一種發泡多孔木塑復合材料及其制備方法
【專利摘要】一種發泡多孔木塑復合材料，由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯35?45份，木粉40?50份，無機微粉5?10份，相容劑0.5?2份，阻燃劑1?2份，增塑劑2?5份，潤滑劑1?2份，著色劑0.5?1.5份，抗菌劑0.5?2份，發泡劑1?2份，發泡穩定劑1?2份。本發明將以上原料按配方比例在混料器中進行混合，使各組分分散均勻之后，然后投入雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，其制備流程簡單、工藝簡單可控、生產效率高，制備發泡多孔木塑材料性能優越、性價比高，具有廣泛的市場應用前景。
【專利說明】
一種發泡多孔木塑復合材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于木塑復合材料領域，具體涉及一種發泡多孔木塑復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]木塑復合材料是由熱塑性聚合物與木肩或木粉、植物纖維粉等共混，并添加各種加工助劑，經過高溫混煉再經擠出、模壓、注射等成型加工而制得的一種環保復合材料。該材料成本低，可廣泛應用于建筑、交通、輕工業等部門，具有廣闊的市場前景和環保價值。木塑復合材料也有一些不足，木塑復合材料的密度通常為實木材料密度的兩倍，且價格較高等，因而其使用范圍受到了很大的局限。所以，對傳統木塑復合材料進行改性，降低其密度、降低其成本就十分必要。
【發明內容】
[0003]本發明的針對現有技術中的不足，提供一種發泡多孔木塑復合材料及其制備方法。
[0004]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種發泡多孔木塑復合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯35-45份，木粉40-50份，無機微粉5_10份，相容劑0.5_2份，阻燃劑1_2份，增塑劑2_5份，潤滑劑1-2份，著色劑0.5-1.5份，抗菌劑0.5-2份，發泡劑1-2份，發泡穩定劑I _2份。
[0005]為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括:
所述高密度聚乙烯采用密度為0.949 g/cm3、熔體流動速率為0.8g/10min的白色顆粒。
[0006]所述木粉長度<Imm，灰分含量< 11%，含水率<5%，耐熱能力為230°C，顆粒細度為60-80目。
[0007]所述無機微粉為表面改性的凹土粉末，顆粒細度為200-300目，脫色率多90%，含水率 <5%。
[0008]所述相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯;所述阻燃劑為層狀硅酸鋁，顆粒細度為300-400目；所述增塑劑為硅烷偶聯劑;所述潤滑劑為液體石蠟;所述著色劑為二氧化鈦、炭黑、氧化鐵紅、氧化鐵黃和群青中的至少一種;所述抗菌劑為抗菌防霉劑;所述發泡劑為ADC發泡劑;所述發泡穩定劑為發泡稀土鈣鋅穩定劑。
[0009]此外，還提出了上述發泡多孔木塑復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)物料的稱料:按照下列重量份配方分別稱取各組分:高密度聚乙烯35-45份，木粉40-50份，無機微粉5-10份，相容劑0.5-2份，阻燃劑1-2份，增塑劑2_5份，潤滑劑1_2份，著色劑
0.5-1.5份，抗菌劑0.5-2份，發泡劑1-2份，發泡穩定劑I _2份；
2)物料的混合:將稱取的各組分放入高速攪拌機進行混合混料處理，得到混合物料；
