一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及木材生产技术领域，具体地说是一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料。
【背景技术】
[0002]木材由于具有纹理美观、色泽天然、质感舒适、可塑性好、易于加工等优点，目前已在建筑装修、家具制造、包装等领域得到了广泛应用。但由于森林资源有限，寻求和开发一种可替代木材、且广为应用的新型材料将颇显重要和迫切。聚氯乙烯是一种综合性能优良的通用塑料，其产量和用量仅次于聚乙烯。由于聚氯乙烯具有耐腐蚀、绝缘、耐磨损、价格低廉等优点，已被广泛的应用于建材、轻工、农业等领域。因此，研发一种以聚氯乙烯为原料的塑木材料替代木材原料，不但可以很好地缓解当前木材紧缺的问题，而且其加工性能好，成本低，对环境耐受性强，性能稳定，因而具有重要现实意义与推广前景。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其组分按质量百分数配比为:聚氯乙烯20%?30%、碳纤维8%?15%、ACR6%?10%、纳米氧化铝5%?12%、聚苯基膦酸二苯砜酯6%?9%、TPEE 4%?8%、聚己二酸异丁二酯2%?4%、丙三醇单硬脂酸酯1%?3%、光稳定剂944 0.5%?2%、抗氧剂1010 0.1%?0.5%、硬脂酸钙0.1%?1%、着色剂0.1%?1%、木质粉15%?35%。
[0005]所述聚氯乙烯的平均聚合度在800?1200、重均分子量在10.0万?14.5万、粒度在150?250目范围。
[0006]所述碳纤维为表面经过高氯酸溶液改性氧化处理、且直径在3?30 μ m、长度在10?75cm范围的聚丙稀腈碳纤维。
[0007]所述ACR为甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物。
[0008]所述纳米氧化铝为表面经过硅烷偶联剂改性活化处理、且粒径在20?SOnm的氧化铝纳米粒子。
[0009]所述TPEE为聚对苯二甲酸丁二酯-聚环氧乙烷-聚环氧丙烷嵌段共聚物。
[0010]所述着色剂为钛白粉、炭黑、氧化铁红、铅铬黄、铁蓝中的一种。
[0011]所述木质粉是以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸杆为原料，经过清洁加工、并粉碎成100?200目的木质细粉。
[0012]上述的一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料的制备方法，包括以下步骤:
(I )、以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸杆为原料，经过分选、清洁以去除杂质后，通过粉碎机加工成100?200目的细粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木质粉； (2)、将直径在3?30μπκ长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维加入质量浓度为98%的高氯酸溶液中，在60°C?90°C温度下超声处理30?120min，然后用去离子水冲洗至中性，再通过真空烘箱在80°C?150°C温度下干燥24?48h，即得所述的改性氧化处理的碳纤维；
(3)、按重量配比称取各组分，包括步骤(I)得到的干燥木质粉和步骤(2)得到的改性碳纤维，然后加入搅拌器中，于70°C?95°C温度下搅拌20?50min，待混合均匀后，出料；
(4)、将步骤(3)得到的物料加入双螺杆挤出机熔融挤入到成型模具中注模成型，即得本发明的一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料。
[0013]本发明的有益效果是，本发明具有强度高、可塑性好、成本低、耐腐蚀性强等优点，而且其表面光洁，阻燃性好，耐磨，易加工，防水、防老化性优良，适应范围广，能够替代木材应用于建筑装修、家具制造、办公制品、装璜等领域，其使用效果好，市场竞争力强。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0015]实施例1:
一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其组分按质量百分数配比为:聚氯乙烯20%、碳纤维15%、ACR 10%、纳米氧化铝12%、聚苯基膦酸二苯砜酯9%、TPEE 8%、聚己二酸异丁二酯4%、丙三醇单硬脂酸酯3%、光稳定剂944 2%、抗氧剂1010 0.5%、硬脂酸钙1%、钛白粉0.5%、木质粉15%，所述聚氯乙烯的平均聚合度在800?1200、重均分子量在10.0万?14.5万、粒度在150?250目范围，所述碳纤维为表面经过高氯酸溶液改性氧化处理、且直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维，所述纳米氧化铝为表面经过硅烷偶联剂改性活化处理、且粒径在20?SOnm的氧化铝纳米粒子，所述木质粉是以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸杆为原料，经过清洁加工、并粉碎成100?200目的木质细粉。
[0016]制备方法:(I)、以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸杆为原料，经过分选、清洁以去除杂质后，通过粉碎机加工成100?200目的细粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木质粉；(2)、将直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维加入质量浓度为98%的高氯酸溶液中，在60°C?90°C温度下超声处理30?120min，然后用去离子水冲洗至中性，再通过真空烘箱在80°C?150°C温度下干燥24?48h，即得所述的改性氧化处理的碳纤维；(3)、按重量配比称取各组分，包括步骤(I)得到的干燥木质粉和步骤(2)得到的改性碳纤维，然后加入搅拌器中，于70°C?95°C温度下搅拌20?50min，待混合均匀后，出料；(4)、将步骤(3)得到的物料加入双螺杆挤出机熔融挤入到成型模具中注模成型，即得本发明的一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料。
