本發(fā)明涉及雙層復合塑木，具體地，涉及耐高溫雙層復合塑木材料外層用組合物、外層和復合塑木材料及制備方法。

背景技術(shù)：

塑木材料是當今世界上許多國家逐步推廣應用的新型材料，塑木復合材料的原料可采用各種樹脂如廢舊塑料等，與廢木料及農(nóng)作物的剩余物，因此塑木復合材料的研制和廣泛應用，有助于減緩塑料廢棄物的污染，也有助于減少農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒給環(huán)境帶來的污染。并且，塑木復合材料的生產(chǎn)和使用，不會向周圍環(huán)境散發(fā)危害人類健康的揮發(fā)物，材料本身還可回收利用，是一種全新的綠色環(huán)保產(chǎn)品，也是一種生態(tài)潔凈的復合材料。

但是，因植物纖維和樹脂基體間的相容性很差，塑木的芯體的耐高溫性能不理想，限制了塑木材料的應用范圍及應用效果，由此，雙層塑木材料即通過對塑木材料的外層賦予良好的耐高溫性能，進而提高塑木整體的耐高溫性能，是人們研究的方向之一，但是，外層組分與芯體之間容易在使用環(huán)境中發(fā)生剝離。

因此，發(fā)明一種能夠使塑木材料具有良好耐高溫性能的外層，同時保證外層與內(nèi)層芯體之間具有較好的結(jié)合能力，是目前亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫雙層復合塑木材料、外層用組合物、外層及制備方法，該外層使具有該外層的復合塑木材料具有良好的耐高溫性能，同時，該外層與塑木材料的內(nèi)層芯體之間具有良好的結(jié)合能力，另外，制備該耐高溫雙層復合塑木材料的方法具有制備原料易得，工序簡單和便于操作的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種耐高溫雙層復合塑木材料外層用組合物，該組合物包括：線性酚醛環(huán)氧樹脂、二氧化鈦、烷基酚硫醚、氧化亞銅、鄰苯二甲酸酯、有機蒙脫石、鄰苯二甲酸二正辛酯、鋁酸酯偶聯(lián)劑、氧化鐵、乙酸正丁酯和二丙二醇甲醚。

本發(fā)明還提供了一種耐高溫雙層復合塑木材料用外層，外層的組分包括：線性酚醛環(huán)氧樹脂、二氧化鈦、烷基酚硫醚、氧化亞銅、鄰苯二甲酸酯、有機蒙脫石、鄰苯二甲酸二正辛酯、鋁酸酯偶聯(lián)劑和氧化鐵。

另外，本發(fā)明還提供了一種耐高溫雙層復合塑木材料，該塑木材料包括內(nèi)層芯體和外層，該外層為前述所述的外層。

本發(fā)明還提供一種制備前文所述的塑木材料的方法，包括以下步驟：1)制備內(nèi)層芯體m1；2)將前文所述的組合物m2涂覆于內(nèi)層芯體m1表面，冷卻，晾干。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過控制雙層復合塑木材料外層用組合物的組分：線性酚醛環(huán)氧樹脂、二氧化鈦、烷基酚硫醚、氧化亞銅、鄰苯二甲酸酯、有機蒙脫石、鄰苯二甲酸二正辛酯、鋁酸酯偶聯(lián)劑、氧化鐵、乙酸正丁酯和二丙二醇甲醚，在各原料的協(xié)同作用下，使所得的雙層復合塑木材料具有良好的耐高溫性能，同時，雙層復合塑木材料的外層與內(nèi)層芯體之間結(jié)合力較強，能夠有效避免外層從內(nèi)層芯體上剝離。而且，本發(fā)明提供的制備雙層復合塑木材料的方法具有制備原料易得，工序簡單和便于操作的優(yōu)點。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應被視為在本文中具體公開。

本發(fā)明提供了一種耐高溫雙層復合塑木材料外層用組合物，該組合物包括：線性酚醛環(huán)氧樹脂、二氧化鈦、烷基酚硫醚、氧化亞銅、鄰苯二甲酸酯、有機蒙脫石、鄰苯二甲酸二正辛酯、鋁酸酯偶聯(lián)劑、氧化鐵、乙酸正丁酯和二丙二醇甲醚。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過控制雙層復合塑木材料外層用組合物的組分，在各原料的協(xié)同作用下，使所得的雙層復合塑木材料具有良好的耐高溫性能，同時，雙層復合塑木材料的外層與內(nèi)層芯體之間結(jié)合力較強，能夠有效避免外層從內(nèi)層芯體上剝離。

