可生物降解，沒(méi)有環(huán)境持久性和生物累積性。
[0023]優(yōu)選地，所述表層和基層中的潤(rùn)滑劑為硬脂酸、硬脂酸金屬鹽、乙撐雙硬脂酰胺、脂肪烴蠟、氧化聚乙烯和復(fù)合型潤(rùn)滑劑中的至少一種。
[0024]優(yōu)選地，所述表層和基層中的無(wú)機(jī)填料，包括滑石粉、碳酸鈣粉和硅藻土粉中的一種或幾種的混合物。
[0025]所述表層和基層中的無(wú)機(jī)填料價(jià)格低廉，不僅可以強(qiáng)化塑木型材的耐刮擦性能，又不會(huì)明顯提高成本。
[0026]第二方面，本發(fā)明提供了一種耐刮擦共擠塑木型材的制備方法，包括以下步驟:
[0027](I)表層混料和造粒:按重量份數(shù):沙林樹(shù)脂10?30，塑料40?60，植物纖維粉5?15，無(wú)機(jī)填料5?15，阻燃劑3?10，潤(rùn)滑劑I?5，著色劑0.5?3，助劑I?5，稱(chēng)取表層物料加入到高速混合機(jī)中混合，混合時(shí)間為3min?5min,整個(gè)混合過(guò)程控制在60°C以下；然后將混合好的表層物料加入到造粒擠出機(jī)中造粒，制得表層粒料；
[0028](2)基層混料和造粒:按重量份數(shù):塑料25?35，植物纖維粉20?40，聚氨酯泡棉粉20?40，無(wú)機(jī)填料5?15，阻燃劑3?10，潤(rùn)滑劑0.5?3，抗氧劑O?2，稱(chēng)取基層物料加入高速混合機(jī)中混合，混合時(shí)間為1min?40min，整個(gè)混合過(guò)程控制在120°C以下；再將混合好的基層物料加入到造粒擠出機(jī)中造粒，制得基層粒料；
[0029](3)同步擠出:將步驟(I)得到的表層粒料烘干后送入共擠輔機(jī)中，同時(shí)將步驟
(2)得到的基層粒料送入共擠主機(jī)中，然后開(kāi)啟主機(jī)擠出機(jī)和輔機(jī)擠出機(jī)，兩種物料通過(guò)共擠模具后，制得所述耐刮擦共擠塑木型材。
[0030]優(yōu)選地，所述步驟(I)中按重量份數(shù):沙林樹(shù)脂10?25，塑料45?60，植物纖維粉8?12，無(wú)機(jī)填料6?8，阻燃劑4?5，潤(rùn)滑劑I?2.5，著色劑2?3，助劑1.5?3，稱(chēng)取表層物料。
[0031]優(yōu)選地，步驟(I)中表層造粒的溫度為150?195°C，轉(zhuǎn)速為30?60r/min。
[0032]優(yōu)選地，所述步驟(2)中按重量份數(shù):塑料25?30，植物纖維粉30?35，聚氨酯泡棉粉25?30，無(wú)機(jī)填料6?15，阻燃劑3?4，潤(rùn)滑劑I?1.5，抗氧劑0.5?I稱(chēng)取基層物料。
[0033]優(yōu)選地，步驟(2)中基層造粒的溫度為190?250°C，轉(zhuǎn)速為160?200r/min。
[0034]優(yōu)選地，步驟(3)中所述共擠輔機(jī)的轉(zhuǎn)速為4?20r/min，溫度為150?190°C，共擠主機(jī)的轉(zhuǎn)速為3?10r/min，溫度為145?185°C，共擠模具的溫度為150?170°C。
[0035]優(yōu)選地，步驟(3)中所述表層粒料的烘干處理可以在烘箱內(nèi)進(jìn)行，也可以在安裝在輔機(jī)擠出機(jī)上的烘料裝置中進(jìn)行，烘干溫度為60?85°C，烘干時(shí)間為0.5?2h。
[0036]優(yōu)選地，所述表層粒料經(jīng)烘干處理后，含水率控制在0.5%以?xún)?nèi)。
[0037]步驟(3)