3)物料的熔融擠出:將所述混合物料用平行雙螺桿擠出機制備出造粒料，造粒加工溫度為150-250°C，轉速為160-200轉/分鐘;將制好的造粒料加入錐形雙螺桿擠出機，主機轉速為3-10轉/分鐘，溫度為140°C_185°C，模具溫度為150-170°C，進行擠出生產，經發泡模具發泡并冷卻定型，成型發泡多孔木塑復合材料。
[0010]本發明的有益效果是:將聚乙烯、木粉、無機微粉、相容劑、阻燃劑、潤滑劑、增塑劑、著色劑、抗菌劑以及發泡劑和發泡穩定劑按照配方比例在混料器中進行混合，使各組份充分分散均勻之后，然后投入雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，其制備流程簡單、工藝簡單可控、生產效率高，制備發泡多孔木塑材料性能優越、性價比高，具有廣泛的市場應用前景。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的制備流程圖。
【具體實施方式】
[0012]現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。
[0013]本發明的發泡多孔塑木材料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯35-45份，木粉40-50份，無機微粉5-10份，相容劑0.5-2份，阻燃劑1_2份，增塑劑2_5份，潤滑劑1_2份，著色劑0.5-1.5份，抗菌劑0.5-2份，發泡劑1-2份，發泡穩定劑I _2份。
[0014]其中，高密度聚乙烯(HDPE):白色顆粒，密度0.949g/cm3，熔體流動速率0.8g/10min(2.16kg，190°C);
木粉:長度均< Imm，灰分含量彡11%，含水率<5%，耐熱能力為230 °C (短時間可達280°C)，顆粒細度60-80目；
無機微粉:采用凹土粉末，顆粒細度200-300目，脫色率》90%，含水率<5%，對其進行表面改性，制成改性凹土粉末；
相容劑:馬來酸酐接枝聚乙烯(MAPE)，用量為2%(以塑料用量為基準)；
阻燃劑:采用層狀硅酸鋁，顆粒細度300-400目；
增塑劑:選擇硅烷偶聯劑KH—550;
潤滑劑:選擇液體石蠟；
著色劑:選擇二氧化鈦、炭黑、氧化鐵紅、氧化鐵黃、群青中的至少一種；
抗菌劑:抗菌防霉劑；
發泡劑:ADC發泡劑；
發泡穩定劑:發泡稀土鈣鋅穩定劑。
[0015]為了降低密度并提高氣孔率，使得發泡多孔木塑復合材料具有良好的可加工性能，在制備中添加了適量無機填料，優選地，無機填料選擇為改性凹土粉末，在發泡木塑復合材料制備工藝中，改性凹土粉末具有非常好的高溫穩定性和潤滑性，能夠有效降低各組分之間的摩擦力，促進各組分的均勻化，并在相容劑和潤滑劑的作用下，將聚乙烯和木粉混合均勻，在發泡劑和發泡穩定劑的作用下，制成多孔均勻的多泡木塑復合材料。關于所用的改性凹土粉末的制備工藝方法，在中國專利文件CN102627872A(【公開日】2012-08-08)中有明確說明。
[0016]此外，阻燃劑所采用的層狀硅酸鋁，具有很大的比表面積，阻燃效果突出，能有效地消除燃燒延續所需的活性物質，如輕基游離基等，阻礙了氧氣進入木塑表層以及表層降解的產物擴散到氣相中。
[0017]實施例1:
1、物料的稱料:按照高密度聚乙烯35份，木粉50份，無機微粉5份，相容劑I份，阻燃劑I份，增塑劑2份，潤滑劑2份，著色劑0.5份，抗菌劑0.5份，發泡劑2份，發泡穩定劑I份的配方分別稱取各組分；
2、物料的混合:將所稱取的各組分放入高速攪拌機進行混合混料處理，得到混合物料；
3、物料的熔融擠出:將混合物料用平行雙螺桿擠出機制備出造粒料，造粒加工溫度為2000C，轉速為160轉/分鐘;將制好的造粒料加入錐形雙螺桿擠出機，主機轉速為7轉/分鐘，溫度為145°C，模具溫度為150°C，進行擠出生產，經發泡模具發泡并冷卻定型，成型發泡多孔木塑復合材料。
[0018]實施例2:
