可降解抗污木塑材料的制备方法及制品的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：1)预备以下重量比的组分：PP/PE粉100；150-200目木粉30-40；改性淀粉20-30；玻璃纤维10-15；900-1100目填料5-8；纳米SiO2粉10-15；增韧相容偶联剂6-10；PA-02润滑分散相容偶联剂4-5；抗污剂6-8；2)将PP/PE粉、150-200目木粉、改性淀粉、玻璃纤维、900-1100目填料、纳米SiO2粉高混到100-120℃，充分混合后，加PA-02润滑分散相容偶联剂、增韧相容偶联剂、抗污剂混到120-140℃，充分混合后，冷却到30-50℃后进行制粒，形成可降解抗污木塑材料。本发明通过玻璃纤维和填料的比例来调节其力学更能，通过塑料、改性淀粉、木粉的比例来调节其可降解环保性能，最后通过纳米级的二氧化硅和抗污剂来增强其抗污性能。
【专利说明】可降解抗污木塑材料的制备方法及制品
【技术领域】
[0001] 本发明涉及木塑材料的制备，具体涉及一种可降解抗污木塑材料的制备方法及制 品。
【背景技术】
[0002] 目前，木塑材料技术已经有一定的成熟度，也得到了广泛的应用，日常生活照，例 如地板、楼梯扶手、透气窗、微发泡的橱柜板、海浪板，而且其在家具方面也有一定的应用。 但家具是大件产品，要求木塑材料具有较高的力学性能。目前的木塑材料通过加入玻璃纤 维、增强剂等，虽然也使得力学性能有一定的改进，但其依然难以满足需求。因为其用于家 具制造时往往还需要和木材搭配使用，靠外力加压或胶接强行将木材和木塑结合在一起， 以达到良好的物理、力学性能，承受力大，不易变形，使用寿命长，如果木塑的力学性能达不 到要求，将影响家具的整体质量。另外，目前的木塑材料环保性能也有待进一步优化。最 后，目前的木塑材料在疏水疏油性能上，基本上毫无改进，而疏水疏油性能差的缺陷对于家 具产品来说是致命的，水迹、油迹、污迹等在家具上附着，第一影响美观，第二容易吸引寄生 虫，导致虫蛀、长真菌，第三容易腐化家具，导致家具的寿命变短。
[0003] 同时，随着家具产品老化、废弃量的不断增加，使木塑材料具备合理时间长度的可 降解性能，在由其制成的家具结构件被废弃后可以自然降解，也是对木塑材料的要求之一。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于，提供一种可降解抗污木塑材料的 制备方法及制品，其具有优良的力学性能，绿色环保可降解，而且具有很好的耐污性能，特 别适用于木塑家具结构件的生产制造。
[0005] 本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0006] -种可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
[0007] 1)预备以下重量比（重量份数）的组分：
[0008] PP/PE 粉 100 150-200 目木粉 3040 改性淀粉 20-30 玻璃纤维 W-15 900-1100 冃填料 5-8 纳米SiO:粉 10-15 增彻相容偶联剂 6-10 PA-02润滑分散相容偶联剂 4-5 抗? 剂 6-8
[0009] 其中，所述木粉为木材粉、秸杆粉、种壳粉的一种以上，其含水率控制在1 %以内。 所述填料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、高岭土的一种以上，其含水率控制在1%以内。所述偶 联剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯。所述抗污剂为氟硅氧烷、聚十七氟葵 基甲基硅氧烷、聚九氟己基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷、PDMS、PTFE之一。所述PA-02 润滑分散相容偶联剂为以酰胺类复合物和马来酸酐接枝蜡，按相应比例复合而成；具体地， 所述PA-02润滑分散相容偶联剂中，酰胺复合物、马来酸酐接枝蜡、硬脂酸盐的重量比为 50 : 30 : 4,需说明的是，PA-02润滑分散相容偶联剂为市面上直接采购的产品。所述纳 米Si02粉为纳米级的二氧化硅粒子。
