納米碳酸鈣增強(qiáng)生態(tài)木材料及其制備方法
【專利摘要】一種納米碳酸鈣增強(qiáng)生態(tài)木材料及其制備方法，其技術(shù)要點(diǎn)是，該材料由以下重量份數(shù)的原料制備而成：PVC樹脂100份、40-200目的木質(zhì)纖維30～40份、輕質(zhì)碳酸鈣50～60份、50～90nm納米碳酸鈣5～10份、彈性體2～10份、穩(wěn)定劑1～6份、發(fā)泡劑0.5～3份、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑0.5～4份、潤(rùn)滑劑0.5～1份、增塑劑0.5～5份、色料0.2～1份、偶聯(lián)劑1～2份。從根本上解決了現(xiàn)有生態(tài)木材料生產(chǎn)成本高、使用壽命短、可塑性差、生產(chǎn)過程易分層、粒子團(tuán)聚等問題。具有原料資源化、產(chǎn)品可塑化、使用環(huán)?；⒊杀窘?jīng)濟(jì)化、回收再生化等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】納米碳酸鈣增強(qiáng)生態(tài)木材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 發(fā)明涉及環(huán)保材料領(lǐng)域，具體地說是一種納米碳酸鈣增強(qiáng)生態(tài)木材料及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 生態(tài)木是以農(nóng)林廢棄物和廢舊塑料為主要原料，依據(jù)塑料填充改性的特點(diǎn)和高分 子界面相容原理加工而成。該材料具有原料資源化，產(chǎn)品可塑化，使用環(huán)保化，成本經(jīng)濟(jì)化， 回收再生化，是一種真正的綠色環(huán)保型材料。其具有塑料和木材的雙重特性：防水，阻燃，耐 腐蝕，防蟲蛀，可塑性強(qiáng)，加工方便，一次成型，不含甲醛、苯等有毒有害氣體，是一種新型的 代木產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于園林景觀建設(shè)、交通物流、室內(nèi)外裝飾裝修、辦公家具等。但由于木質(zhì) 纖維表面存在極性羥基，表面能高，而PVC樹脂表面為較弱極性，與木質(zhì)纖維相容性差，產(chǎn) 生界面分離，降低力學(xué)性能，縮短了使用壽命，限定了其使用范圍。納米材料由于尺寸小，t匕 表面積大而產(chǎn)生量子效應(yīng)和表面效應(yīng)，具有許多特殊的優(yōu)異性能。而納米碳酸鈣是最早開 發(fā)的無(wú)機(jī)納米材料之一，因其價(jià)格低廉、來源廣泛以及無(wú)毒無(wú)污染等特性，已在化工、醫(yī)藥 等許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但由于納米碳酸鈣具有極大的比表面積和較高的比表面能， 在制備和后處理過程中極易發(fā)生粒子團(tuán)聚，分層，飛揚(yáng)，在使用過程中失去量子效應(yīng)和表面 效應(yīng)，起不到增強(qiáng)增韌的作用，因此限制了其在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種納米碳酸鈣增強(qiáng)生態(tài)木材料及其制備方法，從根本上解 決了現(xiàn)有生態(tài)木材料生產(chǎn)成本高、使用壽命短、可塑性差、生產(chǎn)過程易分層、粒子團(tuán)聚等問 題。具有原料資源化、產(chǎn)品可塑化、使用環(huán)保化、成本經(jīng)濟(jì)化、回收再生化等優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：該納米碳酸鈣增強(qiáng)生態(tài)木材料，其技術(shù)要點(diǎn)是，由以 下重量份數(shù)的原料制備而成：
[0005] PVC樹脂100份、40-200目的木質(zhì)纖維30?40份、輕質(zhì)碳酸鈣50?60份、50? 90nm納米碳酸鈣5?10份、彈性體2?10份、穩(wěn)定劑1?6份、發(fā)泡劑0. 5?3份、發(fā)泡 調(diào)節(jié)劑〇. 5?4份、潤(rùn)滑劑0. 5?1份、增塑劑0. 5?5份、色料0. 2?1份、偶聯(lián)劑1?2 份；
