專利名稱：天然木碎粒與橡膠的合成物及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了以天然木碎粒和熱塑性橡膠為原料，制得一種輕質(zhì)且具有較高的屈撓性、耐水性、耐熱性和耐久性的合成物及其方法。該合成物可用于要求材料輕質(zhì)且對(duì)材料的屈撓性、耐水性、耐熱性和耐久性的要求較高的工業(yè)制品或日常生活用品等。
日本專利特開(kāi)昭62-299302號(hào)所提供的一種以添加了硫化劑的膠乳作為粘結(jié)劑將天然木片屑粘合，然后再將其熱壓成合成板材的方法。該方法的缺點(diǎn)是1)在熱壓成形過(guò)程中，由天然木片屑內(nèi)的水份蒸發(fā)而成的水汽將在模具打開(kāi)時(shí)形成一種破壞力，使模具內(nèi)的合成板材出現(xiàn)裂縫，因此該合成板材的成形較為困難；2)上述水汽從模具溢出時(shí)，在合成板材內(nèi)留下了微孔，從而使合成板材的物理性能大大地下降，例如耐水性、耐熱性、耐久性、屈撓性等均比較差，因而使它只能用作建筑板材。
如果在上述方法中把木片屑先行干燥、去除水分，則干燥了的木片屑中會(huì)出現(xiàn)大量的孔隙，由于這些孔隙會(huì)被空氣占據(jù)，從而產(chǎn)生隔熱作用，所以在加熱成形時(shí)，會(huì)發(fā)生因?qū)岵涣级娱L(zhǎng)成形時(shí)間的問(wèn)題，并且該脫水殼的構(gòu)造從物理性能上來(lái)說(shuō)，其強(qiáng)度低下。
另外，上述的天然木片屑同有機(jī)粘結(jié)劑混合時(shí)，其容積比率也只能保持在100％以下，以致使該合成板材不能很好地體現(xiàn)出天然植物的特征，更不利于對(duì)木材、軟木等天然木片屑的回收利用。
本發(fā)明的目的是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種天然木碎粒與橡膠的合成物及其制造方法，以使該合成物具有輕質(zhì)且有良好的屈撓性、耐水性、耐熱性、耐久性等特點(diǎn)，還使它具有制造成形快、對(duì)天然木碎粒這類廢料的回收利用率高、制造成本低等特點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種天然木碎粒與橡膠的合成物的復(fù)合物，以使它除了具有良好的屈撓性、耐水性、耐熱性、耐久性等特點(diǎn)之外還具有輕質(zhì)、堅(jiān)韌、有緩沖性能或具有重質(zhì)感等特點(diǎn)。
本發(fā)明天然木碎粒與橡膠的合成物及其制造方法的特點(diǎn)是——它的組分為每100個(gè)重量份的內(nèi)含不飽和鍵的熱塑性橡膠，包含有50～300個(gè)重量份的天然木碎粒；其中的熱塑性橡膠可以是內(nèi)含大量不飽和鍵的間同立構(gòu)-1，2-聚丁二烯、苯乙烯-異戊二烯、苯乙烯-異丁二烯等；天然木碎粒最好是一種其細(xì)胞壁的主要成分由纖維素纖維、辛二酸、木質(zhì)素所構(gòu)成的天然木，例如軟木、鋸末、針葉樹(shù)皮等，且天然木碎粒的粒徑為0.2～13mm；——本發(fā)明天然木碎粒與橡膠的合成物的制造方法如下將100個(gè)重量份的內(nèi)含不飽和鍵的熱塑性橡膠同50～300個(gè)重量份的天然木碎?；旌希⒃诿荛]的混煉機(jī)內(nèi)混煉5～15分鐘，再用煉膠機(jī)將其壓延成厚度為5～15mm的片狀體且將其放入鋁制模具內(nèi)、合模密閉，此后把該模具放入模壓成型機(jī)內(nèi)，將其加熱到100～180℃、在該溫度下對(duì)其施壓至15～18Pa，并在此壓力下維持5～15分鐘，然后卸壓至常壓并打開(kāi)模具放出水汽；接著又將上述放了水汽的模具重新合模，再次施壓至15～18Pa，此后又將其冷卻，待溫度降至80℃時(shí)即可打開(kāi)模具，取出本發(fā)明的合成物。