[0010] 2)将PP/PE粉、150-200目木粉、改性淀粉、玻璃纤维、900-1100目填料、纳米Si0 2 粉高混到100-12(TC，充分混合后，加 PA-02润滑分散相容偶联剂、增韧相容偶联剂、抗污剂 混到120-140°C，充分混合后，冷却到30-50°C后进行制粒，形成可降解抗污木塑材料。需要 说明的是，混料的时间、压力，可根据实际需要进行调整，只要满足充分混合即可。需要说 明的是，所有添加剂较佳是采用粉状物，如果无法采用粉状物，其他形状或形态也不影响， 但必须保持混料过程中，料的含水率在1 %以下，最好是〇-〇. 5 %。整个过程，通过高混机混 料，混完料卸粉后，通过制粒机制粒。
[0011] 所述制粒包括如下步骤：将混好的料采用制粒机进行制粒，其中模头到下料的温 度设定如下：160 ?17(TC，160 ?17(TC，165 ?175?，175 ?185?，190 ?20(TC，200 ? 220。。。
[0012] 其还包括如下步骤：3)通过干燥工艺，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部 含水率低于1%。干燥采用烘干的方式进行，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部含 水率低于1 %是便于后期的注塑成型，因为含水率是影响木塑的重要因素之一。水含量的高 低是影响塑料特别是木塑生产稳定性和制品质量的天敌，如影响制品的变形，制品的耐候 性和其他物理性能。
[0013] 一种由所述方法制备的可降解抗污木塑材料，其作为进一步制备家具等产品结构 件的原材料。
[0014] 本发明的优点在于：以木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣等农作物废 弃的天然木质纤维加工为主原料，应用塑料材料填充改性，形成可降解抗污木塑材料，其为 可逆性循环利用优质代木型材，具有良好的物理、力学性能，承受力大，不易变形，使用寿命 长，具有很好的耐水性，不被虫蛀、不长真菌、耐酸碱、抗腐蚀，而且无毒、无污染、无辐射，可 回收再生，符合环保要求。其中，通过玻璃纤维和填料的比例来增强其力学性能，通过塑料、 改性淀粉、木粉的合理比例来使其具备合理时间长度下可降解的环保性能，最后通过纳米 级的二氧化硅和抗污剂组分来调节其抗污性能，使之成型后表面具有一定的"荷叶效应"， 达到疏水疏油的抗污效果，适合于各类家具结构件的制造。
【具体实施方式】 [0015] 实施例1
[0016] 本实施例提供的可降解抗污木塑材料的制备方法，其包括如下步骤：
[0017] 1)预备以下重量比的组分： PP/PE 粉 100 150-200 R 木精 30-40
[0018] 改性淀粉 20-30 玻璃纤维 10-15 900-1100 目填料 5-8 纳米SiO:粉 10-15 增韧相括偶联剂 6-10
[0019] PA-02润滑分敗相界偶联剂 4-5 抗污剂 6-8
[0020] 其中，所述木粉为木材粉、秸杆粉、种壳粉的一种以上，其含水率控制在1 %以内。 所述填料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、高岭土的一种以上，其含水率控制在1%以内。所述偶 联剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯。所述抗污剂为氟硅氧烷、聚（十七氟 葵基）甲基硅氧烷、聚（九氟己基）硅氧烷、聚甲基（三氟丙基）硅氧烷、PDMS、PTFE之一。 所述PA-02润滑分散相容偶联剂为以酰胺类复合物和马来酸酐接枝蜡，按相应比例复合而 成；具体地，所述PA-02润滑分散相容偶联剂中，酰胺复合物、马来酸酐接枝蜡、硬脂酸盐的 重量比为50 : 30 : 4,需说明的是，PA-02润滑分散相容偶联剂为市面上直接采购的产品。 所述纳米Si02粉为纳米级的二氧化硅粒子。所述的改性淀粉，是羟丙基变性淀粉，其是环 氧丙烷在碱性条件下与淀粉起醚化反应而制得的一类非离子型变性淀粉。