本發(fā)明中外層用組合物各組分的含量可以在較寬的范圍內(nèi)選擇，為了使所得的雙層復合塑木材料具有更好的耐高溫性能，同時雙層復合塑木材料的外層與內(nèi)層芯體之間結(jié)合力較強，優(yōu)選地，外層用組合物中，以重量份計，相對于100重量份的線性酚醛環(huán)氧樹脂，乙酸正丁酯190-230份，二氧化鈦20-40份，烷基酚硫醚15-25份，氧化亞銅15-25份，鄰苯二甲酸甲酯40-60份，有機蒙脫石30-45份，鄰苯二甲酸二正辛酯25-40份，鋁酸酯偶聯(lián)劑40-60份，氧化鐵5-15份，二丙二醇甲醚80-140份。

本發(fā)明還提供一種耐高溫雙層復合塑木材料用外層，外層的組分包括：線性酚醛環(huán)氧樹脂、二氧化鈦、烷基酚硫醚、氧化亞銅、鄰苯二甲酸甲酯、有機蒙脫石、鄰苯二甲酸二正辛酯、鋁酸酯偶聯(lián)劑和氧化鐵。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過控制雙層復合塑木材料外層用組合物的組分，在各原料的協(xié)同作用下，使所得的雙層復合塑木材料具有良好的耐高溫性能，同時，雙層復合塑木材料的外層與內(nèi)層芯體之間結(jié)合力較強，能夠有效避免外層從內(nèi)層芯體上剝離。

在本發(fā)明中，線性酚醛環(huán)氧樹脂優(yōu)選數(shù)均分子量600-1000，環(huán)氧當量172～200g/eq的線型酚醛多縮水甘油醚。

烷基酚硫醚如2,2’-硫代雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、4,4’-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚)、1,1’-硫代雙(2-萘酚)均可實現(xiàn)本發(fā)明，優(yōu)選為，烷基酚硫醚優(yōu)選2,2’-硫代雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)，4,4’-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚)，1,1’-硫代雙(2-萘酚)中的一種或多種，在實施例中選擇4,4’-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚)進行說明。

常規(guī)鋁酸酯偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑，如型號為sg-al821(二硬脂酰氧異丙基鋁酸酯)、dl-411、dl-411af、dl-411d、dl-411df均可滿足本發(fā)明的要求，其中，鋁酸酯偶聯(lián)劑優(yōu)選型號為dl-411d，dl-411df型的鋁酸酯偶聯(lián)劑種的一種。實施例中選擇dl-411d型鋁酸酯偶聯(lián)劑進行說明。

本發(fā)明中的有機蒙脫石為平均粒徑為600目以上的有機蒙脫石。

在上述耐高溫雙層復合塑木材料外層中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使雙層復合塑木材料具有良好的的耐高溫性能并且與內(nèi)層芯體具有較好的結(jié)合性能，優(yōu)選地，該外層的組分包括：以重量份計，相對于100重量份的線性酚醛環(huán)氧樹脂，二氧化鈦20-40份，烷基酚硫醚15-25份，氧化亞銅15-25份，鄰苯二甲酸甲酯40-60份，有機蒙脫石30-45份，鄰苯二甲酸二正辛酯25-40份，鋁酸酯偶聯(lián)劑40-60份，氧化鐵5-15份。

此外，本發(fā)明還提供一種耐高溫雙層復合塑木材料，該塑木材料包括內(nèi)層芯體和外層，所述外層為前文所述的外層。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過控制雙層復合塑木材料外層用組合物的組分和原料配比，在各原料的協(xié)同作用下，使所得的雙層復合塑木材料具有良好的耐高溫性能，同時，雙層復合塑木材料的外層與內(nèi)層芯體之間結(jié)合力較強，能夠有效避免外層從內(nèi)層芯體上剝離。

在本發(fā)明中，外層有多種方式設置于內(nèi)層芯體的表面，為了提高外層和內(nèi)層芯體的結(jié)合性能，避免塑木材料在使用過程中外層從內(nèi)層芯體表面發(fā)生剝離，優(yōu)選地，塑木材料還包括位于外層和內(nèi)層芯體之間的結(jié)合層，所述結(jié)合層的組分包括所述外層的組分、內(nèi)層芯體的組分和交聯(lián)劑。