本發(fā)明天然木碎粒與橡膠的合成物，可同片狀的熱塑性材料或橡膠復(fù)合，成為天然木碎粒與橡膠的合成物的復(fù)合物，其方法是用切片機(jī)將天然木碎粒與橡膠的合成物切成0.5～15mm厚的片，覆于片狀的熱塑性材料或橡膠上，然后在50～120℃的溫度、5～20Pa的壓力下加熱施壓整合，即可獲得本發(fā)明合成物的復(fù)合物。
上述的本發(fā)明合成物的復(fù)合物中所說(shuō)的熱塑性材料可包含有熱塑性樹(shù)脂和配合劑如發(fā)泡劑、交聯(lián)劑等；該復(fù)合物的制法是先將熱塑性樹(shù)脂與配合劑的混合物在密閉式混煉機(jī)內(nèi)混煉5～15分鐘，然后用煉膠機(jī)將其壓延成片狀體，再將此片狀體置于模具內(nèi)，在160～190℃的溫度下加熱8～15分鐘，得到熱塑性海綿體，待用；接著用切片機(jī)將天然木碎粒與橡膠的合成物切成0.5～15mm厚的片，且置于前述的熱塑性海綿體的外表面上，然后在50～120℃的溫度、5～20Pa的壓力下加熱施壓整合即可。其中熱塑性樹(shù)脂可以是乙烯-乙酸乙烯共聚體，配合劑可以是偶氮甲酰胺、過(guò)氧化二異丙苯、硬脂酸、輕質(zhì)碳酸鈣等。
上述的本發(fā)明合成物的復(fù)合物中所說(shuō)的熱塑性橡膠可包含有間同立構(gòu)-1，2-聚丁二烯、苯乙烯-異戊二烯、苯乙烯-異丁二烯和配合劑如硬脂酸、氧化鋅等；該復(fù)合物的制法是先將熱塑性橡膠和配合劑的混合物在密閉式混煉機(jī)內(nèi)混煉6～12分鐘，然后用煉膠機(jī)壓延成片狀體；再將此片狀體置于模具內(nèi)，以130～180℃的溫度、10～20Pa的靜止壓力下保持4～12分鐘，制得有重質(zhì)感的橡膠材料，待用；接著用切片機(jī)將天然木碎粒與橡膠的合成物切成0.5～15mm厚的片，且置于上述已制得的有重質(zhì)感的橡膠材料的外表面上，然后在50～120℃的溫度、5～20Pa的壓力下加熱施壓整合即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)本發(fā)明合成物的組分之一的天然木碎粒，如軟木、鋸木、針葉樹(shù)皮等，從促使化學(xué)鍵產(chǎn)生的意義出發(fā)，其細(xì)胞壁的主要成分是由纖維素纖維、辛二酸、木質(zhì)素所構(gòu)成；本發(fā)明合成物的組分之二的熱塑性橡膠，其內(nèi)含大量不飽和鍵的間同立構(gòu)-1，2-聚丁二烯、苯乙烯-異戊二烯、苯乙烯-異丁二烯等；在制造過(guò)程利用了該橡膠的氫鍵、羥基、羧基所產(chǎn)生的功能基反應(yīng)，形成了可持續(xù)包裹木碎粒的網(wǎng)狀形態(tài)；與此同時(shí)，天然木碎粒在第一次加熱加壓、排放水汽后，與已起熔的橡膠在再次加壓中又開(kāi)始了氫鍵、羥基、羧基的功能基反應(yīng)，而且該反應(yīng)因溫度的影響被催化，其后又在受壓的狀態(tài)下冷卻，使橡膠起到了熱熔粘結(jié)劑的作用，且與構(gòu)成木碎粒外壁的分子產(chǎn)生化學(xué)鍵，形成了天然木碎粒被網(wǎng)狀形態(tài)的熱塑性橡膠持續(xù)包裹的結(jié)構(gòu)；因此本發(fā)明合成物具有良好的屈撓性、耐水性、耐熱性和耐久性和良好的強(qiáng)度；2)天然木碎粒在排除水分后所產(chǎn)生的連續(xù)氣泡可使本發(fā)明合成物具有透氣、隔熱、吸濕等特性；3)由于天然木碎粒內(nèi)部受壓而收縮出微孔的范圍能滿足距橡膠邊界的平均距離為20μm，從而使本發(fā)明合成物富有彈性、屈撓性；4)本發(fā)明合成物中所含的天然木碎粒的比率較高，因此本發(fā)明合成物的比重小，并且還因?qū)μ烊荒舅榱＿@類廢料的回收利用率較高，使制造成本大大降低；5)本發(fā)明合成物因含有軟木，故使它具有軟木的抗菌、隔熱、隔音、防震、除臭等特性；6)由于本發(fā)明合成物可與熱塑性材料或熱塑性橡膠復(fù)合，獲得天然木碎粒與橡膠的合成物的復(fù)合物，且該復(fù)合物除了具有良好的屈撓性、耐水性、耐熱性、耐久性等特性之外，還兼有輕質(zhì)、堅(jiān)韌或有重質(zhì)感等特性，因此，本發(fā)明合成物或其復(fù)合物不僅可廣泛用于對(duì)材料的屈撓性、耐水性、耐熱性、耐久性等要求較高的工業(yè)制品或日常生活用品，還可用作需同時(shí)兼有輕質(zhì)、或同時(shí)兼有重質(zhì)感、或同時(shí)兼有抗菌、隔熱、隔音、防震、除臭等特性的材料。
下面將通過(guò)實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的敘述。附圖內(nèi)容如下

圖1是本發(fā)明天然木碎粒與橡膠的合成物的結(jié)構(gòu)放大圖圖2是本發(fā)明合成物與熱塑性材料或橡膠的復(fù)合物之結(jié)構(gòu)放大圖。
本發(fā)明的第一實(shí)施例是以一組(六個(gè)例子)來(lái)敘述本發(fā)明天然木碎粒與橡膠的合成物的組分和制造方法，其中每一例的組分用下列表格中的一列數(shù)值表示之。
其制造方法如下(為方便起見(jiàn)，用上述第二列的組分作為例子進(jìn)行敘述，其它各列中的組分在混合后的制造方法均與此相同。)將100個(gè)重量份的內(nèi)含不飽和鍵的熱塑性橡膠(本例中包含了間同立構(gòu)-1，2-聚丁二烯30重量份、苯乙烯-異戊二烯30重量份、苯乙烯-異丁二烯40重量份)與50個(gè)重量份的粒徑為10mm天然木碎?；旌?，并在密閉的混煉機(jī)內(nèi)混煉10分鐘，然后用煉膠機(jī)壓延出厚度為8mm的片狀體，再將其裁成長(zhǎng)700mm、寬500mm成為長(zhǎng)方形片，以每三片為一組將它們重疊后裝入厚22mm、長(zhǎng)700mm、寬500mm的鋁制模具內(nèi)，用鋁制蓋板密封后放入模壓成形機(jī)，并在155℃的溫度、15Pa靜止壓力下保持10分鐘，然后將靜止壓力降止常壓，并打開(kāi)模具放出水汽，接著重新合模后又將該模具移至上下裝有水冷循環(huán)管的冷卻模壓成形機(jī)內(nèi)，再以15Pa靜止壓力施壓，最后將其冷卻，在溫度降至80℃時(shí)即可打開(kāi)模具、取出本發(fā)明的天然木碎粒與橡膠的合成物。
天然木碎粒與橡膠的合成物的結(jié)構(gòu)可從圖1上看到，其中熱塑性橡膠2以網(wǎng)狀形態(tài)連續(xù)包裹住天然木碎粒1。