1、物料的稱料:按照高密度聚乙烯40份，木粉40份，無機微粉8份，相容劑2份，阻燃劑I份，增塑劑2份，潤滑劑I份，著色劑I份，抗菌劑I份，發泡劑2份，發泡穩定劑2份的配方分別稱取各組分；
2、物料的混合:將所稱取的各組分放入高速攪拌機進行混合混料處理，得到混合物料；
3、物料的熔融擠出:將混合物料用平行雙螺桿擠出機制備出造粒料，造粒加工溫度為2500C，轉速為200轉/分鐘；將制好的造粒料加入錐形雙螺桿擠出機，主機轉速10轉/分鐘，溫度為185°C，模具溫度為170°C，進行擠出生產，經發泡模具發泡并冷卻定型，成型發泡多孔木塑復合材料。
[0019]未發泡的木塑復合材料裝飾板材密度為1.25g/cm3，本發明的發泡多孔木塑復合材料密度為0.76 g/cm3，顯著降低了木塑的密度，達到實木材料密度，具有更好的適用性。
[0020]而未發泡木塑復合材料裝飾板材沖擊強度為5.4kJ/m2，本發明的發泡多孔木塑復合材料板材沖擊強度為9.lkj/m2，沖擊強度得到顯著的提高，更顯著促進發泡多孔木塑復合材料的應用。
[0021]以上僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種發泡多孔木塑復合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯.35-45份，木粉40-50份，無機微粉5_10份，相容劑0.5_2份，阻燃劑1_2份，增塑劑2_5份，潤滑劑1-2份，著色劑0.5-1.5份，抗菌劑0.5-2份，發泡劑1-2份，發泡穩定劑I _2份。2.如權利要求1所述的一種發泡多孔木塑復合材料，其特征在于:所述高密度聚乙烯采用密度為0.949 g/cm3、熔體流動速率為0.8g/10min的白色顆粒。3.如權利要求1所述的一種發泡多孔木塑復合材料，其特征在于:所述木粉長度<Imm，灰分含量<11%，含水率<5%，耐熱能力為230°C，顆粒細度為60-80目。4.如權利要求1所述的一種發泡多孔木塑復合材料，其特征在于:所述無機微粉為表面改性的凹土粉末，顆粒細度為200-300目，脫色率多90%，含水率<5%。5.如權利要求1所述的一種發泡多孔木塑復合材料，其特征在于:所述相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯;所述阻燃劑為層狀硅酸鋁，顆粒細度為300-400目；所述增塑劑為硅烷偶聯劑;所述潤滑劑為液體石蠟;所述著色劑為二氧化鈦、炭黑、氧化鐵紅、氧化鐵黃和群青中的至少一種;所述抗菌劑為抗菌防霉劑;所述發泡劑為ADC發泡劑;所述發泡穩定劑為發泡稀土 I丐鋅穩定劑。6.—種如權利要求1-5中任一所述的發泡多孔木塑復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: .1)物料的稱料:按照下列重量份配方分別稱取各組分:高密度聚乙烯35-45份，木粉40-.50份，無機微粉5-10份，相容劑0.5-2份，阻燃劑1-2份，增塑劑2_5份，潤滑劑1_2份，著色劑.0.5-1.5份，抗菌劑0.5-2份，發泡劑1-2份，發泡穩定劑I _2份； .2)物料的混合:將稱取的各組分放入高速攪拌機進行混合混料處理，得到混合物料； .3)物料的熔融擠出:將所述混合物料用平行雙螺桿擠出機制備出造粒料，造粒加工溫度為150-250°C，轉速為160-200轉/分鐘;將制好的造粒料加入錐形雙螺桿擠出機，主機轉速為3-10轉/分鐘，溫度為140°C_185°C，模具溫度為150-170°C，進行擠出生產，經發泡模具發泡并冷卻定型，成型發泡多孔木塑復合材料。
【文檔編號】C08L23/06GK105885451SQ201610380686
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月1日
【發明人】姚義俊, 萬韜隃, 孫姓, 溫曉霞
【申請人】南京信息工程大學