在本發(fā)明中，結(jié)合層的組分及配方可以在多種范圍內(nèi)選擇，為了使內(nèi)層芯體和外層組分之間具有良好的結(jié)合性能，優(yōu)選地，以結(jié)合層的組分總重量為100％計，外層的組分占40-60％，內(nèi)層芯體的組分占25％-35％，交聯(lián)劑占15-25％。

交聯(lián)劑可以有多種選擇，只要能與內(nèi)層芯體組分和外層組分發(fā)揮協(xié)同作用，在二者之間形成結(jié)合層即可，更進一步地，交聯(lián)劑為聚乙二醇、聚丙二醇、三羥甲基丙烷一種或多種。

在本發(fā)明中，內(nèi)層芯體的組分可以是常規(guī)配方，為了提高塑木材料的耐高溫性，同時使外層與內(nèi)層芯體具有較高的結(jié)合性能，優(yōu)選地，所述內(nèi)層芯體的組分包括植物纖維、塑料、低聚樹脂、增塑劑、抗氧化劑、偶聯(lián)劑。

在本發(fā)明中內(nèi)層芯體的組分可以在較寬的范圍內(nèi)選擇，為了使內(nèi)層芯體具有較好的耐高溫性能同時與外層組分具有較好的結(jié)合性能，更進一步地，內(nèi)層芯體組分優(yōu)選為：所述內(nèi)層芯體的組分包括植物纖維、塑料、低聚樹脂、增塑劑、抗氧化劑、偶聯(lián)劑。

在本發(fā)明中，植物纖維可以在較寬的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選地，所述植物纖維優(yōu)選為木屑、竹屑、麥秸、谷糠、花生殼、棉秸稈中的一種或多種。

在本發(fā)明中，塑料指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價格便宜的塑料，例如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)及丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物(abs)，為了更好地發(fā)揮內(nèi)層芯體組分之間的協(xié)同作用，提高內(nèi)層芯體及結(jié)合層的耐高溫性，進而提高雙層塑木材料的耐高溫性，優(yōu)選地，所述塑料優(yōu)選為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的一種或多種，在本發(fā)明實施例中選擇聚乙烯進行說明。

在本發(fā)明中，低聚樹脂可以有多種選擇，只要其數(shù)均分子量低于10000即可，低聚樹脂能夠在各組分的協(xié)同作用下，能夠進一步提高內(nèi)層芯體的耐高溫性，進而提高雙層復合塑木材料的耐高溫性，優(yōu)選地，低聚樹脂為數(shù)均分子量小于5000的低聚苯乙烯。低聚苯乙烯可以在內(nèi)層芯體其他組分的協(xié)同作用下，提高內(nèi)層芯體中植物纖維與其他添加材料的結(jié)合能力，進而提高內(nèi)層芯體的耐高溫性，同時，低聚苯乙烯可與結(jié)合層的其他組分一起，提高結(jié)合層的耐高溫性及結(jié)合層與內(nèi)層芯體和外層的結(jié)合性能。

同時，在本發(fā)明中，增塑劑可以是脂肪族二元酸酯類、苯二甲酸酯類(包括鄰苯二甲酸甲酯類、對苯二甲酸酯類)、聚酯類等多種，在本發(fā)明中，選擇鄰苯二甲酸丁芐酯在實施例中進行說明。抗氧化劑可以在較寬范圍內(nèi)進行選擇，如在二苯胺、對苯二胺、叔丁基對苯二酚，在本發(fā)明中，選擇叔丁基對苯二酚實施例中進行說明。偶聯(lián)劑可以在較寬范圍內(nèi)進行選擇，如鈦酸酯類和鋁酸化合物等，本發(fā)明中，選擇鈦酸酯偶聯(lián)劑tmc-102實施例中進行說明。

本發(fā)明還提供一種制備前文所述的耐高溫雙層復合塑木材料的方法，包括以下步驟：1)制備內(nèi)層芯體m1；2)將前文所述的組合物m2涂覆于內(nèi)層芯體m1表面，冷卻，晾干。