[0021] 2)将PP/PE粉、150-200目木粉、改性淀粉、玻璃纤维、900-1100目填料、纳米Si0 2 粉高混到100-12(TC，充分混合后，加 PA-02润滑分散相容偶联剂、增韧相容偶联剂、抗污剂 混到120-140°C，充分混合后，冷却到30-50°C后进行制粒，形成可降解抗污木塑材料。需要 说明的是，混料的时间、压力，可根据实际需要进行调整，只要满足充分混合即可。需要说 明的是，所有添加剂较佳是采用粉状物，如果无法采用粉状物，其他形状或形态也不影响， 但必须保持混料过程中，料的含水率在1 %以下，最好是〇-〇. 5 %。整个过程，通过高混机混 料，混完料卸粉后，通过制粒机制粒。
[0022] 所述制粒包括如下步骤：将混好的料采用制粒机进行制粒，其中模头到下料的温 度设定如下：160 ?17(TC，160 ?17(TC，165 ?175?，175 ?185?，190 ?20(TC，200 ? 220。。。
[0023] 3)通过干燥工艺，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部含水率低于1%。干 燥采用烘干的方式进行，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部含水率低于1%是便于 后期的注塑成型，因为含水率是影响木塑的重要因素之一。水含量的高低是影响塑料特别 是木塑生产稳定性和制品质量的天敌，如影响制品的变形，制品的耐候性和其他物理性能。
[0024] -种由所述方法制备的可降解抗污木塑材料，其进一步作为制备家具等产品结构 件的原材料。
[0025] 实施例2
[0026] 本实施例提供的可降解抗污木塑材料的制备方法及制品与实施例1基本相同，其 不同之处在于：其包括如下步骤：
[0027] 1)预备以下重量比的组分： PP/PE# 100kg 150目木粉 30kg 改性淀粉 20kg 玻璃纤维 10kg
[0028] 900 冃填料 5kg 纳米SiOz粉 10kg 増韧相容偶联剂 6kg PA-02润滑分散相容偶联剂 4kg 抗污剂 6kg
[0029] 其中，所述木粉为木材粉（或竹粉），其含水率控制在1 %以内。所述填料为滑石 粉，其含水率控制在1%以内。所述偶联剂为马来酸酐接枝聚乙烯。所述抗污剂为氟硅氧 烷。所述PA-02润滑分散相容偶联剂为以酰胺类复合物和马来酸酐接枝蜡，按相应比例复 合而成；具体地，所述PA-02润滑分散相容偶联剂中，酰胺复合物、马来酸酐接枝蜡、硬脂酸 盐的重量比为50 : 30 : 4,需说明的是，PA-02润滑分散相容偶联剂为市面上直接采购的 产品。所述纳米Si02粉为纳米级的二氧化娃粒子。
[0030] 2)将PP/PE粉、150-200目木粉、改性淀粉、玻璃纤维、900目填料、纳米Si02粉高混 至lj 100°C，充分混合后，加 PA-02润滑分散相容偶联剂、增韧相容偶联剂、抗污剂混到120°C， 充分混合后，冷却到30°C后进行制粒，形成可降解抗污木塑材料。需要说明的是，混料的时 间、压力，可根据实际需要进行调整，只要满足充分混合即可。需要说明的是，所有添加剂 较佳是采用粉状物，如果无法采用粉状物，其他形状或形态也不影响，但必须保持混料过程 中，料的含水率在1 %以下，最好是〇_〇. 5%。整个过程，通过高混机混料，混完料卸粉后，通 过制粒机制粒。
[0031] 所述制粒包括如下步骤：将混好的料采用制粒机进行制粒，其中模头到下料的温 度设定如下：160 ?17(TC，160 ?17(TC，165 ?175°C，175 ?185°C，190 ?20(TC，200 ? 220。。。
[0032] 3)通过干燥工艺，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部含水率低于1%。干 燥采用烘干的方式进行，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部含水率低于1%是便于 后期的注塑成型，因为含水率是影响木塑的重要因素之一。水含量的高低是影响塑料特别 是木塑生产稳定性和制品质量的天敌，如影响制品的变形，制品的耐候性和其他物理性能。
[0033] -种由所述方法制备的可降解抗污木塑材料，其进一步作为制备家具等产品结构 件的原材料。
[0034] 实施例3
[0035] 本实施例提供的可降解抗污木塑材料的制备方法及制品与实施例1、2基本相同， 其不同之处在于：其包括如下步骤 ：
[0036] 1)预备以下重量比的组分： PP/PElt 100kg 200目木粉 40kg 改性淀粉 30kg 玻璃纤维 15kg