本發(fā)明的第二、第三實(shí)施例均為用本發(fā)明合成物的片材同片狀的熱塑性材料或橡膠復(fù)合所制得的天然木碎粒與橡膠的合成物的復(fù)合物；其中第二實(shí)施例是用于制得輕質(zhì)的本發(fā)明合成物的復(fù)合物、第三實(shí)施例用于制得具有重質(zhì)感的本發(fā)明合成物的復(fù)合物。它們的結(jié)構(gòu)可從圖2中看到，其內(nèi)層10是片狀的熱塑性材料或橡膠，而上、下外層12分別是片狀的天然木碎粒與橡膠的合成物。
本發(fā)明的第二實(shí)施例1)制作它的外層用切割機(jī)將本發(fā)明天然木碎粒與橡膠的合成物切成2mm的片形板待用；2)制作它的內(nèi)層該內(nèi)層的組分如下
乙烯-乙酸乙烯共聚體(乙酸乙烯15％)100重量份偶氮甲酰胺型發(fā)泡劑 6重量份過(guò)氧化二異丙苯重量份2重量份硬脂酸 1重量份輕質(zhì)碳酸鈣 50重量份內(nèi)層的制作方法將上述混合物在密閉式混煉機(jī)中混煉10分鐘，然后用煉膠機(jī)壓延成10mm厚的片狀物，將上述片狀物置于10mm高的模具內(nèi)，在170℃的溫度下加熱10分鐘，即可得到比重為0.16、硬度C型為50的熱塑性海綿體；3)內(nèi)、外層的復(fù)合把外層12覆蓋于內(nèi)層10的上下兩面，然后在110℃的溫度、6Pa的壓力下加熱施壓整合即可。
上述所制得的本發(fā)明合成物的復(fù)合物，其內(nèi)層呈海綿狀，故使復(fù)合物成為一種既具有本發(fā)明合成物所特有的屈撓性、耐水性、耐熱性、耐久性等特性，同時(shí)又兼有輕質(zhì)、堅(jiān)韌，且具有緩沖性能的本發(fā)明合成物的輕質(zhì)的復(fù)合物。
第三實(shí)施例它與第二實(shí)施例所不同的是其內(nèi)層為熱塑性橡膠片。其制法如下1)制作它的外層用切割機(jī)將本發(fā)明天然木碎粒與橡膠的合成物切成2mm的片狀板待用2)制作它的內(nèi)層內(nèi)層的組分如下間同立構(gòu)-1，2-聚丁二烯10重量份苯乙烯-異戊二烯10重量份苯乙烯-異丁二烯10重量份硬脂酸 2重量份氧化鋅 200重量份制作方法將上述混合物用密閉式混煉機(jī)混煉10分鐘，然后用煉膠機(jī)壓延成10mm厚的片狀物；再將此片置于10mm高的模具內(nèi)，以160℃的溫度、15Pa靜止壓力下保持5分鐘，即可得到具有重質(zhì)感的內(nèi)層材料，待用；3)內(nèi)、外層的復(fù)合把外層12覆蓋于內(nèi)層10的上下兩個(gè)面上，然后在120℃的溫度、12Pa的壓力下加熱施壓整合，即可得到本發(fā)明合成物的具有重質(zhì)感的復(fù)合物。
由于本例中的內(nèi)層是具有重質(zhì)感的熱塑性橡膠，因而制得的本發(fā)明化合物的復(fù)合物除了具有本發(fā)明合成物的良好的屈撓性、耐水性、耐熱性、耐久性等特點(diǎn)之外，還同時(shí)兼有重質(zhì)感之特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種天然木碎粒與橡膠的合成物及其制造方法，其特征是——天然木碎粒與橡膠的合成物的組分為每100個(gè)重量份的內(nèi)含不飽和鍵的熱塑性橡膠，包含有50～300個(gè)重量份的天然木碎粒；——天然木碎粒與橡膠的合成物的制造方法為將100個(gè)重量份的內(nèi)含不飽和鍵的熱塑性橡膠同50～300個(gè)重量份的天然木碎?；旌希⒃诿荛]的混煉機(jī)內(nèi)混煉5～15分鐘，再用煉膠機(jī)將其壓延成厚度為5～15mm的片狀體且將其放入鋁制模具內(nèi)、合模密閉，此后把該模具放入模壓成型機(jī)內(nèi)，將其加熱到100～180℃、在該溫度下對(duì)其施壓至15～18Pa，并在此壓力下維持5～15分鐘，然后卸壓至常壓并打開(kāi)模具放出水汽；接著又將該放了水汽的模具重新合模，再次施壓至15～18Pa，此后又將其冷卻，待溫度降至80℃時(shí)即可打開(kāi)模具，取出本發(fā)明的合成物。