在上述技術(shù)方案中，制備該耐高溫雙層復合塑木材料的方法具有制備原料易得，工序簡單和便于操作的優(yōu)點。

在本發(fā)明中，制備條件包括制備內(nèi)層芯體的工藝、制備外層組分的工藝及內(nèi)層芯體及外層結(jié)合的條件可以是本領(lǐng)域的常規(guī)工藝技術(shù)。為了使內(nèi)層芯體與外層組分能夠結(jié)合的更好，優(yōu)選地，外層組分m2涂覆于內(nèi)層芯體m1的溫度優(yōu)選為150-190℃。

在本發(fā)明中，內(nèi)層芯體的組分可以是常規(guī)配方，為了提高塑木材料的耐高溫性，同時使外層組分與內(nèi)層芯體具有較高的結(jié)合性能，優(yōu)選地，內(nèi)層芯體m1的組分為上述所述的內(nèi)層芯體組分。

同時，在本發(fā)明中，為了提高外層和內(nèi)層芯體的結(jié)合性能，避免塑木材料在使用過程中外層從內(nèi)層芯體表面發(fā)生剝離，優(yōu)選地，所述方法包括以下步驟:1)制備內(nèi)層芯體m1；2)將內(nèi)層芯體m1涂覆交聯(lián)劑獲得m3；3)將所述組合物m2涂覆于m3表面，冷卻，晾干。

上述技術(shù)方案通過在內(nèi)層芯體m1表面先涂覆交聯(lián)劑，之后再將外層組分m2涂覆之上，使得交聯(lián)劑能夠同時與內(nèi)層芯體的組分和外層組分發(fā)生協(xié)同作用，在內(nèi)層芯體與外層之間形成結(jié)合層，從而提高了外層與內(nèi)層芯體的結(jié)合性能，同時，該結(jié)合層也具有很好的耐高溫性，從而進一步提高了塑木材料的耐高溫性。

在本發(fā)明中，為了提高交聯(lián)劑與內(nèi)層芯體組分和外層組分的協(xié)同效果，優(yōu)選地，步驟2)與步驟3)的步驟之間的時間間隔不超過1min。

在本發(fā)明中，交聯(lián)劑可以有多種選擇，只要能與內(nèi)層芯體組分和外層組分發(fā)揮協(xié)同作用，在二者之間形成結(jié)合層即可，更進一步地，交聯(lián)劑為聚乙二醇、聚丙二醇、三羥甲基丙烷一種或多種。

以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。以下實施例中，加熱后尺寸變化率的檢測是通過gb/t24508-2009的標準進行的，表面膠合強度的檢測是通過gb/t15102-2006的標準進行的。

植物纖維為粒徑為60目的木粉，含水量為5％，購自南京橋盛辦公家具有限公司的產(chǎn)品；聚乙烯為數(shù)均分子量在60000的聚乙烯；低聚苯乙烯為數(shù)均分子量在4500的低聚苯乙烯；線性酚醛環(huán)氧樹脂為數(shù)均分子量800，環(huán)氧當量185g/eq的線型酚醛多縮水甘油醚；有機蒙脫石為平均粒徑為600目以上的有機蒙脫石；其余原料為常規(guī)市售品。

實施例1

步驟1：制備內(nèi)層芯體：稱取原料，植物纖維100kg，聚乙烯25kg，低聚苯乙烯15kg、鄰苯二甲酸丁芐酯5kg，叔丁基對苯二酚3kg，tmc-1024kg，混合5min，然后在德國wp公司的zsk-25雙螺桿擠出機中擠出；

步驟2：同時，制備外層組分組合物，稱取原料：10kg線性酚醛環(huán)氧樹脂，乙酸正丁酯19kg，二氧化鈦2kg，4,4’-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚1.5kg，氧化亞銅1.5kg，鄰苯二甲酸甲酯4kg，有機蒙脫石3kg，鄰苯二甲酸二正辛酯2.5kg，dl-411d型鋁酸酯偶聯(lián)劑4kg，氧化鐵0.5kg，二丙二醇甲醚8kg，將上述外層組分混合；

步驟3：將制備外層組分組合物涂覆于內(nèi)層芯體表面，涂覆溫度為150℃，冷卻，晾干，制得耐高溫雙層復合塑木材料a1，該木塑復合材料的性能參數(shù)見表1。

實施例2

步驟1：制備內(nèi)層芯體：稱取原料，植物纖維100kg，聚乙烯40kg，低聚苯乙烯20kg、鄰苯二甲酸丁芐酯12kg，叔丁基對苯二酚8kg，tmc-10213kg，混合5min，然后在德國wp公司的zsk-25雙螺桿擠出機中擠出；

