一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及木材生產技術領域，具體地說是一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]木材由于具有紋理美觀、色澤天然、質感舒適、可塑性好、易于加工等優點，目前已在建筑裝修、家具制造、包裝等領域得到了廣泛應用。但由于森林資源有限，尋求和開發一種可替代木材、且廣為應用的新型材料將頗顯重要和迫切。聚氯乙烯是一種綜合性能優良的通用塑料，其產量和用量僅次于聚乙烯。由于聚氯乙烯具有耐腐蝕、絕緣、耐磨損、價格低廉等優點，已被廣泛的應用于建材、輕工、農業等領域。因此，研發一種以聚氯乙烯為原料的塑木復合材料替代木材原料，可以很好地緩解當前木材緊缺的問題，將具有很高的實用價值與推廣前景。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種強度高、可塑性好、成本低、高效阻燃的納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料及其制備方法。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料，其組分按質量百分數配比為:聚氯乙烯20%?30%、木質粉15%?30%、納米高嶺土 8%?12%、碳纖維5%?7%、ACR 6%?9%、氰尿酸三聚氰胺5%?8%、氫氧化鋁2%?8%、增塑劑4%?8%、馬來酸酐接枝聚乙烯2%?4%、烷基磺酸鈉1%?3%、著色劑1%?2%、光穩定劑944 0.5%?2%、抗氧劑1010 0.1%?0.5%、γ -氨丙基三甲氧基硅烷0.1%?1%、硬脂酸鈣0.1%?1%。
[0005]所述聚氯乙烯的平均聚合度在800?1200、重均分子量在10.0萬?14.5萬、粒度在150?250目范圍。
[0006]所述木質粉是以木材加工的邊角余料、廢舊木質產品回收品、農作物秸桿為原料，經過清潔加工、并粉碎成100?200目的木質細粉。
[0007]所述納米高嶺土為縱向厚度在20?50nm、片層尺寸在300?500nm范圍內的高嶺土納米粒子。
[0008]所述碳纖維為直徑在50?200nm的氣相生長納米碳纖維。
[0009]所述ACR為甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物。
[0010]所述氫氧化鋁為平均粒徑在3?20 μ m的氫氧化鋁微粒。
[0011]所述增塑劑為質量比I?3:1的鄰苯二甲酸二丁酯與聚乙二醇的復配物。
[0012]所述著色劑是以氯化聚乙烯為載體的白色母粒、黑色母粒、紅色母粒、藍色母粒、黃色母粒、灰色母粒中的一種。
[0013]上述的一種納米高嶺土改性聚氯乙稀塑木復合材料的制備方法，包括以下步驟:
(I )、以木材加工的邊角余料、廢舊木質產品回收品、農作物秸桿為原料，經過分選、清潔以去除雜質后，通過粉碎機加工成100?200目的細粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木質粉；
(2)、按重量配比稱取各組分，先將納米高嶺土和氫氧化鋁加入料筒溫度在80°C?120°C的高速混合器中，攪拌10?20min，然后加入γ -氨丙基三甲氧基硅烷，并按3000?4500r/min的轉速高速攪拌20?60min，待完全潤濕和均勻分散后，再加入其它組分，包括步驟(I)得到的干燥木質粉，在70°C?95°C溫度下、按80?200r/min轉速低速攪拌10?30min，待混合均勻后，出料；
(3)、將步驟(2)得到的物料加入雙螺桿擠出機熔融擠入到成型模具中注模成型，即得本發明的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料。
[0014]本發明的有益效果是，本發明具有優異的力學強度、剛度、韌性、耐熱性和阻燃性等優點，而且尺寸穩定性好，耐腐蝕性強，成本低，加工性好，可適于建筑裝修、家具制造、裝璜等領域，并且具有很好的實用價值和顯著的應用效果。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體的優選實施例來進一步說明本發明的技術方案。
[0016]實施例1:
一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料，其組分按質量百分數配比為:聚氯乙烯20%、木質粉15%、納米高嶺土 12%、碳纖維7%、ACR 9%、氰尿酸三聚氰胺8%、氫氧化鋁8%、增塑劑8%、馬來酸酐接枝聚乙烯4%、烷基磺酸鈉3%、著色劑2%、光穩定劑944 2%、抗氧劑10100.5%、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5%、硬脂酸鈣1%，所述聚氯乙烯的平均聚合度在800?1200、重均分子量在10.0萬?14.5萬、粒度在150?250目范圍，所述木質粉是以木材加工的邊角余料、廢舊木質產品回收品、農作物秸桿為原料，經過清潔加工、并粉碎成100?200目的木質細粉，所述納米高嶺土為縱向厚度在20?50nm、片層尺寸在300?500nm范圍內的高嶺土納米粒子，所述碳纖維為直徑在50?200nm的氣相生長納米碳纖維，所述氫氧化鋁為平均粒徑在3?20 μπι的氫氧化鋁微粒，所述增塑劑為質量比1:1的鄰苯二甲酸二丁酯與聚乙二醇的復配物，所述著色劑是以氯化聚乙烯為載體的黑色母粒。
[0017]制備方法:(I)、以木材加工的邊角余料、廢舊木質產品回收品、農作物秸桿為原料，經過分選、清潔以去除雜質后，通過粉碎機加工成100?200目的細粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木質粉；(2)、按重量配比稱取各組分，先將納米高嶺土和氫氧化鋁加入料筒溫度在80°C?120°C的高速混合器中，攪拌10?20min，然后加入γ -氨丙基三甲氧基硅烷，并按3000?4500r/min的轉速高速攪拌20?60min，待完全潤濕和均勻分散后，再加入其它組分，包括步驟(I)得到的干燥木質粉，在70°C?95°C溫度下、按80?200r/min轉速低速攪拌10?30min，待混合均勻后，出料；(3)、將步驟(2)得到的物料加入雙螺桿擠出機熔融擠入到成型模具中注模成型，即得本發明的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料。
[0018]實施例2:
