一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)科學(xué)領(lǐng)域，具體地說是一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于木材具有重量輕、紋理美觀、易于機(jī)械加工，且屬于可再生資源等特點(diǎn)，深受人們的喜歡，將成為了建筑裝飾及木制家具中最廣泛應(yīng)用的材料之一；另一方面，由于過度地利用、毀林開荒、只砍不造，使森林資源遭到嚴(yán)重的破環(huán)，有的地方植被遭到破壞，水土流失嚴(yán)重等，因而為了造福子孫后代，全球開始禁止砍伐木材，因此木材來源成了建筑材料和木制家具的一大難題。為此，使用一種大眾化的材料代替原木材料已經(jīng)成為了各個(gè)廠家及高校、科研院所研發(fā)的新方向，于是各類仿真木材也隨之出現(xiàn)，并且有些已經(jīng)逐步得到了廣泛應(yīng)用，然而市場上的仿真木材依然存在質(zhì)量及生產(chǎn)上的缺陷，需要進(jìn)一步改進(jìn)，以更好地提升質(zhì)量和拓展應(yīng)用領(lǐng)域等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可替代木材應(yīng)用于建筑裝飾裝修及木材家具等領(lǐng)域的高強(qiáng)阻燃的仿真木材及其制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:高密度聚乙烯25%?50%、線性低密度聚乙烯15%?20%、農(nóng)作物秸桿粉10%?15%、碳纖維8%?15%、阻燃劑6%?10%、抗靜電劑1%?3%、光穩(wěn)定劑0.5%?2%、色母粒0.5%?2%、乳化劑0.5%?1.5%、抗氧劑0.1%?0.5%、開口劑0.5%?1%。
[0005]所述高密度聚乙烯為分子量在20?40萬、密度0.95?0.97g/cm3的低壓高密度聚乙烯。
[0006]所述線性低密度聚乙烯為分子量為20?50萬、密度為0.94?0.97g/cm3的線性低密度聚乙烯。
[0007]所述農(nóng)作物秸桿粉為粒度在100?200目的玉米、小麥、水稻秸桿中的一種或幾種。
[0008]所述碳纖維為表面經(jīng)過氧化劑高氯酸溶液預(yù)處理、并由γ -氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑活化處理的短切聚丙烯腈碳纖維。
[0009]所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一種。
[0010]所述抗靜電劑為脂肪酸聚乙二醇酯、聚乙二醇烷基醚、聚環(huán)氧乙烷、聚醚酯酰胺、聚醚酯酰亞胺、丙三醇單硬脂酸酯、烷基磺酸鈉、納米級摻銻氧化錫中的一種。
[0011]所述光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
[0012]所述色母粒為白色母粒、黑色母粒、灰色母粒、藍(lán)色母粒中的一種。
[0013]所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉。
[0014]所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168、抗氧劑1010與抗氧劑168復(fù)配物、抗氧劑1076與抗氧劑168復(fù)配物中的一種。
[0015]所述開口劑為油酸酰胺。
[0016]上述的一種木材阻燃劑的制備方法，包括以下步驟:
(I )、將農(nóng)作物秸桿進(jìn)行粉碎至粒度在100?200目的粉末，并在50°C?80°C的條件下干燥至恒重，即得所述農(nóng)作物秸桿粉，待用；
(2)、將短切聚丙烯腈碳纖維加入質(zhì)量含量達(dá)98%以上的高氯酸溶液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌下，處理2?4h，然后用大量的去離子水清洗至中性，再將得到的碳纖維置于質(zhì)量含量在0.1%?1%的γ -氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的去離子水溶液中超聲分散2?4h，然后過濾，并將所得濾出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述碳纖維，待用；
(3)、按重量配比稱取各組分，并加入轉(zhuǎn)速為60?120r/min的混料機(jī)中，包括步驟(I)得到的農(nóng)作物秸桿粉和步驟(2)得到的碳纖維，使一起混合30?60min，待混合均勻后出料；
(4)、將步驟(3)得到的均勻混合物加入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠入到模具中，并且在牽引機(jī)的牽引下進(jìn)入水槽冷卻，控制雙螺桿擠出機(jī)的溫度為155 °C?220 °C，牽引機(jī)的牽引速度為6?9m/min，得到的型坯即為本發(fā)明的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材。
