专利名称：：制备仿木材料的热塑性弹性体组合物及利用该组合物制造仿木材料的方法
技术领域：
：本发明是关于一种制备仿木材料的热塑性弹性体组合物(thermoplasticelastomer,TPE)及利用该组合物制造仿木材料的方法，特别是指一种利用热塑性弹性体为基材，在不需添加木粉的条件下产生兼具木材木纹及可防水并重复利用特性仿木材料的热塑性弹性体组合物及利用该组合物制造仿木材料的方法。
背景技术：
：木材向来是制造家具、护栏、纸张、某些文具或玩具的基本材料，但近年来在树木的大量砍伐下，并未有相对配套的植栽计划，加以气候变迁的影响，导致树木的数量越来越少，进而造成可用于上述使用的木料十分有限，尤其是要觅得可以用于制造大型家具的大型多年生树种，更是极为不易。近年来，居家装潢的木料上多使用三夹板取代原生木材，三夹板系以树木旋切成薄片，用胶合剂以一层直纹一层横纹交迭后胶合成的木板。三夹板具有质轻及可加工性强的特性，但是因木材具有易吸水及吸引白蚁、蛀虫驻长的特性，因此往往在施工时需要另行使用防水剂或是防蛀材料以延长三夹板的使用寿命。但使用防水剂不但会拉长施工时程，其所具有的气味也不利于人体健康。此外，三夹板的强度远不如原木来的坚固，对于其使用年限也产生限制。为了克服木料易潮湿腐败、滋生白蚁或蛀虫的缺点，现在有些研发人员将塑化原料与木屑进行混合后进行压制形成仿木建材。该仿木建材具有塑化材质的特性，也兼具了木材的木纹，因此成为了新兴的建材选择。然而，该仿木建材也因同时掺杂了木料与塑料，故而在有损坏之时，并无法重新再生利用，间接也造成了部分的环保上的困扰。目前热塑性弹性体材料虽然多见于日常生活中的缓冲体，但该缓冲体多属于具有弹性、可弯折的柔软材料，当要强化其硬度、增强其抗冲能力以转化为其它用途时，往往受限于材料配方、发泡不易及成型条件不易掌握的技术瓶颈，而限制了其应用的领域。
发明内容本发明人为了能为居家环境质量与地球环保尽一己之力，希望能将自身于高分子材料数十年的研发经历投入相关研发工作，终于发出本发明的仿木材料制备方法。本发明之主要目的在于提供一种制备仿木材料的热塑性弹性体组合物，利用该组合物制备的仿木材料具有自然的木质纹路。本发明制备仿木材料的热塑性弹性体组合物，在100wt%组合物成分中，包括含量比例为IO-SOwt%的热塑性弹性体材料；含量比例为10_80衬％的硬段结构材料；含量比例为0.01-2.0衬％的架桥剂；及含量比例为0.1-15.Owt%的发泡剂。本发明之另一目的为提供一种利用热塑性弹性体组合物制造仿木材料的方法。在此制备方法中并未添加任何木质碎片或粉末，因此，利用本发明方法制备的仿木材料具有防水的优点，并兼具完整的高分子材料特性，使用后仍可再次收回重制利用。本发明之利用热塑性弹性体组合物制备仿木材料的方法包括下列步骤(1)将包含有热塑性弹性体材料和硬段结构材料的一复合材料与一发泡剂、一架桥剂进行混合成为原料；(2)将该原料以100°C以上的温度进行热熔混合成为热熔原料；(3)该将热熔原料利用胶布机形成一薄片；及(4)将复数个该薄片迭合进行热压发泡、整平及裁切。在本发明之制备方法中，原料成分的掌控对于仿木材料的制备十分重要。在IOOwt%原料成分中，该热塑性弹性体材料的含量比例为IO-SOwt%、该硬段结构材料的含量比例为10-SOwt%、发泡剂的含量比例为0.1-15.Owt%、发泡助剂的含量比例为0.1-10.、架桥剂的含量比例为0.01-2.，在本发明之制备方法中，亦可藉由添加色料来控制所制备仿木材料的成色。该热塑性弹性体或该硬段结构材料所选用的种类与添加的比例，或将该热塑性弹性体与该硬段结构材料混合方法等都可以调整制备出不同硬度或密度等性质的仿木材料。此外，热塑性弹性体在发泡过程中，也常会引发裂解反应，而导致发泡后的材料性质不稳定。因此，发泡条件对本发明之制备方法来说亦十分重要，因此在步骤(4)中的热压发泡条件，其热压发泡时的加热温度及压力可依薄片的材质及堆栈的厚度进行设定，该加热温度可以调整介于160°C至180°C之间，压力则可介于每平方厘米250至300千克(kg/cm2)。在本发明之制备方法中，藉由在发泡过程添加微量的架桥剂可以包覆住在发泡过程中所产生的气体，同时兼顾了维持薄片在发泡过程中薄片内部分子的流动性的功能。本发明之制备方法中，发泡剂的添加量可以控制发泡后仿木材料的泡孔大小及密度，对于仿木材料整体的物性有极大的影响。在本发明利用热塑性弹性体组合物制备仿木材料的步骤中，将该薄片层迭后、进行热压发泡和整平的处理时，则可因为不同薄片间的交互作用，而产生一层一层、深浅颜色渐层的仿木纹，而该仿木纹的纹路也会因为该薄片的厚度、颜色等性质而有所不同，可依情况进一步加以调整。