[發(fā)明專利]一種環(huán)保型塑木復合材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010030196.0
• 申請日: 2010-01-18
• 公開（公告）號: CN101775167A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱軍;楊明成;宋衛(wèi)東;趙惠東;李召朋;李坤豪;陳海軍
• 申請（專利權(quán)）人: 河南省科學院同位素研究所有限責任公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L97/02;C08K13/02;C08K5/3492;C08K5/103;C08K3/34;C08K5/09;C08K3/26;B29C43/22;B29C71/04
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;黃偉

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)保型塑木復合材料及其制備方法。

(二)背景技術(shù)

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的日益提高，人們對木制品的需求與日俱增，木材的供應變得緊張，森林被過度采伐，造成了嚴重的環(huán)境問題。在國內(nèi)，隨著石油工業(yè)突飛猛進地發(fā)展，極大的促進了塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)，但其廢品回收再利用體系卻沒有及時完善，加上人們?nèi)狈Νh(huán)保意識，造成嚴重的“白色污染”；另一方面，我國是個產(chǎn)煤大國，以煤炭為電力生產(chǎn)基本燃料，電力工業(yè)的迅速發(fā)展，帶來了粉煤灰排放量的急劇增加，粉塵污染嚴重，被稱為“黑色污染”，對環(huán)境造成了很大的壓力。面對這些環(huán)境污染的禍源，如何變廢為寶、化害為利，已成為我國經(jīng)濟建設(shè)中一項重要的技術(shù)經(jīng)濟政策，是解決我國環(huán)境污染，資源缺乏之間矛盾的重要手段。

在這種背景下，塑木復合材料正是解決回收利用廢棄木材和塑料的一條行之有效的途徑。塑木復合材料(Wood-Plastics?Composites，簡稱WPC)是由木粉或木纖維和熱塑性聚合物復合，通過熔融加工成型而形成的具有新的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異綜合性能的新型材料，其應用十分廣泛，涉及包裝、運輸、園藝、家裝等各領(lǐng)域。

目前的塑木復合材料產(chǎn)品的防霉、抗老化、耐磨耐腐蝕都不夠理想，使用壽命較短；另外由于主要采用回收廢料，各物料間結(jié)合強度不高，產(chǎn)品的物理機械性能需要進一步提高。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型塑木復合材料及其制備方法，所述的塑木復合材料防霉、抗老化、耐磨、耐腐蝕性能好，使用壽命較長；產(chǎn)品的物理機械性能較高。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種環(huán)保型塑木復合材料，由下述重量份的原料制得：廢舊聚乙烯100份；木纖維粉20-50份；粉煤灰5-30份；硅烷偶聯(lián)劑0.6-1.6份；活性碳酸鈣5-8份；輻照敏化劑0-4份；潤滑劑4-8份。

所述的木纖維粉為楊木粉或松木粉。

所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH550、KH560或KH570。

所述的輻照敏化劑為三烯丙基異氰尿酸酯(TAIC)或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)。

所述的潤滑劑為滑石粉或硬脂酸或兩種的混合物，若兩種同時使用，則優(yōu)選按照滑石粉4-6份；硬脂酸0.5-0.7份添加。

所述的廢舊聚乙烯優(yōu)選熔融指數(shù)為0.1-10g/min的聚乙烯。

所述的環(huán)保型塑木復合材料優(yōu)選按如下步驟制備：

1)備料：將聚乙烯擠出造粒，處理使得木纖維粉粒度為80-100目，粉煤灰400-500目；然后將木纖維粉干燥至水質(zhì)量含量不大于3％；

2)混合混煉：將硅烷偶聯(lián)劑與木纖維粉、粉煤灰混合，然后加入活性碳酸鈣、潤滑劑和輻照敏化劑或者不加輻照敏化劑，之后充分混合，然后和聚乙烯在140-160℃塑化均勻得到復合片材；其中充分混合時，可在高速混合機中進行，攪拌10-20min即可。

3)成型：將復合片材模壓成型得到成品板材，壓力為17-20MPa，時間為8-10min；具體的，模壓成型可在平板硫化機中進行；

4)輻照：將得到的成品板材放在⁶⁰Coγ射線或電子束下常溫常壓輻照得到所述環(huán)保型塑木復合材料。

步驟1)中干燥的條件為在90-100℃干燥處理5-8h。

輻照的劑量以40-70kGy為宜。

本發(fā)明塑木復合材料以廢舊聚乙烯、木粉和粉煤灰為主要原料，與輻照敏化劑和其他助劑共同制成。其最大的優(yōu)點就是變廢為寶和重復利用，大大降低了生產(chǎn)成本，并節(jié)省了大量的木材資源，極大地提升了產(chǎn)品的市場競爭力和利潤空間；粉煤灰的加入，較好地提高了塑木復合材料的力學性能和耐磨性能。同時利用⁶⁰Coγ射線或電子束照射實現(xiàn)高分子間交聯(lián)網(wǎng)絡的形成，高分子輻射交聯(lián)后，其結(jié)構(gòu)與性能發(fā)生相應變化，提高了材料的綜合性能；同時可以有效地殺滅原料木粉中的霉腐和真菌，很好地解決了塑木復合材料的防霉抗菌問題，拓寬了其應用范圍；該技術(shù)對彌補當前塑木復合材料的不足具有很大的優(yōu)勢。

本發(fā)明制備的塑木復合材料產(chǎn)品的彎曲強度可達30-36MPa，彎曲模量1.7-2.3GPa，拉伸強度可達20-26MPa，摩擦系數(shù)為0.175，沖擊強度13-16kJ/m²，吸水率僅0.5％，各項性能指標均符合Q/HKT?004-2009的要求。

本產(chǎn)品耐磨防霉，綠色環(huán)保，表面光潔度好。其主要用途之一是替代實體木材或塑料在各領(lǐng)域中的應用，其中運用最廣泛的是替代木材做包裝箱板、裝飾板材和建筑模板等。