一种环保型木塑建筑模板的制作方法

文档序号:20198514发布日期:2020-03-27 20:23阅读:138来源:国知局

本发明属于复合材料技术领域,具体涉及一种环保型木塑建筑模板。



背景技术:

木塑材料是一种复合材料,由植物纤维和树脂混合制成,其生产出的板材或型材具有木材和塑料的双重特性,能够完全仿造木材的天然纹理,木塑材料中因加入了树脂,具有良好的防水性能,尺寸稳定性好,不易变形,被广泛应用于室内装修及户外使用,如室内外装饰墙板、门、长椅、公园桥面、垃圾桶外筒等,是天然木材的优良替代品。而由于木塑材料制成的建筑模板相较于传统的木板制成的建筑模板,在有水的环境下不易因浸泡而变形,且可重复使用寿命较长,相较于传统的钢制建筑模板,不容易生锈,且质量更轻便于组装,且较钢制建筑模板成本更低。但木塑材料制成的建筑模板存在刚性较差的问题。

随着废旧轮胎污染问题的日益严重,许多木塑材料的生产中添加废旧轮胎橡胶替代或部分替代树脂。但是废旧轮胎橡胶属于热固性材料,使用后会导致所得木塑板脆性增大,而如果使用脆性较大的材质制成建筑模板,容易出现在使用过程中断裂的问题,影响正常作业。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术的缺陷,本发明所要解决的技术问题是:如何提升含有废旧轮胎橡胶粉末的木塑材料制品的刚性和韧性。

为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种环保型木塑建筑模板,包括以下重量份的组分:75-90重量份的hdpe粉末、150-170重量份的预处理后的木粉、16-20重量份的废旧轮胎橡胶粉末、2-4重量份的碳酸钙、0.2-1重量份的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、2-5重量份的偶联剂、0.5-2重量份的增韧剂和1.5-2.5重量份的润滑剂;

所述木粉的预处理方法为:将木粉置于乙醇中浸泡0.5-2h,然后浸泡于自来水中加热至85-100℃,蒸煮1-2h,烘干。

本发明采用的另一种技术方案为:上述的环保型木塑建筑模板的制备方法,包括以下步骤:

将碳酸钙和预处理后的木粉混合并升温至100℃,混匀8-10min;然后加入偶联剂升温至115℃,混匀2-3min后加入hdpe粉末和清洗并烘干后的废旧轮胎橡胶粉末,混合8-10min;然后加入甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、增韧剂和润滑剂,升温至180℃进行混炼,然后经冷却、模压成型得到木塑建筑模板。

本发明的有益效果在于:本申请提供的环保型木塑建筑模板,使用预处理后的木粉为原料,去除了木粉中的乙酸、丙酸、丁酸和鞣酸,有效避免了在后续加工过程中对树脂结构和与偶联剂作用的影响,碳酸钙和甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物的共用,提升了木粉和hdpe粉及废旧轮胎橡胶粉末的相容性,配合偶联剂、增韧剂和润滑剂的使用,有效提升了所得环保型木塑建筑模板的质量,提升了其刚性和韧性;本申请提供的环保型木塑建筑模板,使用废旧轮胎橡胶粉末作为原料,实现废物的再利用,节能环保,所得环保型木塑建筑模板具有良好的刚性和韧性,可重复使用,避免了因模板寿命短带来的浪费和污染。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式予以说明。

本发明最关键的构思在于:对木粉进行预处理,同时添加碳酸钙和甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物,提升木粉和hdpe粉及废旧轮胎橡胶粉末的相容性。

本发明提供一种环保型木塑建筑模板,包括以下重量份的组分:75-90重量份的hdpe粉末、150-170重量份的预处理后的木粉、16-20重量份的废旧轮胎橡胶粉末、2-4重量份的碳酸钙、0.2-1重量份的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、2-5重量份的偶联剂、0.5-2重量份的增韧剂和1.5-2.5重量份的润滑剂;

所述木粉的预处理方法为:将木粉置于乙醇中浸泡0.5-2h,然后浸泡于自来水中加热至85-100℃,蒸煮1-2h,烘干。

上述的环保型木塑建筑模板的制备方法,包括以下步骤:

将碳酸钙和预处理后的木粉混合并升温至100℃,混匀8-10min;然后加入偶联剂升温至115℃,混匀2-3min后加入hdpe粉末和清洗并烘干后的废旧轮胎橡胶粉末,混合8-10min;然后加入甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、增韧剂和润滑剂,升温至180℃进行混炼,然后经冷却、模压成型得到木塑建筑模板。