[0017]实施例2:
一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其组分按质量百分数配比为:聚氯乙烯30%、碳纤维8%、ACR 6%、纳米氧化铝5%、聚苯基膦酸二苯砜酯6%、TPEE 4%、聚己二酸异丁二酯2%、丙三醇单硬脂酸酯1%、光稳定剂944 1%、抗氧剂1010 0.2%、硬脂酸钙0.8%、炭黑1%、木质粉35%，所述聚氯乙烯的平均聚合度在800?1200、重均分子量在10.0万?14.5万、粒度在150?250目范围，所述碳纤维为表面经过高氯酸溶液改性氧化处理、且直径在3?30 μ m、长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维，所述纳米氧化铝为表面经过硅烷偶联剂改性活化处理、且粒径在20?SOnm的氧化铝纳米粒子，所述木质粉是以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸杆为原料，经过清洁加工、并粉碎成100?200目的木质细粉。
[0018]制备方法:(I)、以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸杆为原料，经过分选、清洁以去除杂质后，通过粉碎机加工成100?200目的细粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木质粉；(2)、将直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维加入质量浓度为98%的高氯酸溶液中，在60°C?90°C温度下超声处理30?120min，然后用去离子水冲洗至中性，再通过真空烘箱在80°C?150°C温度下干燥24?48h，即得所述的改性氧化处理的碳纤维；(3)、按重量配比称取各组分，包括步骤(I)得到的干燥木质粉和步骤(2)得到的改性碳纤维，然后加入搅拌器中，于70°C?95°C温度下搅拌20?50min，待混合均匀后，出料；(4)、将步骤(3)得到的物料加入双螺杆挤出机熔融挤入到成型模具中注模成型，即得本发明的一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料。
【主权项】
1.一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为:聚氯乙烯20%?30%、碳纤维8%?15%、ACR 6%?10%、纳米氧化铝5%?12%、聚苯基膦酸二苯砜酯6%?9%、TPEE 4%?8%、聚己二酸异丁二酯2%?4%、丙三醇单硬脂酸酯1%?3%、光稳定剂944 0.5%?2%、抗氧剂1010 0.1%?0.5%、硬脂酸钙0.1%?1%、着色剂0.1%?1%、木质粉15%?35%。
2.根据权利要求1所述的一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其特征在于，所述碳纤维为表面经过高氯酸溶液改性氧化处理、且直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙稀腈碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其特征在于，所述纳米氧化铝为表面经过硅烷偶联剂改性活化处理、且粒径在20?SOnm的氧化铝纳米粒子。
4.根据权利要求1所述的一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其特征在于，所述木质粉是以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸杆为原料，经过清洁加工、并粉碎成100?200目的木质细粉。
5.根据权利要求1所述的一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (I )、以木材加工的边角余料、废旧木质产品回收品、农作物秸杆为原料，经过分选、清洁以去除杂质后，通过粉碎机加工成100?200目的细粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木质粉； (2)、将直径在3?30μπκ长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维加入质量浓度为98%的高氯酸溶液中，在60°C?90°C温度下超声处理30?120min，然后用去离子水冲洗至中性，再通过真空烘箱在80°C?150°C温度下干燥24?48h，即得所述的改性氧化处理的碳纤维； (3)、按重量配比称取各组分，包括步骤(I)得到的干燥木质粉和步骤(2)得到的改性碳纤维，然后加入搅拌器中，于70°C?95°C温度下搅拌20?50min，待混合均匀后，出料； (4)、将步骤(3)得到的物料加入双螺杆挤出机熔融挤入到成型模具中注模成型，即得本发明的一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料。
【专利摘要】本发明公开了一种含纳米氧化铝的高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其组分按质量百分数配比为：聚氯乙烯20%～30%、碳纤维8%～15%、ACR 6%～10%、纳米氧化铝5%～12%、聚苯基膦酸二苯砜酯6%～9%、TPEE 4%～8%、聚己二酸异丁二酯2%～4%、丙三醇单硬脂酸酯1%～3%、光稳定剂944 0.5%～2%、抗氧剂1010 0.1%～0.5%、硬脂酸钙0.1%～1%、着色剂0.1%～1%、木质粉15%～35%。本发明的有益效果是，本发明具有强度高、可塑性好、成本低、耐腐蚀性强等优点，而且其表面光洁，阻燃性好，耐磨，易加工，防水、防老化性优良，适应范围广。
【IPC分类】C08K9-02, C08K9-06, C08L27-06, C08K13-06, C08L67-02, C08K3-22, C08K5-103, C08L81-06, C08L33-10, C08K5-098, C08L97-02, C08K7-06
【公开号】CN104861328
【申请号】CN201410820314
【发明人】不公告发明人
【申请人】王玉燕
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年12月25日