[0017]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明可替代木材應(yīng)用于建筑裝飾裝修及木材家具等領(lǐng)域，而且其生產(chǎn)工藝簡單，成本低，所得產(chǎn)品具有高強(qiáng)度、耐老化和阻燃性好等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0019]實(shí)施例1:
一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:高密度聚乙烯25%、線性低密度聚乙烯20%、農(nóng)作物秸桿粉20%、碳纖維15%、十溴二苯乙烷10%、脂肪酸聚乙二醇酯3%、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮2%、黑色母粒2%、十二烷基硫酸鈉1.5%、抗氧劑1010 0.5%、油酸酰胺1%，所述高密度聚乙烯為分子量在20?40萬、密度0.95?0.97g/cm3的低壓高密度聚乙烯，所述線性低密度聚乙烯為分子量為20?50萬、密度為0.94?0.97g/cm3的線性低密度聚乙烯，所述農(nóng)作物秸桿粉為粒度在100?200目的玉米秸桿，所述碳纖維為表面經(jīng)過氧化劑高氯酸溶液預(yù)處理、并由γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑活化處理的短切聚丙稀腈碳纖維。
[0020]制備方法:(1)、將農(nóng)作物秸桿進(jìn)行粉碎至粒度在100?200目的粉末，并在50°C?80°C的條件下干燥至恒重，即得所述農(nóng)作物秸桿粉，待用；(2)、將短切聚丙烯腈碳纖維加入質(zhì)量含量達(dá)98%以上的高氯酸溶液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌下，處理2?4h，然后用大量的去離子水清洗至中性，再將得到的碳纖維置于質(zhì)量含量在0.1%?1%的γ -氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的去離子水溶液中超聲分散2?4h，然后過濾，并將所得濾出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述碳纖維，待用；(3)、按重量配比稱取各組分，并加入轉(zhuǎn)速為60?120r/min的混料機(jī)中，包括步驟(I)得到的農(nóng)作物秸桿粉和步驟(2)得到的碳纖維，使一起混合30?60min，待混合均勻后出料；(4)、將步驟(3)得到的均勻混合物加入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠入到模具中，并且在牽引機(jī)的牽引下進(jìn)入水槽冷卻，控制雙螺桿擠出機(jī)的溫度為155 °C?220 °C，牽引機(jī)的牽引速度為6?9m/min，得到的型坯即為本發(fā)明的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材。
[0021]實(shí)施例2:
一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:高密度聚乙烯50%、線性低密度聚乙烯15%、農(nóng)作物秸桿粉15%、碳纖維10%、氰尿酸三聚氰胺6%、聚乙二醇烷基醚1%、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮0.5%、灰色母粒1%、十二烷基硫酸鈉0.5%、抗氧劑10760.2%、油酸酰胺0.8%，所述高密度聚乙烯為分子量在20?40萬、密度0.95?0.97g/cm3的低壓高密度聚乙烯，所述線性低密度聚乙烯為分子量為20?50萬、密度為0.94?0.97g/cm3的線性低密度聚乙烯，所述農(nóng)作物秸桿粉為粒度在100?200目的水稻秸桿，所述碳纖維為表面經(jīng)過氧化劑高氯酸溶液預(yù)處理、并由γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑活化處理的短切聚丙烯腈碳纖維。
[0022]制備方法:(1)、將農(nóng)作物秸桿進(jìn)行粉碎至粒度在100?200目的粉末，并在50°C?80°C的條件下干燥至恒重，即得所述農(nóng)作物秸桿粉，待用；(2)、將短切聚丙烯腈碳纖維加入質(zhì)量含量達(dá)98%以上的高氯酸溶液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌下，處理2?4h，然后用大量的去離子水清洗至中性，再將得到的碳纖維置于質(zhì)量含量在0.1%?1%的γ -氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的去離子水溶液中超聲分散2?4h，然后過濾，并將所得濾出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述碳纖維，待用；(3)、按重量配比稱取各組分，并加入轉(zhuǎn)速為60?120r/min的混料機(jī)中，包括步驟(I)得到的農(nóng)作物秸桿粉和步驟(2)得到的碳纖維，使一起混合30?60min，待混合均勻后出料；(4)、將步驟(3)得到的均勻混合物加入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠入到模具中，并且在牽引機(jī)的牽引下進(jìn)入水槽冷卻，控制雙螺桿擠出機(jī)的溫度為155 °C?220 °C，牽引機(jī)的牽引速度為6?9m/min，得到的型坯即為本發(fā)明的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:高密度聚乙烯25%?50%、線性低密度聚乙烯15%?20%、農(nóng)作物秸桿粉10%?15%、碳纖維8%?15%、阻燃劑6%?10%、抗靜電劑1%?3%、光穩(wěn)定劑0.5%?2%、色母粒0.5%?2%、乳化劑0.5%?1.5%、抗氧劑 0.1% ?0.5%、開口劑 0.5% ?1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其特征在于，所述碳纖維為表面經(jīng)過氧化劑高氯酸溶液預(yù)處理、并由γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑活化處理的短切聚丙稀腈碳纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其特征在于，所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其特征在于，所述抗靜電劑為脂肪酸聚乙二醇酯、聚乙二醇烷基醚、聚環(huán)氧乙烷、聚醚酯酰胺、聚醚酯酰亞胺、丙三醇單硬脂酸酯、烷基磺酸鈉、納米級摻銻氧化錫中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其特征在于，所述光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其特征在于，所述乳化劑為十二燒基硫酸納。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其特征在于，所述開口劑為油酸酰胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (I )、將農(nóng)作物秸桿進(jìn)行粉碎至粒度在100?200目的粉末，并在50°C?80°C的條件下干燥至恒重，即得所述農(nóng)作物秸桿粉，待用； (2)、將短切聚丙烯腈碳纖維加入質(zhì)量含量達(dá)98%以上的高氯酸溶液中，在超聲波振蕩和機(jī)械攪拌下，處理2?4h，然后用大量的去離子水清洗至中性，再將得到的碳纖維置于質(zhì)量含量在0.1%?1%的γ -氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的去離子水溶液中超聲分散2?4h，然后過濾，并將所得濾出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述碳纖維，待用； (3)、按重量配比稱取各組分，并加入轉(zhuǎn)速為60?120r/min的混料機(jī)中，包括步驟(I)得到的農(nóng)作物秸桿粉和步驟(2)得到的碳纖維，使一起混合30?60min，待混合均勻后出料； (4)、將步驟(3)得到的均勻混合物加入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠入到模具中，并且在牽引機(jī)的牽引下進(jìn)入水槽冷卻，控制雙螺桿擠出機(jī)的溫度為155 °C?220 °C，牽引機(jī)的牽引速度為6?9m/min，得到的型坯即為本發(fā)明的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材及其制備方法。本發(fā)明的一種高強(qiáng)阻燃的仿真木材，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：高密度聚乙烯25%～50%、線性低密度聚乙烯15%～20%、農(nóng)作物秸稈粉10%～15%、碳纖維8%～15%、阻燃劑6%～10%、抗靜電劑1%～3%、光穩(wěn)定劑0.5%～2%、色母粒0.5%～2%、乳化劑0.5%～1.5%、抗氧劑0.1%～0.5%、開口劑0.5%～1%，所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、雙酚A-雙（二苯基磷酸酯）、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一種。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明可替代木材應(yīng)用于建筑裝飾裝修及木材家具等領(lǐng)域，而且其生產(chǎn)工藝簡單，成本低，所得產(chǎn)品具有高強(qiáng)度、耐老化和阻燃性好等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C08L23-06, C08K7-06, C08L23-08, C08K9-02, C08K9-06, C08L97-02, C08K13-06
【公開號】CN104861247
【申請?zhí)枴緾N201410796460
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】王玉燕
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年12月22日