经由本发明制备方法所制成的仿木材料，颜色与一般木材十分相近，侧边亦具有宛如年轮的木纹；经由物理性质测试可以发现，利用本发明方法制备的仿木材料其硬度与柚木十分相近且具有质轻、可承受重量的特色，不论与一般木材或是混合木材的塑化材料相较，本发明制备方法所制成的仿木材料更具有不吸水的性质，非常适合应用于一般露天公园的座椅或围栏、木质家具或家饰、玩具或积木、园艺造景或木工艺品、文具、各种模型等产品的制作。不论长期使用或短期使用皆十分适宜，使用后的仿木材料因以高分子材料为主材且并未添加其它任何材料，因此可以在藉由一般高分子材料的处理方法重行回收塑形，可以免除使用后不易处理而造成的空间堆积，对于资源逐渐耗竭的地球或是就环境保护观点来说，都是一大贡献。具体实施例方式本发明之制备仿木材料的热塑性弹性体组合物，在100衬％组合物成分中，包括含量比例为10-80wt%的热塑性弹性体材料、含量比例为10-80衬％的硬段结构材料、含量比例为0.01-2.0衬％的架桥剂及含量比例为0.1-15.的发泡剂。在该热塑性弹性体组合物中，可藉由添加发泡助剂、色料或防火剂来强化及提升利用该热塑性弹性体组合物所制备成的仿木材料的各项功效及性能。本发明之利用热塑性弹性体(thermoplasticelastomer,TPE)组合物制备仿木材料方法包括下列步骤(1)将包含有热塑性弹性体材料和硬段结构材料的一复合材料与一发泡剂、一发泡助剂、一架桥剂进行混合成为原料；(2)将该原料以100°C以上的温度进行热熔混合成为一热熔原料；(3)该将热熔原料利用胶布机形成一薄片；及(4)将复数个该薄片迭合进行热压发泡、整平及裁切。其中步骤(3)中该热熔原料在胶布机中以120-130°C进行捏合，以120°C将该热熔原料压成薄片出片。其中步骤(4)中热压发泡的加热温度及压力可依薄片的材质及堆栈的厚度进行设定，该加热温度可以调整介于160°C至180°C之间，压力则可介于每平方厘米250至300千克(kg/cm2)。其中制造本发明的仿木材料系以热塑性弹性体材料为基底，该热塑性弹性体材料可以选自苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯类嵌段共聚物(styrenicblockcopolymers,SBC)或前述化合物任一混合物之高分子化合物群组，且该热塑性弹性体材料占100wt%原料的含量比例为10-80wt%。该硬段结构材料系选自聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-styrenecopolymer,AS)、丙烯腈-丁二烯丙烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-butadiene-styrene,ABS)、高抗冲聚苯乙烯(Highimpactpolystyrene,HIPS)或前述化合物任一混合物之高分子化合物群组，该硬段结构材料占100衬％原料的含量比例为10-80wt%。该发泡剂系选自偶氮类化学发泡剂或小苏打粉等物理性发泡剂，该发泡剂占IOOwt%原料的含量比例为0.1-15.Owt%。发泡助剂占IOOwt%原料的含量比例为0.1-10.Owt%。该架桥剂系选自二异丙苯基过氧化物(diCumylperOXide)、2，5-过氧三级丁基-2，5-二甲基己烷<2，5-(tert-butylperoxide)-2，5-dimethylhexane>或硫黄,该架桥剂占100wt%原料的含量比例为0.01-2.0wt%。在步骤(1)中亦可藉由色料的添加来调整所制备出仿木材料的颜色或是添加防火剂来强化本发明制备的仿木材料的防火能力。以下将以实施例针对本发明加以说明。实施例1.原料制备系以下表之配方进行均勻混合。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>2.将上述均勻混合的原料利用120°C的温度进行加热，以产生软化并接近热熔状态的热熔原料。3.将该热熔原料经过胶布机产生厚度介于0.5-1.0毫米(mm)的薄片。4.将多片薄片层迭后在热压机中进行热压发泡形成一发泡材料，其中热压发泡的加热温度为160°C，压力则为每平方厘米300千克(kg/cm2)。5.在该发泡材料降温前，以40至50°C的温度进行整平，形成一整平材料。6.将该整平材料进行刨平并且裁边，即形成具有木质纹路的仿木材料。该仿木材料的各项物性如表一所示表一、利用本发明方法制备的仿木材料各项物理性质<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求一种利用热塑性弹性体组合物制备仿木材料的方法，其特征在于该方法包括下列步骤(1)将包含有热塑性弹性体材料和硬段结构材料的一复合材料与一发泡剂、一架桥剂进行混合成为原料；(2)将该原料以100℃以上的温度进行热熔混合成为热熔原料；(3)该将热熔原料利用胶布机形成一薄片；及(4)将复数个薄片迭合进行热压发泡、整平及裁切，热压发泡的加热温度为160℃至180℃之间，热压压力为250至300kg/cm2。