从上述描述可知,本发明的有益效果在于:本申请提供的环保型木塑建筑模板,使用预处理后的木粉为原料,去除了木粉中的乙酸、丙酸、丁酸和鞣酸,有效避免了在后续加工过程中对树脂结构和与偶联剂作用的影响,碳酸钙和甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物的共用,提升了木粉和hdpe粉及废旧轮胎橡胶粉末的相容性,且甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物的有效改善了熔体的流变性能,所获得的塑建筑模板表面更为光滑,同时配合偶联剂、增韧剂和润滑剂的使用,有效提升了所得环保型木塑建筑模板的质量,提升了其刚性和韧性;本申请提供的环保型木塑建筑模板,使用废旧轮胎橡胶粉末作为原料,实现废物的再利用,节能环保,所得环保型木塑建筑模板具有良好的刚性和韧性,可重复使用,避免了因模板寿命短带来的浪费和污染。

进一步的,所述预处理后的木粉的含水量为3-5%,粒径为120-150目。

由上述描述可知,木粉的含水量和粒径会显著影响所得成品的质量。

进一步的,所述偶联剂由质量比为2:1的sma树脂(苯乙烯-马来酸酐共聚物)和mape(马来酸酐接枝聚乙烯)组成。

由上述描述可知,sma树脂和mape组成的偶联剂应用在上述木塑建筑模板中,可显著提高所得木塑建筑模板的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度,且二者产生协同作用,相较于其中任一单体的使用,效果更优。

进一步的,所述增韧剂为氯化聚乙烯。

由上述描述可知,氯化聚乙烯作为增韧剂与其他原料的相容性好,且与上述的偶联剂共用后看提高所得木塑建筑模板的韧性。

进一步的,所述润滑剂为质量比为的2:1:1的g60润滑剂、十八烷酸和聚乙烯蜡组成。

由上述描述可知,上述成分组成的润滑剂能有效起到内润滑和外润滑的作用,促进碳酸钙添加后的分散性,降低体系的粘度,增加流动性,有效防止熔体破裂,同时减小了原料与机筒、螺杆之间摩擦,相较于其中任一单体的使用,效果更优。

进一步的,上述的环保型木塑建筑模板的制备方法,还包括将热塑性薄膜通过热压融合复合在木塑建筑模板的表面。

由上述描述可知,通过在木塑建筑模板表面复合热塑性薄膜有利于在使用中进行脱模。

实施例1:

一种环保型木塑建筑模板,包括以下重量份的组分:75kg的hdpe粉末、150kg重量份的预处理后的木粉、18kg的废旧轮胎橡胶粉末、2kg的碳酸钙、0.5kg的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、3kg的偶联剂、0.5kg的氯化聚乙烯和1.5kg的润滑剂;

所述木粉的预处理方法为:将木粉置于乙醇中浸泡1.5h,然后浸泡于自来水中加热至85-100℃,蒸煮1h,烘干;所述预处理后的木粉的含水量为4%,粒径为130目;

所述偶联剂由质量比为2:1的sma树脂和mape组成;

所述润滑剂为质量比为的2:1:1的g60润滑剂、十八烷酸和聚乙烯蜡组成;

将碳酸钙和预处理后的木粉混合并升温至100℃,混匀8-10min;然后加入偶联剂升温至115℃,混匀2-3min后加入hdpe粉末和清洗并烘干后的废旧轮胎橡胶粉末,混合8-10min;然后加入甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、增韧剂和润滑剂,升温至180℃进行混炼,然后经冷却、模压成型得到木塑建筑模板,将热塑性薄膜通过热压融合复合在木塑建筑模板的表面。

实施例2:

一种环保型木塑建筑模板,包括以下重量份的组分:85kg的hdpe粉末、160kg重量份的预处理后的木粉、16kg的废旧轮胎橡胶粉末、3kg的碳酸钙、0.2kg的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、2kg的偶联剂、1.6kg的氯化聚乙烯和2kg的润滑剂;

所述木粉的预处理方法为:将木粉置于乙醇中浸泡1h,然后浸泡于自来水中加热至85-100℃,蒸煮2h,烘干;所述预处理后的木粉的含水量为3%,粒径为140目;

所述偶联剂由质量比为2:1的sma树脂和mape组成;

所述润滑剂为质量比为的2:1:1的g60润滑剂、十八烷酸和聚乙烯蜡组成;