一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料，其組分按質量百分數配比為:聚氯乙烯30%、木質粉30%、納米高嶺土 8%、碳纖維5%、ACR 6%、氰尿酸三聚氰胺5%、氫氧化鋁5%、增塑劑4%、馬來酸酐接枝聚乙烯3%、烷基磺酸鈉1%、著色劑1%、光穩定劑944 0.5%、抗氧劑10100.2%、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.3%、硬脂酸鈣1%，所述聚氯乙烯的平均聚合度在800?1200、重均分子量在10.0萬?14.5萬、粒度在150?250目范圍，所述木質粉是以木材加工的邊角余料、廢舊木質產品回收品、農作物秸桿為原料，經過清潔加工、并粉碎成100?200目的木質細粉，所述納米高嶺土為縱向厚度在20?50nm、片層尺寸在300?500nm范圍內的高嶺土納米粒子，所述碳纖維為直徑在50?200nm的氣相生長納米碳纖維，所述氫氧化鋁為平均粒徑在3?20 μπι的氫氧化鋁微粒，所述增塑劑為質量比3:1的鄰苯二甲酸二丁酯與聚乙二醇的復配物，所述著色劑是以氯化聚乙烯為載體的黃色母粒。
[0019]制備方法:(I)、以木材加工的邊角余料、廢舊木質產品回收品、農作物秸桿為原料，經過分選、清潔以去除雜質后，通過粉碎機加工成100?200目的細粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木質粉；(2)、按重量配比稱取各組分，先將納米高嶺土和氫氧化鋁加入料筒溫度在80°C?120°C的高速混合器中，攪拌10?20min，然后加入γ -氨丙基三甲氧基硅烷，并按3000?4500r/min的轉速高速攪拌20?60min，待完全潤濕和均勻分散后，再加入其它組分，包括步驟(I)得到的干燥木質粉，在70°C?95°C溫度下、按80?200r/min轉速低速攪拌10?30min，待混合均勻后，出料；(3)、將步驟(2)得到的物料加入雙螺桿擠出機熔融擠入到成型模具中注模成型，即得本發明的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料。
【主權項】
1.一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料，其特征在于，其組分按質量百分數配比為:聚氯乙烯20%?30%、木質粉15%?30%、納米高嶺土 8%?12%、碳纖維5%?7%、ACR6%?9%、氰尿酸三聚氰胺5%?8%、氫氧化鋁2%?8%、增塑劑4%?8%、馬來酸酐接枝聚乙烯2%?4%、烷基磺酸鈉1%?3%、著色劑1%?2%、光穩定劑944 0.5%?2%、抗氧劑10100.1%?0.5%、γ -氨丙基三甲氧基硅烷0.1%?1%、硬脂酸鈣0.1%?1%。
2.根據權利要求1所述的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料，其特征在于，所述納米高嶺土為縱向厚度在20?50nm、片層尺寸在300?500nm范圍內的高嶺土納米粒子。
3.根據權利要求1所述的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料，其特征在于，所述碳纖維為直徑在50?200nm的氣相生長納米碳纖維。
4.根據權利要求1所述的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料，其特征在于，所述氫氧化鋁為平均粒徑在3?20 μm的氫氧化鋁微粒。
5.根據權利要求1所述的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料，其特征在于，所述增塑劑為質量比I?3:1的鄰苯二甲酸二丁酯與聚乙二醇的復配物。
6.根據權利要求1所述的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (I )、以木材加工的邊角余料、廢舊木質產品回收品、農作物秸桿為原料，經過分選、清潔以去除雜質后，通過粉碎機加工成100?200目的細粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木質粉； (2)、按重量配比稱取各組分，先將納米高嶺土和氫氧化鋁加入料筒溫度在80°C?120°C的高速混合器中，攪拌10?20min，然后加入γ -氨丙基三甲氧基硅烷，并按3000?4500r/min的轉速高速攪拌20?60min，待完全潤濕和均勻分散后，再加入其它組分，包括步驟(I)得到的干燥木質粉，在70°C?95°C溫度下、按80?200r/min轉速低速攪拌10?30min，待混合均勻后，出料； (3)、將步驟(2)得到的物料加入雙螺桿擠出機熔融擠入到成型模具中注模成型，即得本發明的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料。
【專利摘要】本發明公開了一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料及其制備方法。本發明的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復合材料，其組分按質量百分數配比為：聚氯乙烯20%～30%、木質粉15%～30%、納米高嶺土8%～12%、碳纖維5%～7%、ACR 6%～9%、氰尿酸三聚氰胺5%～8%、氫氧化鋁2%～8%、增塑劑4%～8%、馬來酸酐接枝聚乙烯2%～4%、烷基磺酸鈉1%～3%、著色劑1%～2%、光穩定劑944 0.5%～2%、抗氧劑1010 0.1%～0.5%、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.1%～1%、硬脂酸鈣0.1%～1%。本發明的有益效果是，本發明具有優異的力學強度、剛度、韌性、耐熱性和阻燃性等優點，可適于建筑裝修、家具制造、裝璜等領域。
【IPC分類】C08L97-02, C08K9-06, C08L51-06, C08K13-06, C08L27-06, C08K5-42, C08K7-06, C08L33-04, C08K5-3492, C08K3-34, C08K3-22
【公開號】CN104861325
【申請號】CN201410811981
【發明人】不公告發明人
【申請人】王玉燕
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年12月24日