一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及木材生产技术领域，具体地说是一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料及其制备方法。
【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。聚碳酸酯是一种综合性能优异的热塑性工程塑料，它具有突出的抗冲击性能，耐蠕变和尺寸稳定性好，并能够在较高的温度范围内保持较高的力学强度，无毒，介电性能优良，是近年来增长迅速最快和产能规模最大的工程塑料，目前已广泛应用于汽车工业、建筑材料、机械零件、电子电器、运动器械、家庭用品、包装等领域。因此，研发一种以聚碳酸酯为原料的塑木复合材料替代木材原料，可以很好地缓解当前木材紧缺的问题，将具有很好的实用价值和应用前景。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种强度高、可塑性好、成本低和适应性广的纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料及其制备方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料，其组分按质量百分数配比为:聚碳酸酯25%?35%、木质粉20%?30%、碳纤维6%?9%、纳米二氧化硅8%?12%、氰尿酸三聚氰胺5%?8%、ACR 5%?8%、TPEE 4%?7%、马来酸酐接枝聚乙烯2%?4%、聚醚酯酰胺1%?3%、着色剂1%?2%、紫外线稳定剂0.5%?2%、抗氧剂1010 0.1%?0.5%、三异硬脂酰基钛酸异丙酯0.1%?0.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.1%?1%。
[0005]所述聚碳酸酯为重均分子量在20000?40000g/mol的双酚A型芳香族聚碳酸酯。
[0006]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?300目的木质细粉。
[0007]所述碳纤维为直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙稀腈碳纤维。
[0008]所述纳米二氧化娃为粒径在20?10nm的气相二氧化娃纳米粒子。
[0009]所述ACR为甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物。
[0010]所述TPEE为聚对苯二甲酸丁二酯-聚环氧乙烷-聚环氧丙烷三嵌段共聚物。
[0011]所述着色剂是以线性低密度聚乙烯为载体的白色母粒、黑色母粒、红色母粒、蓝色母粒、黄色母粒、灰色母粒中的一种。
[0012]所述紫外线稳定剂为苯并三唑类紫外线吸收剂或二苯甲酮类紫外线吸收剂。
[0013]上述的一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)、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?300目的细粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木质粉；
(2)、按重量配比称取各组分，先将纳米二氧化硅和三异硬脂酰基钛酸异丙酯加入料筒温度在80°C?120 °C的高速混合器中，以转速3000?6000r/min高速搅拌20?60min，待完全润湿和均匀分散后，再加入其它组分，包括步骤(I)得到的干燥木质粉，在70°C?95°C温度下、以转速120?300r/min中速搅拌10?30min，待混合均匀后，出料；
(3)、将步骤(2)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，即得本发明的一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料。
[0014]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、耐磨性好、表面光洁、外观良好等特点，而且阻燃性好，耐热稳定性高，防老化性良好，易于加工，可替代木材适于建筑装修、家具制造、装璜等领域，并且无毒、环保，长效不变色，经久耐用。
【具体实施方式】
[0015]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。
[0016]实施例1:
一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料，其组分按质量百分数配比为:聚碳酸酯25%、木质粉20%、碳纤维9%、纳米二氧化硅12%、氰尿酸三聚氰胺8%、ACR 8%, TPEE 7%、马来酸酐接枝聚乙烯3%、聚醚酯酰胺2%、着色剂2%、苯并三唑类紫外线吸收剂2%、抗氧剂10100.5%、三异硬脂酰基钛酸异丙酯0.5%、季戊四醇硬脂酸酯1%，所述聚碳酸酯为重均分子量在20000?40000g/mol的双酸A型芳香族聚碳酸醋，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?300目的木质细粉，所述碳纤维为直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙稀腈碳纤维，所述纳米二氧化硅为粒径在20?10nm的气相二氧化硅纳米粒子，所述着色剂是以线性低密度聚乙稀为载体的黑色母粒。