[0037] Η 00 目填料 8kg 纳米Si〇2粉 15kg 增韧相W偶联剂 10kg PA-02润滑分散相W偶联剂 5kg 抗污剂 8kg
[0038] 其中，所述木粉为秸杆粉，其含水率控制在1 %以内。所述填料为碳酸钙，其含水率 控制在1%以内。所述偶联剂为马来酸酐接枝聚丙烯。所述抗污剂为聚十七氟葵基甲基硅 氧烷。所述PA-02润滑分散相容偶联剂为以酰胺类复合物和马来酸酐接枝蜡，按相应比例 复合而成；具体地，所述PA-02润滑分散相容偶联剂中，酰胺复合物、马来酸酐接枝蜡、硬脂 酸盐的重量比为50 : 30 : 4,需说明的是，PA-02润滑分散相容偶联剂为市面上直接采购 的产品。所述纳米Si02粉为纳米级的二氧化娃粒子。
[0039] 2)将PP/PE粉、200目木粉、改性淀粉、玻璃纤维、1100目填料、纳米5102粉高混到 120°C，充分混合后，加 PA-02润滑分散相容偶联剂、增韧相容偶联剂、抗污剂混到140°C，充 分混合后，冷却到50°C后进行制粒，形成可降解抗污木塑材料。需要说明的是，混料的时间、 压力，可根据实际需要进行调整，只要满足充分混合即可。需要说明的是，所有添加剂较佳 是采用粉状物，如果无法采用粉状物，其他形状或形态也不影响，但必须保持混料过程中， 料的含水率在1 %以下，最好是〇_〇. 5 %。整个过程，通过高混机混料，混完料卸粉后，通过 制粒机制粒。
[0040] 所述制粒包括如下步骤：将混好的料采用制粒机进行制粒，其中模头到下料的温 度设定如下：160 ?17(TC，160 ?17(TC，165 ?175?，175 ?185?，190 ?20(TC，200 ? 220 °C。
[0041] 3)通过干燥工艺，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部含水率低于1%。干 燥采用烘干的方式进行，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部含水率低于1%是便于 后期的注塑成型，因为含水率是影响木塑的重要因素之一。水含量的高低是影响塑料特别 是木塑生产稳定性和制品质量的天敌，如影响制品的变形，制品的耐候性和其他物理性能。
[0042] 实施例4
[0043] 本实施例提供的可降解抗污木塑材料的制备方法及制品与实施例1基本相同，其 不同之处在于：其包括如下步骤：
[0044] 1)预备以下重量比的组分： PP/PE 粉 100kg
[0045] 180 Η 木粉 35kg 改性淀粉 25kg 玻璃纤维 12kg 1000目填料 7kg 纳米SiO:粉 12kg
[0046] 增韧相界偶联剂 8kg PA-02润滑分散相耗偶联剂 4.5kg 抗污剂 7kg
[0047] 其中，所述木粉为种壳粉，其含水率控制在1 %以内。所述填料为硅灰石，其含水率 控制在1%以内。所述偶联剂为马来酸酐接枝聚乙烯。所述抗污剂为聚九氟己基硅氧烷。 所述PA-02润滑分散相容偶联剂为以酰胺类复合物和马来酸酐接枝蜡，按相应比例复合而 成；具体地，所述PA-02润滑分散相容偶联剂中，酰胺复合物、马来酸酐接枝蜡、硬脂酸盐的 重量比为50 : 30 : 4,需说明的是，PA-02润滑分散相容偶联剂为市面上直接采购的产品。 所述纳米Si02粉为纳米级的二氧化娃粒子。
[0048] 2)将PP/PE粉、180目木粉、改性淀粉、玻璃纤维、1000目填料、纳米5叫粉高混到 110°c，充分混合后，加 PA-02润滑分散相容偶联剂、增韧相容偶联剂、抗污剂混到130°C，充 分混合后，冷却到40°C后进行制粒，形成可降解抗污木塑材料。需要说明的是，混料的时间、 压力，可根据实际需要进行调整，只要满足充分混合即可。需要说明的是，所有添加剂较佳 是采用粉状物，如果无法采用粉状物，其他形状或形态也不影响，但必须保持混料过程中， 料的含水率在1 %以下，最好是〇_〇. 5 %。整个过程，通过高混机混料，混完料卸粉后，通过 制粒机制粒。
[0049] 所述制粒包括如下步骤：将混好的料采用制粒机进行制粒，其中模头到下料的温 度设定如下：160 ?17(TC，160 ?17(TC，165 ?175?，175 ?185?，190 ?20(TC，200 ? 220。。。
