一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木材生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木材由于具有紋理美觀、色澤天然、質(zhì)感舒適、可塑性好、易于加工等優(yōu)點(diǎn)，目前已在建筑裝修、家具制造、包裝等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但由于森林資源有限，尋求和開(kāi)發(fā)一種可替代木材、且廣為應(yīng)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(yōu)良的通用塑料，其產(chǎn)量和用量?jī)H次于聚乙烯。由于聚氯乙烯具有耐腐蝕、絕緣、耐磨損、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛的應(yīng)用于建材、輕工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。因此，研發(fā)一種以聚氯乙烯為原料的塑木復(fù)合材料替代木材原料，可以很好地緩解當(dāng)前木材緊缺的問(wèn)題，將具有很高的實(shí)用價(jià)值與推廣前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)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(fù)合材料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚氯乙烯20%?30%、木質(zhì)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(lái)酸酐接枝聚乙烯2%?4%、烷基磺酸鈉1%?3%、著色劑1%?2%、光穩(wěn)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(wàn)?14.5萬(wàn)、粒度在150?250目范圍。
[0006]所述木質(zhì)粉是以木材加工的邊角余料、廢舊木質(zhì)產(chǎn)品回收品、農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)過(guò)清潔加工、并粉碎成100?200目的木質(zhì)細(xì)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(nèi)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(zhǎng)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(zhì)量比I?3:1的鄰苯二甲酸二丁酯與聚乙二醇的復(fù)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(lán)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(fù)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(zhì)產(chǎn)品回收品、農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)過(guò)分選、清潔以去除雜質(zhì)后，通過(guò)粉碎機(jī)加工成100?200目的細(xì)粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木質(zhì)粉；
(2)、按重量配比稱(chēng)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(zhuǎn)速高速攪拌20?60min，待完全潤(rùn)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(zhì)粉，在70°C?95°C溫度下、按80?200r/min轉(zhuǎn)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(jī)熔融擠入到成型模具中注模成型，即得本發(fā)明的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度、剛度、韌性、耐熱性和阻燃性等優(yōu)點(diǎn)，而且尺寸穩(wěn)定性好，耐腐蝕性強(qiáng)，成本低，加工性好，可適于建筑裝修、家具制造、裝璜等領(lǐng)域，并且具有很好的實(shí)用價(jià)值和顯著的應(yīng)用效果。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0016]實(shí)施例1:
一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚氯乙烯20%、木質(zhì)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(lái)酸酐接枝聚乙烯4%、烷基磺酸鈉3%、著色劑2%、光穩(wěn)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(wàn)?14.5萬(wàn)、粒度在150?250目范圍，所述木質(zhì)粉是以木材加工的邊角余料、廢舊木質(zhì)產(chǎn)品回收品、農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)過(guò)清潔加工、并粉碎成100?200目的木質(zhì)細(xì)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(nèi)的高嶺土納米粒子，所述碳纖維為直徑在50?200nm的氣相生長(zhǎng)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(zhì)量比1:1的鄰苯二甲酸二丁酯與聚乙二醇的復(fù)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(zhì)產(chǎn)品回收品、農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)過(guò)分選、清潔以去除雜質(zhì)后，通過(guò)粉碎機(jī)加工成100?200目的細(xì)粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木質(zhì)粉；(2)、按重量配比稱(chēng)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(zhuǎn)速高速攪拌20?60min，待完全潤(rùn)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(zhì)粉，在70°C?95°C溫度下、按80?200r/min轉(zhuǎn)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(jī)熔融擠入到成型模具中注模成型，即得本發(fā)明的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料。
[0018]實(shí)施例2:
一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚氯乙烯30%、木質(zhì)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(lái)酸酐接枝聚乙烯3%、烷基磺酸鈉1%、著色劑1%、光穩(wěn)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(wàn)?14.5萬(wàn)、粒度在150?250目范圍，所述木質(zhì)粉是以木材加工的邊角余料、廢舊木質(zhì)產(chǎn)品回收品、農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)過(guò)清潔加工、并粉碎成100?200目的木質(zhì)細(xì)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(nèi)的高嶺土納米粒子，所述碳纖維為直徑在50?200nm的氣相生長(zhǎng)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(zhì)量比3:1的鄰苯二甲酸二丁酯與聚乙二醇的復(fù)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(zhì)產(chǎn)品回收品、農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)過(guò)分選、清潔以去除雜質(zhì)后，通過(guò)粉碎機(jī)加工成100?200目的細(xì)粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木質(zhì)粉；(2)、按重量配比稱(chēng)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(zhuǎn)速高速攪拌20?60min，待完全潤(rùn)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(zhì)粉，在70°C?95°C溫度下、按80?200r/min轉(zhuǎn)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(jī)熔融擠入到成型模具中注模成型，即得本發(fā)明的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚氯乙烯20%?30%、木質(zhì)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(lái)酸酐接枝聚乙烯2%?4%、烷基磺酸鈉1%?3%、著色劑1%?2%、光穩(wěn)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)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(nèi)的高嶺土納米粒子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料，其特征在于，所述碳纖維為直徑在50?200nm的氣相生長(zhǎng)納米碳纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料，其特征在于，所述增塑劑為質(zhì)量比I?3:1的鄰苯二甲酸二丁酯與聚乙二醇的復(fù)配物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)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(zhì)產(chǎn)品回收品、農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)過(guò)分選、清潔以去除雜質(zhì)后，通過(guò)粉碎機(jī)加工成100?200目的細(xì)粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木質(zhì)粉； (2)、按重量配比稱(chēng)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(zhuǎn)速高速攪拌20?60min，待完全潤(rùn)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(zhì)粉，在70°C?95°C溫度下、按80?200r/min轉(zhuǎn)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(jī)熔融擠入到成型模具中注模成型，即得本發(fā)明的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的一種納米高嶺土改性聚氯乙烯塑木復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：聚氯乙烯20%～30%、木質(zhì)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(lái)酸酐接枝聚乙烯2%～4%、烷基磺酸鈉1%～3%、著色劑1%～2%、光穩(wěn)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(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度、剛度、韌性、耐熱性和阻燃性等優(yōu)點(diǎn)，可適于建筑裝修、家具制造、裝璜等領(lǐng)域。
【IPC分類(lèi)】C08L97-02, C08K9-06, C08L51-06, C08K13-06, C08L27-06, C08K5-42, C08K7-06, C08L33-04, C08K5-3492, C08K3-34, C08K3-22
【公開(kāi)號(hào)】CN104861325
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410811981
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】王玉燕
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2014年12月24日