[0017]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?300目的细粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木质粉；(2)、按重量配比称取各组分，先将纳米二氧化硅和三异硬脂酰基钛酸异丙酯加入料筒温度在80°C?120°C的高速混合器中，以转速3000?6000r/min高速搅拌20?60min，待完全润湿和均匀分散后，再加入其它组分，包括步骤(I)得到的干燥木质粉，在70°C?95°C温度下、以转速120?300r/min中速搅拌10?30min，待混合均匀后，出料；(3)、将步骤(2)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，即得本发明的一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料。
[0018]实施例2:
一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料，其组分按质量百分数配比为:聚碳酸酯35%、木质粉30%、碳纤维6%、纳米二氧化硅8%、氰尿酸三聚氰胺5%、ACR 5%、TPEE 4%、马来酸酐接枝聚乙烯2%、聚醚酯酰胺1%、着色剂2%、二苯甲酮类紫外线吸收剂1%、抗氧剂10100.2%、三异硬脂酰基钛酸异丙酯0.3%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%，所述聚碳酸酯为重均分子量在20000?40000g/mol的双酸A型芳香族聚碳酸醋，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?300目的木质细粉，所述碳纤维为直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙稀腈碳纤维，所述纳米二氧化硅为粒径在20?10nm的气相二氧化硅纳米粒子，所述着色剂是以线性低密度聚乙稀为载体的灰色母粒。
[0019]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?300目的细粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木质粉；(2)、按重量配比称取各组分，先将纳米二氧化硅和三异硬脂酰基钛酸异丙酯加入料筒温度在80°C?120°C的高速混合器中，以转速3000?6000r/min高速搅拌20?60min，待完全润湿和均匀分散后，再加入其它组分，包括步骤(I)得到的干燥木质粉，在70°C?95°C温度下、以转速120?300r/min中速搅拌10?30min，待混合均匀后，出料；(3)、将步骤(2)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，即得本发明的一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料。
【主权项】
1.一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为:聚碳酸酯25%?35%、木质粉20%?30%、碳纤维6%?9%、纳米二氧化硅8%?12%、氰尿酸三聚氰胺5%?8%、ACR 5%?8%、TPEE 4%?7%、马来酸酐接枝聚乙烯2%?4%、聚醚酯酰胺1%?3%、着色剂1%?2%、紫外线稳定剂0.5%?2%、抗氧剂1010 0.1%?0.5%、三异硬脂酰基钛酸异丙酯0.1%?0.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.1%?1%。
2.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料，其特征在于，所述纳米二氧化娃为粒径在20?10nm的气相二氧化娃纳米粒子。
3.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料，其特征在于，所述紫外线稳定剂为苯并三唑类紫外线吸收剂或二苯甲酮类紫外线吸收剂。
4.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、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?300目的细粉，然后干燥至含水量在8%?12%，即得所述的木质粉； (2)、按重量配比称取各组分，先将纳米二氧化硅和三异硬脂酰基钛酸异丙酯加入料筒温度在80°C?120 °C的高速混合器中，以转速3000?6000r/min高速搅拌20?60min，待完全润湿和均匀分散后，再加入其它组分，包括步骤(I)得到的干燥木质粉，在70°C?95°C温度下、以转速120?300r/min中速搅拌10?30min，待混合均匀后，出料； (3)、将步骤(2)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，即得本发明的一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料及其制备方法。本发明的一种纳米二氧化硅改性聚碳酸酯塑木材料，其组分按质量百分数配比为：聚碳酸酯25%～35%、木质粉20%～30%、碳纤维6%～9%、纳米二氧化硅8%～12%、氰尿酸三聚氰胺5%～8%、ACR 5%～8%、TPEE 4%～7%、马来酸酐接枝聚乙烯2%～4%、聚醚酯酰胺1%～3%、着色剂1%～2%、紫外线稳定剂0.5%～2%、抗氧剂1010 0.1%～0.5%、三异硬脂酰基钛酸异丙酯0.1%～0.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.1%～1%。本发明的有益效果是，本发明具有强度高、可塑性好、成本低、耐磨性好、表面光洁等特点，而且阻燃性好，易于加工。
【IPC分类】C08K5-3492, C08L51-00, C08L67-00, C08L97-02, C08K9-04, C08K5-103, C08L69-00, C08K13-06, C08L51-06, C08K7-06, C08K3-36
【公开号】CN104861625
【申请号】CN201410811457
【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24日