[0006] 所述木質(zhì)纖維填料選自木粉、糠粉或秸桿粉的一種以上；彈性體選自氯化聚乙烯、SBS或ACR的一種以上；穩(wěn)定劑選自鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類穩(wěn)定劑、復(fù)合鉛穩(wěn)定劑或稀 土穩(wěn)定劑的一種以上；潤(rùn)滑劑選自石蠟、氯化石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸或乙烯 基雙硬脂酰胺的一種以上；增塑劑選自環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁 酯的一種以上；偶聯(lián)劑選自丙烯酸酯、鈦酸酯或鋁酸酯的兩種以上。
[0007] 本發(fā)明還提供了該納米碳酸鈣增強(qiáng)生態(tài)木材料的制備方法，其技術(shù)要點(diǎn)是，包括 以下步驟：
[0008] 1)稱取干燥好的40-200目的木質(zhì)纖維30?40份，其中一種偶聯(lián)劑0. 2?0. 3 份，90?100°C混合攪拌5?lOmin，攪拌速度2000r/min，加入另一種以上的偶聯(lián)劑0. 3? 0. 7份，混合攪拌10?15min得到改性木質(zhì)纖維；
[0009] 2)稱取PVC樹脂100份、穩(wěn)定劑1?6份、一種以上偶聯(lián)劑0. 5?1份，100?IKTC混合攪拌5?15min，50?90nm納米碳酸興5?10份，攪拌5min得到改性PVC樹脂；
[0010] 3)將改性木質(zhì)纖維、改性PVC樹脂、輕質(zhì)碳酸鈣50?60份、色料0. 2?1份、彈性 體2?10份、潤(rùn)滑劑0· 5?1份及增塑劑0· 5?5份，80?100°C混合攪拌5?15min，冷 混5?IOmin得到預(yù)混料，將預(yù)混料造粒得到顆粒I;
[0011] 4)將顆粒I擠出成型，經(jīng)模具、冷卻、牽引、切割即得成品；
[0012] 所述木質(zhì)纖維填料選自木粉、糠粉或秸桿粉的一種以上；偶聯(lián)劑選自丙烯酸酯、鈦 酸酯或鋁酸酯的兩種以上；彈性體選自氯化聚乙烯、SBS或ACR的一種以上；穩(wěn)定劑選自鈣 鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類穩(wěn)定劑、復(fù)合鉛穩(wěn)定劑或稀土穩(wěn)定劑的一種以上；潤(rùn)滑劑選自石 蠟、氯化石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸或乙烯基雙硬脂酰胺的一種以上；增塑劑選 自環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯的一種以上。
[0013] 發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)及積極的技術(shù)效果是：在體系中采用了雙包覆改性技術(shù)對(duì)木質(zhì)纖 維填料進(jìn)行表面改性處理，提高了木質(zhì)纖維與基體樹脂的相容性，延長(zhǎng)了材料的使用壽命， 同時(shí)也解決了納米碳酸鈣易團(tuán)聚，加工時(shí)分層，飛揚(yáng)大，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的問題。納米 碳酸鈣由于尺寸小、比表面積大產(chǎn)生量子效應(yīng)和表面效應(yīng)，在增加強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，提高了韌 性。通過高分子載體將納米碳酸鈣均勻的分布在高分子表面，形成高分子鏈段，避免了生產(chǎn) 過程中納米碳酸鈣易團(tuán)聚、加工時(shí)分層、飛揚(yáng)大的缺陷。進(jìn)而改善材料的力學(xué)性能，拓寬了 其應(yīng)用范圍。利用納米碳酸鈣的量子效應(yīng)和表面效應(yīng)，彈性體和納米碳酸鈣在體系中不但 增強(qiáng)了材料強(qiáng)度而且產(chǎn)生了協(xié)同增韌效果，與其他生態(tài)木材料相比，韌性和強(qiáng)度等力學(xué)性 能更加優(yōu)異，應(yīng)用范圍更廣。綜上所述，本發(fā)明具有原料資源化、產(chǎn)品可塑化、使用環(huán)?；?、 成本經(jīng)濟(jì)化、回收再生化等優(yōu)點(diǎn)。
