本發明涉及一種復合板材生產技術領域,特別是雕版用復合板材的制備技術。
背景技術:
聚烯烴如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)因為具有優異的物理化學性質,使其在化學、電子、生物工程、食品行業及其他一些相關領域應用廣泛。然而,出于經濟考慮,在保持聚烯烴的物化性能的同時,為了降低聚烯烴的使用量,通常采用填充改性來實現這一目標。因此,目前國內外許多有關填充聚烯烴的研究,較多集中在無機填料填充聚烯烴的研究上,通過填料的填充降低聚烯烴的使用量、調節填料與基體之間界面粘接性能,可以獲得高性能的聚烯烴復合材料。主要填充改性材料有炭黑,碳纖維,碳酸鈣,滑石粉,銅粉,銀粉等。使用傳統的填料如碳纖和碳酸鈣等制備的聚烯烴復合材料,具有價格便宜,原料來源廣泛等優點。但是使用石墨等傳統礦物質及化石填料的缺點就是會嚴重消耗礦物質和化石材料,既不經濟又不環保。因此,尋找一種既能保持聚烯烴優異的理化性能,又能降低成本、保護環境的填充材料具有非常迫切的需求。
秸稈作為一種天然高分子材料,來源非常豐富,且價格低廉、密度低,具有良好的生物降解性。而我國對秸稈的利用除用于造紙、牲畜飼料外,大多數通過掩埋、焚燒等方法處理掉,這不僅浪費資源,且污染環境。從環境保護和資源開發利用的角度出發,對植物秸稈經過一定的化學和機械處理,作為復合材料的填充材料在國內外已受到高度重視,并取得一定成果。
雕版印刷作為中國古代獨特的文化傳承技藝,成為中國非物質文化遺產的重要分支。但是,傳統的雕版印刷需要消耗大量的木材,如野生梨木等。
野梨木外觀呈平直木紋,紋理密集整齊;心材呈桃褐色。材質重、堅硬,較結實(不易碎裂);強度中等,韌性較低;耐用性好,不易翹曲變形,抗腐蝕性低;具有出眾的車削、雕刻和拋光的性能;上色、表面處理的性能都特別好,特別適合作為雕刻木版的木材。但對于雕版印刷的雕刻木版的野梨木需要特殊工藝處理來提高其抗腐蝕性,因此價格昂貴。
技術實現要素:
本發明針對現有雕版印刷的雕刻木版的板材存在的資源緊缺、成本高等缺陷,提出一種雕版用三層復合板的制備方法。
本發明技術方案是:將聚烯烴、秸稈粉、功能添加劑和聚乙烯蠟混合均勻后在180~220℃溫度條件下擠出成型,得到秸稈塑料復合板材,然后再在秸稈塑料復合板材的兩面采用聚氨酯熱熔膠分別粘合椴木板,得到雕版用三層復合板。
本發明通過秸稈粉的填充降低聚烯烴的使用量,通過調控秸稈粉與聚烯烴的界面粘結力而實現保持聚烯烴一定的物理化學性能的同時,降低聚烯烴的使用量,達到降低成本、環保經濟的目的。通過擠出成型法制備秸稈塑料復合板材,再使用環保型聚氨酯熱熔膠上下分別復合椴木板,制備出適合雕刻的復合板。
椴木硬度適中,氣干密度為500kg~550kg/m3,具有耐磨、耐腐蝕,細胞間質結構均勻致密的優點,其木性溫和,所以不易開裂變形,木紋細,易加工,韌性強。通常用來制作木線、細木工板、木制工藝品等裝飾材料。
本發明的關鍵技術及有益效果:
1、本發明中的秸稈塑料復合板材可提供雕版材料所需的強度及耐性;填充大量秸稈可以提高秸稈附加值,采用功能添加劑有效地增加秸稈與聚烯烴的界面作用,獲得強而韌的秸稈塑料復合板材。
另外,秸稈塑料復合板材結合了塑料和植物纖維的優點,而且對于解決能源短缺和環境污染有十分重要的意義。同時盡可能的減小來自石油化工等非可再生資源的使用量,從而達到變廢為寶、有限資源綜合利用、保護環境的目的,為植物纖維復合材料在我國的工業化生產和應用作積極而有效的探索。