2.如權(quán)利要求1所述的天然木碎粒與橡膠的合成物，其特征是它可同片狀的熱塑性材料或橡膠復(fù)合，成為天然木碎粒與橡膠的合成物的復(fù)合物，其復(fù)合的方法是用切片機(jī)將天然木碎粒與橡膠的合成物切成0.5～15mm厚的片，覆于片狀的熱塑性材料或橡膠上，然后在50～120℃的溫度、5～20Pa的壓力下加熱施壓整合即可。
3.如權(quán)利要求1和2所說(shuō)的所述的天然木碎粒與橡膠的合成物，其特征是所說(shuō)的熱塑性材料可包含有熱塑性樹(shù)脂和配合劑；該復(fù)合物的制法是先將熱塑性樹(shù)脂和配合劑的混合物在密閉式混煉機(jī)內(nèi)混煉5～15分鐘，然后用煉膠機(jī)將其壓延成片狀體，再將此片狀體置于模具內(nèi)，在160～190℃的溫度下加熱8～15分鐘，得到熱塑性海綿體，待用；接著用切片機(jī)將天然木碎粒與橡膠的合成物切成0.5～15mm厚的片，且置于前述的熱塑性海綿體的外表面上，然后在50～120℃的溫度、5～20Pa的壓力下加熱施壓整合即可。
4.如權(quán)利要求1和2所說(shuō)的所述的天然木碎粒與橡膠的合成物，其特征是所說(shuō)的熱塑性橡膠可包含有間同立構(gòu)-1，2-聚丁二烯、苯乙烯-異戊二烯、苯乙烯-異丁二烯和配合劑；該復(fù)合物的制法是先將熱塑性橡膠和配合劑的混合物在密閉式混煉機(jī)內(nèi)混煉6～12分鐘，然后用煉膠機(jī)壓延成片狀體；再將此片狀體置于模具內(nèi)，以130～180℃的溫度、10～20Pa靜止壓力下保持4～12分鐘，制得有重質(zhì)感的橡膠材料，待用；接著用切片機(jī)將天然木碎粒與橡膠的合成物切成0.5～15mm厚的片，且置于上述已制得的有重質(zhì)感的熱塑性橡膠的外表面上，然后在50～120℃的溫度、5～20Pa的壓力下加熱施壓整合即可。
全文摘要
以天然木碎粒和橡膠制得的輕質(zhì)且有較高的屈撓性、耐水性、耐熱性和耐久性的合成物。其組分為每100重量份的內(nèi)含不飽和鍵的熱塑性橡膠,包含50～300重量份的天然木碎粒;其方法:將上述組分混合并混煉5～15分鐘、放入模具且在100～180℃、15～18Pa下維持5～15分鐘,然后開(kāi)模放汽、再合模并施壓15～18Pa,最后將其冷卻到80℃開(kāi)模取出。本發(fā)明合成物還可與熱塑性材料或橡膠復(fù)合,使它不僅具有良好的屈撓性、耐水性、耐熱性和耐久性,而且還具有輕質(zhì)、堅(jiān)韌或有重質(zhì)感,從而擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)C08L97/02GK1285367SQ0011986
公開(kāi)日2001年2月28日 申請(qǐng)日期2000年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月1日
發(fā)明者山田溥, 涉谷嘉朗, 吳金林 申請(qǐng)人:杭州中華橡膠總廠