一种高强阻燃聚氯乙烯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，具体地说是一种高强阻燃聚氯乙烯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复合材料替代木材原料，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，所以具有重要的现实意义和推广应用前景。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种综合性能优良、成本低和使用效果好的高强阻燃聚氯乙烯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7%?12%、ACR 5%?10%、氰尿酸三聚氰胺5%?8%、碳酸钙5%?12%、增塑剂4%?6%、抗静电剂1%?3%、光稳定剂1%?2%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.1%?1%、着色剂0.1%?1%、木质粉25%?40%。
[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改性活化处理、且直径在3?30 μ m、长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维。
[0007]所述ACR为甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物。
[0008]所述碳酸钙为粒径小于10 μm的轻质碳酸钙微粒。
[0009]所述增塑剂为质量比I?3:1的邻苯二甲酸二丁酯与聚乙二醇的复配物。
[0010]所述抗静电剂为聚环氧乙烷、聚醚酯酰胺、聚醚酯酰亚胺、聚乙二醇烷基醚、丙三醇单硬脂酸酯、烷基磺酸钠中的一种或任意两种。
[0011]所述光稳定剂为光稳定剂292、光稳定剂622、光稳定剂944中的一种或任意两种。
[0012]所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或任意两种。
[0013]所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
[0014]所述着色剂为钛白粉、炭黑、氧化铁红、铅铬黄、铁蓝中的一种。
[0015]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。
[0016]上述的一种高强阻燃聚氯乙烯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)、将直径在3?30μ m、长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维置于(质量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C温度下浸渍反应5?30分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥称量后，将其与占聚丙烯腈基碳纤维质量0.5%?1%的钛酸酯偶联剂混合、并在80°C?120°C温度下搅拌10?20分钟，然后干燥，即得所述的表面经改性活化处理的碳纤维；
(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，即得本发明的一种高强阻燃聚氯乙烯塑木材料。
[0017]本发明的有益效果是，本发明具有强度高、阻燃性好、耐腐蚀性强、成本低、耐老化等优点，可适用于建筑装修、家具制造、办公制品、装璜等领域，尤其适于门窗框架、橱柜、汽车装璜等，将具有很高的实用价值与推广前景，市场竞争力强。
【具体实施方式】
[0018]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。
[0019]实施例1:
一种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12%、ACR 10%、氰尿酸三聚氰胺8%、碳酸钙12%、增塑剂6%、聚环氧乙烷3%、光稳定剂2922%、抗氧剂264 0.5%、硬脂酸锌0.5%、炭黑1%、木质粉25%，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改性活化处理、且直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维，所述碳酸钙为粒径小于1ym的轻质碳酸钙微粒，所述增塑剂为质量比1:1的邻苯二甲酸二丁酯与聚乙二醇的复配物，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。
[0020]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)、将直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维置于(质量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C温度下浸渍反应5?30分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥称量后，将其与占聚丙烯腈基碳纤维质量0.5%?1%的钛酸酯偶联剂混合、并在80°C?120°C温度下搅拌10?20分钟，然后干燥，即得所述的表面经改性活化处理的碳纤维；(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，即得本发明的一种高强阻燃聚氯乙烯塑木材料。
[0021]实施例2:
一种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7%,ACR 5%、氰尿酸三聚氰胺5%、碳酸钙5%、增塑剂4%、聚醚酯酰胺1%、光稳定剂944 1%、抗氧剂1010 0.2%、季戊四醇硬脂酸酯0.8%、氧化铁红1%、木质粉40%，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改性活化处理、且直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维，所述碳酸钙为粒径小于10 μ m的轻质碳酸钙微粒，所述增塑剂为质量比3:1的邻苯二甲酸二丁酯与聚乙二醇的复配物，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。
[0022]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)、将直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维置于(质量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C温度下浸渍反应5?30分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥称量后，将其与占聚丙烯腈基碳纤维质量0.5%?1%的钛酸酯偶联剂混合、并在80°C?120°C温度下搅拌10?20分钟，然后干燥，即得所述的表面经改性活化处理的碳纤维；(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，即得本发明的一种高强阻燃聚氯乙烯塑木材料。
【主权项】
1.一种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7%?12%、ACR 5%?10%、氰尿酸三聚氰胺5%?8%、碳酸钙5%?12%、增塑剂4%?6%、抗静电剂1%?3%、光稳定剂1%?2%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.1%?1%、着色剂0.1%?1%、木质粉25%?40%O
2.根据权利要求1所述的一种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改性活化处理、且直径在3?30 μπκ长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其特征在于，所述增塑剂为质量比I?3:1的邻苯二甲酸二丁酯与聚乙二醇的复配物。
4.根据权利要求1所述的一种高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其特征在于，所述抗静电剂为聚环氧乙烷、聚醚酯酰胺、聚醚酯酰亚胺、聚乙二醇烷基醚、丙三醇单硬脂酸酯、烷基磺酸钠中的一种或任意两种。
5.根据权利要求1所述的一种高强阻燃聚氯乙烯塑木材料，其特征在于，所述光稳定剂为光稳定剂292、光稳定剂622、光稳定剂944中的一种或任意两种。
6.根据权利要求1所述的一种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: (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)、将直径在3?30μ m、长度在10?75cm范围的聚丙烯腈碳纤维置于(质量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C温度下浸渍反应5?30分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥称量后，将其与占聚丙烯腈基碳纤维质量0.5%?1%的钛酸酯偶联剂混合、并在80°C?120°C温度下搅拌10?20分钟，然后干燥，即得所述的表面经改性活化处理的碳纤维； (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，即得本发明的一种高强阻燃聚氯乙烯塑木材料。
【专利摘要】本发明公开了一种高强阻燃聚氯乙烯塑木材料及其制备方法。本发明的一种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7%～12%、ACR 5%～10%、氰尿酸三聚氰胺5%～8%、碳酸钙5%～12%、增塑剂4%～6%、抗静电剂1%～3%、光稳定剂1%～2%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%、着色剂0.1%～1%、木质粉25%～40%。本发明的有益效果是，本发明具有强度高、阻燃性好、耐腐蚀性强、成本低、耐老化等优点，可适用于建筑装修、家具制造、办公制品、装璜等领域，尤其适于门窗框架、橱柜、汽车装璜等，将具有很高的实用价值与推广前景，市场竞争力强。
【IPC分类】C08K13-06, C08L97-02, C08L27-06, C08K9-04, C08L33-04, C08K7-06, C08K5-3492, C08K3-26
【公开号】CN104861683
【申请号】CN201410812678
【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