将碳酸钙和预处理后的木粉混合并升温至100℃,混匀8-10min;然后加入偶联剂升温至115℃,混匀2-3min后加入hdpe粉末和清洗并烘干后的废旧轮胎橡胶粉末,混合8-10min;然后加入甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、增韧剂和润滑剂,升温至180℃进行混炼,然后经冷却、模压成型得到木塑建筑模板,将热塑性薄膜通过热压融合复合在木塑建筑模板的表面。

实施例3:

一种环保型木塑建筑模板,包括以下重量份的组分:90kg的hdpe粉末、170kg重量份的预处理后的木粉、20kg的废旧轮胎橡胶粉末、4kg的碳酸钙、1kg的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、5kg的偶联剂、2kg的氯化聚乙烯和2.5kg的润滑剂;

所述木粉的预处理方法为:将木粉置于乙醇中浸泡2h,然后浸泡于自来水中加热至85-100℃,蒸煮2h,烘干;所述预处理后的木粉的含水量为3%,粒径为120目;

所述偶联剂由质量比为2:1的sma树脂和mape组成;

所述润滑剂为质量比为的2:1:1的g60润滑剂、十八烷酸和聚乙烯蜡组成;

将碳酸钙和预处理后的木粉混合并升温至100℃,混匀8-10min;然后加入偶联剂升温至115℃,混匀2-3min后加入hdpe粉末和清洗并烘干后的废旧轮胎橡胶粉末,混合8-10min;然后加入甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、增韧剂和润滑剂,升温至180℃进行混炼,然后经冷却、模压成型得到木塑建筑模板,将热塑性薄膜通过热压融合复合在木塑建筑模板的表面。

实施例4:

一种环保型木塑建筑模板,包括以下重量份的组分:80kg的hdpe粉末、165kg重量份的预处理后的木粉、17kg的废旧轮胎橡胶粉末、3kg的碳酸钙、0.8kg的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、4kg的偶联剂、1kg的氯化聚乙烯和2kg的润滑剂;

所述木粉的预处理方法为:将木粉置于乙醇中浸泡0.5h,然后浸泡于自来水中加热至85-100℃,蒸煮1.5h,烘干;所述预处理后的木粉的含水量为5%,粒径为150目;

所述偶联剂由质量比为2:1的sma树脂和mape组成;

所述润滑剂为质量比为的2:1:1的g60润滑剂、十八烷酸和聚乙烯蜡组成;

将碳酸钙和预处理后的木粉混合并升温至100℃,混匀8-10min;然后加入偶联剂升温至115℃,混匀2-3min后加入hdpe粉末和清洗并烘干后的废旧轮胎橡胶粉末,混合8-10min;然后加入甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物、增韧剂和润滑剂,升温至180℃进行混炼,然后经冷却、模压成型得到木塑建筑模板。

对比例1:

对比例1与实施例3的区别在于,木粉未经过预处理。

对比例2:

对比例2与实施例3的区别在于,偶联剂为5kg的sma树脂。

对比例3:

对比例3与实施例3的区别在于,偶联剂为5kg的mape。

对比例4:

对比例4与实施例3的区别在于,未添加氯化聚乙烯。

对实施例1-4及对比例1-4所制备得到的木塑建筑模板进行性能测试,结果见表1所示。

表1

从表1可以看出,通过同时添加sma树脂和mape能够显著提升木塑建筑模板的力学性能,sma树脂结构中的同时具有非极性和极性的基团,与原料中的树脂和mape具有良好的相容性,可显著增强材料的抗冲击强度,利用mape显著提升塑建筑模板弯曲强度和拉伸强度;同时,使用经过处理的木粉和氯化聚乙烯,也能显著改善木塑建筑模板的力学性能。

综上所述,本发明提供的环保型木塑建筑模板,使用预处理后的木粉为原料,去除了木粉中的乙酸、丙酸、丁酸和鞣酸,有效避免了在后续加工过程中对树脂结构和与偶联剂作用的影响,碳酸钙和甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物的共用,提升了木粉和hdpe粉及废旧轮胎橡胶粉末的相容性,配合偶联剂、增韧剂和润滑剂的使用,有效提升了所得环保型木塑建筑模板的质量,提升了其刚性和韧性;本申请提供的环保型木塑建筑模板,使用废旧轮胎橡胶粉末作为原料,实现废物的再利用,节能环保,所得环保型木塑建筑模板具有良好的刚性和韧性,可重复使用,避免了因模板寿命短带来的浪费和污染。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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