[0014] 對(duì)于步驟1)90?KKTC混合攪拌5?lOmin，主要作用是除去纖維中的水分，溫度 過高會(huì)造成能量損失，溫度過低達(dá)不到除水分的目的。攪拌速度2000r/min，轉(zhuǎn)速過快會(huì)加 大機(jī)器的磨損，轉(zhuǎn)速過低會(huì)降低生產(chǎn)效率，因此采用該轉(zhuǎn)速范圍。步驟2)中100?IKTC 混合攪拌轉(zhuǎn)速同步驟1)，溫度過高會(huì)使PVC分解，過低不能達(dá)到表面潤(rùn)濕的效果，因此采用 該溫度范圍。步驟3)中80?KKTC混合攪拌轉(zhuǎn)速同步驟1)，在混合過程中，熱量主要來自 物料間的摩擦生熱，溫度的設(shè)定主要是起調(diào)節(jié)作用，溫度過高會(huì)使發(fā)泡劑提前分解，影響加 工，溫度過低混合效果不好，因此采用該溫度范圍。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明的內(nèi)容。
[0016] 表1實(shí)施例中各組分含量匯總表（單位：kg)
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 一種納米碳酸鈣增強(qiáng)生態(tài)木材料，其特征在于，由以下重量份數(shù)的原料制備而成： PVC樹脂100份、40-200目的木質(zhì)纖維30?40份、輕質(zhì)碳酸鈣50?60份、50?90nm 納米碳酸鈣5?10份、彈性體2?10份、穩(wěn)定劑1?6份、發(fā)泡劑0. 5?3份、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑 0. 5?4份、潤(rùn)滑劑0. 5?1份、增塑劑0. 5?5份、色料0. 2?1份、偶聯(lián)劑1?2份； 所述木質(zhì)纖維填料選自木粉、糠粉或秸桿粉的一種以上；彈性體選自氯化聚乙烯、SBS 或ACR的一種以上；穩(wěn)定劑選自鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類穩(wěn)定劑、復(fù)合鉛穩(wěn)定劑或稀土穩(wěn) 定劑的一種以上；潤(rùn)滑劑選自石蠟、氯化石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸或乙烯基雙 硬脂酰胺的一種以上；增塑劑選自環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯的 一種以上；偶聯(lián)劑選自丙烯酸酯、鈦酸酯或鋁酸酯的兩種以上。
2. -種納米碳酸鈣增強(qiáng)生態(tài)木材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 稱取干燥好的40-200目的木質(zhì)纖維30?40份，其中一種偶聯(lián)劑0. 2?0. 3份， 90?100°C混合攪拌5?lOmin，攪拌速度2000r/min，加入另一種以上的偶聯(lián)劑0. 3?0. 7 份，混合攪拌10?15min得到改性木質(zhì)纖維； 2) 稱取PVC樹脂100份、穩(wěn)定劑1?6份、一種以上偶聯(lián)劑0. 5?1份，100?110°C混 合攪拌5?15min，50?90nm納米碳酸興5?10份，攪拌5min得到改性PVC樹脂； 3) 將改性木質(zhì)纖維、改性PVC樹脂、輕質(zhì)碳酸興50?60份、50?90nm納米碳酸興5? 10份、發(fā)泡劑0. 5?3份、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑0. 5?4份、色料0. 2?1份、彈性體2?10份、潤(rùn)滑 劑0? 5?1份及增塑劑0? 5?5份，80?100°C混合攪拌5?15min，冷混5?lOmin得到 預(yù)混料，將預(yù)混料造粒得到顆粒I ; 4) 將顆粒I擠出成型，經(jīng)模具、冷卻、牽引、切割即得成品； 所述木質(zhì)纖維填料選自木粉、糠粉或秸桿粉的一種以上；偶聯(lián)劑選自丙烯酸酯、鈦酸酯 或鋁酸酯的一種以上；彈性體選自氯化聚乙烯、SBS或ACR的一種以上；穩(wěn)定劑選自鈣鋅復(fù) 合穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類穩(wěn)定劑、復(fù)合鉛穩(wěn)定劑或稀土穩(wěn)定劑的一種以上；潤(rùn)滑劑選自石蠟、氯 化石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸或乙烯基雙硬脂酰胺的一種以上；增塑劑選自環(huán) 氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯的一種以上。
【文檔編號(hào)】C08L97/02GK104341692SQ201410526446
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】王心潮, 蘇新, 傅延春, 黃奧博 申請(qǐng)人:大連環(huán)美科技集團(tuán)有限公司