2、本發明在秸稈塑料復合板材的兩面復合椴木以形成三層復合板材,其中椴木表面層可保障三層復合板材的表面具有椴木的不易開裂變形,木紋細,易加工,韌性強的特點。而秸稈塑料復合板材與椴木板之間采用聚氨酯熱熔膠粘合具有環保的特點。
3、三層復合板材無甲醛無有機揮發分,屬于完全綠色環保類新材料,適合用于雕刻板,適合規模制造。
進一步地,本發明所述聚烯烴為聚乙烯或聚丙烯。聚乙烯和聚丙烯的力學性能優異,價格便宜,無甲醛排放,形成復合材料后很好地滿足雕刻要求。
所述功能添加劑為聚乙烯接枝馬來酸酐或聚丙烯接枝馬來酸酐,馬來酸酐接枝率為1~1.2%。該接枝率的聚乙烯接枝馬來酸酐或聚丙烯接枝馬來酸酐既具有親水基團有具有疏水基體,可以很好地偶聯親水的秸稈與疏水的聚烯烴。
如秸稈粉的細度太細,則價格高,如太粗,則力學性能變差。故本發明優選的所述秸稈粉的細度為200目。
當采用的聚乙烯蠟的分子量為2000~3000時,潤滑效果好,添加量少。
所述聚烯烴、秸稈粉、功能添加劑和聚乙烯蠟的混合重量比為5.45~10∶10.5~35∶0.8~2∶1。采用以上投料比的綜合力學性能最有,成本最低。
所述秸稈塑料復合板材的厚度為9~10mm;所述椴木板的厚度為1.5 mm。如兩板材的厚度太厚,則增加成本;如太薄,則達不到力學性能要求。
具體實施方式
下面結合具體實施例進一步闡述本發明。
以下結合實施例,對本發明的技術方案作進一步說明,但這些實施例的目的并不在于限制本發明的保護范圍。在這些實施例中,除另有說明外,所有百分含量均以重量計。
一、制備雕版用三層復合板:
實施例1:
1、將聚丙烯粒料、200目的秸稈粉、PP接枝馬來酸酐(接枝率1.05%)、聚乙烯蠟(PE蠟)以重量比為20∶70∶3∶2的比例高速混合,在180~220℃溫度條件下擠出成型得到厚度為 9 mm或者10 mm的秸稈塑料復合板材。
上述秸稈塑料復合板材的彎曲強度為45 MPa,彎曲模量為5154 MPa,沖擊強度11.2 KJ/m2,熱變形溫度為115℃,密度為1.2 g/cm3。
2、在秸稈塑料復合板材的兩面采用聚氨酯熱熔膠分別粘合1.5 mm厚的椴木板,得到雕版用三層復合板。
實施例2:
1、將聚乙烯粒料、200目的秸稈粉、PE接枝馬來酸酐(接枝率1.1%)、聚乙烯蠟(PE蠟)以重量比為20∶70∶4∶ 2的比例高速混合,在180~220℃溫度條件下擠出成型得到厚度為9 mm或者10 mm的秸稈塑料復合板材。
上述秸稈塑料復合板材的彎曲強度為38 MPa,彎曲模量為2580 MPa,沖擊強度15.8 KJ/m2,熱變形溫度為98℃,密度為1.22g/cm3。
2、在秸稈塑料復合板材的兩面采用聚氨酯熱熔膠分別粘合1.5mm厚的椴木板,得到雕版用三層復合板。
實施例3:
1、將聚乙烯粒料、200目的秸稈粉、PE接枝馬來酸酐(接枝率1.1%)、聚乙烯蠟(PE蠟)以重量比為30∶60∶4.5∶5.5的比例高速混合,在180~220℃溫度條件下擠出成型得到厚度為9 mm或者10 mm的秸稈塑料復合板材。
上述秸稈塑料復合板材的彎曲強度為55 MPa,彎曲模量為3245 MPa,沖擊強度16.8 KJ/m2,熱變形溫度為108℃,密度為1.25g/cm3。
2、在秸稈塑料復合板材的兩面采用聚氨酯熱熔膠分別粘合1.5 mm厚的椴木板,得到雕版用三層復合板。
以上各例中聚乙烯蠟(PE蠟)的分子量為2000~3000。
二、應用:
將以上制成的三層復合板作為雕版印刷的雕刻木版,與現有采用野生梨木等材料的對比試驗,結果顯示:本發明工藝制成的三層復合板制作的雕版印刷出來的字跡清晰,完全達到野生梨木等材料雕版印刷效果。