[0050] 3)通过干燥工艺，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部含水率低于1%。干 燥采用烘干的方式进行，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部含水率低于1%是便于 后期的注塑成型，因为含水率是影响木塑的重要因素之一。
[0051] 实施例1?4所制得的材料，经检测其主要性能指标如下：
[0052] 力学拉伸性能按照GB/T1040-2004标准进行，拉伸速度50mm/min，缺口冲击性能 按照GB/T1043-93标准进行，弯曲性能按照GB/T9341-2000标准进行测试。
[0053] 熔融指数按照GB3682-83标准进行，测试条件为：温度190。°C，质量21000g。
[0054]
【权利要求】
1. 一种可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤： 1) 预备以下重量比的组分： PP/PE# 100 150-200 目木粉 30-40 改性淀粉 20-30 玻璃纤维 W45 900-1100 目填料 5-8 纳米SiCb粉 10-15 増韧相容偶联剂 640 PA-02润滑分散相容偶联剂 4-5 抗污剂 6-8 2) 将PP/PE粉、150-200目木粉、改性淀粉、玻璃纤维、900-1100目填料、纳米Si02粉高 混到100-120°C，充分混合后，加 PA-02润滑分散相容偶联剂、增韧相容偶联剂、抗污剂混到 120-140°C，充分混合后，冷却到30-50°C后进行制粒，形成可降解抗污木塑材料。
2. 根据权利要求1所述的可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，所述制粒包 括如下步骤：将混好的料采用制粒机进行制粒，其中模头到下料的温度设定如下：160? 170°C, 160 ?170°C, 165 ?175°C, 175 ?185°C, 190 ?200°C, 200 ?220°C。
3. 根据权利要求1所述的可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，其还包括如 下步骤：3)通过干燥工艺，使制得的胶粒表面含水率低于1. 5%，内部含水率低于1%。
4. 根据权利要求1所述的可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，所述木粉为 木材粉、結杆粉、种壳粉的一种以上，其含水率控制在1%以内。
5. 根据权利要求1所述的可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，所述填料为 碳酸钙、滑石粉、硅灰石、高岭土的一种以上，其含水率控制在1 %以内。
6. 根据权利要求1所述的可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂 为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯。
7. 根据权利要求1所述的可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，所述抗污剂 为氟硅氧烷、聚十七氟葵基甲基硅氧烷、聚九氟己基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷、PDMS、 PTFE 之一。
8. 根据权利要求1所述的可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，所述PA-02润 滑分散相容偶联剂为以酰胺类复合物和马来酸酐接枝蜡，按相应比例复合而成。
9. 根据权利要求8所述的可降解抗污木塑材料的制备方法，其特征在于，所述PA-02润 滑分散相容偶联剂中，酰胺复合物、马来酸酐接枝蜡、硬脂酸盐的重量比为50 : 30 : 4。
10. -种由权利要求1至8之一所述方法制备的可降解抗污木塑材料。
【文档编号】C08K3/26GK104194151SQ201410424234
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】高伟 申请人:广东红旗家具有限公司