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该热塑性弹性体材料系选自苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯类嵌段共聚物或前述化合物任一混合物之高分子化合物群组。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于该热塑性弹性体材料占100衬％原料成分的10-80wt%。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于该硬段结构材料系选自聚苯乙烯、丙烯腈_苯乙烯共聚物、丙烯腈_丁二烯丙烯_苯乙烯共聚物、高抗冲聚苯乙烯或前述化合物任一混合物之高分子化合物群组。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于该硬段结构材料占100wt%原料成分的10-80wt%。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于该发泡剂占100wt%原料成分的0.1-15.0wt%。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于该架桥剂占100wt%原料成分的0.01-2.0wt%。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于步骤(4)中迭合的薄片进行热压发泡后，于降温前以40至50°C进行整平。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于步骤(1)中还添加一色料。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于步骤(1)中还添加一防火剂。11.根据权利要求1至8中任何一项所述的方法，其特征在于步骤(1)中还添加一发泡助剂，该发泡助剂占100wt%原料成分的0.1-10.0wt%。12.—种制备仿木材料的热塑性弹性体组合物，其特征在于100衬％组合物成分中，包括含量比例为10-80wt%的热塑性弹性体材料；含量比例为10-80衬％的硬段结构材料；含量比例为0.01-2.0衬％的架桥剂；及含量比例为0.1-15.的发泡剂。13.根据权利要求12所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于该热塑性弹性体材料系选自苯乙烯_丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯类嵌段共聚物或前述化合物任一混合物之高分子化合物群组。14.根据权利要求12或13任一项所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于该硬段结构材料系选自聚苯乙烯、丙烯腈_苯乙烯共聚物、丙烯腈_丁二烯丙烯_苯乙烯共聚物、高抗冲聚苯乙烯或前述化合物任一混合物之高分子化合物群组。15.根据权利要求14所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于该组合物成分中还含有一发泡助剂。16.根据权利要求14所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于该组合物成分中还含有一色料。17.根据权利要求14所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于该组合物成分中还含有一防火剂。18.根据权利要求15所述的热塑性弹性体组合物，其特征在于该发泡助剂占100wt%组合物成分的0.1-10.0wt%。全文摘要本发明系一种制备仿木材料的热塑性弹性体组合物及利用该组合物制造仿木材料的方法。该方法包括下列步骤将至少包含有热塑性弹性体材料的一复合材料与一发泡剂、一架桥剂进行混合成为原料；将该原料进行热熔混合成为热熔原料；将该热熔原料利用胶布机形成一薄片；将复数个该薄片迭合进行热压发泡、整平及裁切。本发明方法中并不添加任何木质碎片或粉末，但所制备出的仿木材料具有木质纹路，此外利用本发明方法制备的仿木材料具有防水的优点，并兼具完整的高分子材料特性，使用后仍可再次收回使用。文档编号C08L53/00GK101830070SQ200910119538公开日2010年9月15日申请日期2009年3月13日优先权日2009年3月13日发明者史瑞生申请人:微细科技股份有限公司