步驟2：同時，制備外層組分組合物，稱取原料：10kg線性酚醛環(huán)氧樹脂，乙酸正丁酯23kg，二氧化鈦4kg，4,4’-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚2.5kg，氧化亞銅2.5kg，鄰苯二甲酸甲酯6kg，有機蒙脫石4.5kg，鄰苯二甲酸二正辛酯4kg，dl-411d型鋁酸酯偶聯(lián)劑6kg，氧化鐵1.5kg，二丙二醇甲醚14kg，將上述外層組分混合；

步驟3：將制備外層組分組合物涂覆于內(nèi)層芯體表面，涂覆溫度為190℃，冷卻，晾干，制得耐高溫雙層復合塑木材料a2，該木塑復合材料的性能參數(shù)見表1。

實施例3

步驟1：制備內(nèi)層芯體：稱取原料，植物纖維100kg，聚乙烯35kg，低聚苯乙烯18kg、鄰苯二甲酸丁芐酯8kg，叔丁基對苯二酚6kg，tmc-1029kg，混合5min，然后在德國wp公司的zsk-25雙螺桿擠出機中擠出；

步驟2：同時，制備制備外層組分組合物，稱取原料：10kg線性酚醛環(huán)氧樹脂，乙酸正丁酯21kg，二氧化鈦3kg，4,4’-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚2kg，氧化亞銅2kg，鄰苯二甲酸甲酯5kg，有機蒙脫石3.7kg，鄰苯二甲酸二正辛酯3.3kg，dl-411d型鋁酸酯偶聯(lián)劑5kg，氧化鐵1kg，二丙二醇甲醚11kg，將上述外層組分原料混合；

步驟3：將制備外層組分組合物涂覆于內(nèi)層芯體表面，涂覆溫度為160℃，冷卻，晾干，制得耐高溫雙層復合塑木材料a3，該木塑復合材料的性能參數(shù)見表1。

實施例4

按照實施例3的方法進行制備內(nèi)層芯體和制備外層組分組合物，不同的是，在內(nèi)層芯體表面涂覆10kg過氧化二異丙苯，涂覆溫度為160℃，其中，涂覆過氧化二異丙苯與涂覆制備外層組分組合物之間的時間間隔不超過為30s，然后冷卻，晾干，制得耐高溫雙層復合塑木材料a4，該木塑復合材料的性能參數(shù)見表1。

對比例1

按照實施例3的方法制備塑木材料b1，不同的是步驟2中不添加線性酚醛環(huán)氧樹脂。結(jié)果如表1所示。

對比例2

按照實施例3的方法制備塑木材料b2，不同的是步驟2中不添加乙酸正丁酯。結(jié)果如表1所示。

對比例3

按照實施例3的方法制備塑木材料b3，不同的是步驟2中不添加二氧化鈦。結(jié)果如表1所示。

對比例4

按照實施例3的方法制備塑木材料b4，不同的是步驟2中不添加4,4’-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚。結(jié)果如表1所示。

對比例5

按照實施例3的方法制備塑木材料b5，不同的是步驟2中不添加dl-411d型鋁酸酯偶聯(lián)劑。結(jié)果如表1所示。

對比例6

按照實施例3的方法制備塑木材料b6，不同的是步驟2中不添加氧化亞銅。結(jié)果如表1所示。

對比例7

按照實施例3的方法制備塑木材料b7，不同的是步驟2中不添加鄰苯二甲酸甲酯。結(jié)果如表1所示。

對比例8

按照實施例3的方法制備塑木材料b8，不同的是步驟2中不添加鄰苯二甲酸二正辛酯。結(jié)果如表1所示。

對比例9

按照實施例3的方法制備塑木材料b8，不同的是步驟2中不添加有機蒙脫石。結(jié)果如表1所示。

對比例10

按照實施例3的方法制備塑木材料b8，不同的是步驟2中不添加氧化鐵。結(jié)果如表1所示。

對比例11

按照實施例3的方法制備塑木材料b8，不同的是步驟2中不添加氧化鐵。結(jié)果如表1所示。

對比例12

按照實施例4的方法制備塑木材料b9，不同的是步驟1中不添加低聚苯乙烯。結(jié)果如表1所示。

表1

以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。