一種生物質(zhì)綠色代木板材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及綠色復(fù)合材料領(lǐng)域，它是一種以天然纖維為主體，通過改性劑與增溶 劑及其他的助劑的配合使天然纖維素與高分子樹脂相容相混相結(jié)合，主要的是加入少量橡 膠粉粒，使材料整個(gè)體系形成亞微相態(tài)的均勻海島結(jié)構(gòu)相圖，且交織成微網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的生物 質(zhì)代木綠色板材，有效地解決了以往類似材料的韌性差握釘力差的技術(shù)關(guān)鍵。制造成的代 木綠色板材尺寸穩(wěn)定、不易變形或翹曲，耐磨、耐腐蝕、可釘、可鋸、可鉚、可覆膜、耐水、防白 蟻，應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。 技術(shù)背景
[0002] 由于許多國(guó)家已禁令砍伐木材，由此導(dǎo)致了科研機(jī)構(gòu)及科研工作者加大了替代 木材新材料的研宄。目前此領(lǐng)域的研宄多為木粉、竹粉、秸桿類加一些助劑與高分子材料 混合形成，技術(shù)本身來(lái)源沒有長(zhǎng)期專業(yè)的縱深研宄，其本質(zhì)內(nèi)容和組成不變，故存在問題不 變。另外現(xiàn)有木塑產(chǎn)品由于沒有有效的解決植物纖維與高分子樹脂的真正結(jié)合，故材料柔 韌性不夠顯脆性，握釘力差。這是材料應(yīng)用的重大缺陷。本發(fā)明克服了 CN201410795338 一種利用短纖維制備的木塑復(fù)合材料及其制備方法發(fā)明專利中材料自身屬性缺失柔韌性 的特點(diǎn)，以及直接導(dǎo)致的影響實(shí)際應(yīng)用的效果。材料中加入橡膠粉粒的作用來(lái)改善代木 材料柔韌性的。這從根本上有效地解決了材料的柔韌性和握釘力的問題。本發(fā)明克服了 CN201410827746木塑復(fù)合材料及其制備方法發(fā)明專利中沒有特殊材料和技術(shù)改變，故也存 在材料特性決定的柔韌性差，握釘力差的通病，從基礎(chǔ)材料和形成的結(jié)構(gòu)上解決了類似代 木材料最難的關(guān)鍵韌性與握釘力問題。本發(fā)明克服了-申請(qǐng)?zhí)朇N201510130101提供一種 新型聚乙烯木塑復(fù)合材料的制備方法，發(fā)明專利中除了材料自身屬性缺失柔韌性的特點(diǎn)， 故本發(fā)明從根本上解決了材料的屬性，結(jié)構(gòu)的柔性，從而提高了握釘力及應(yīng)用的必要韌性。
[0003] 本發(fā)明加入橡膠微粒改變了體系的微觀結(jié)構(gòu)，形成海島結(jié)構(gòu)相圖并構(gòu)建了微網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)，從根本上有效地解決了材料的柔韌性和握釘力。提高了應(yīng)用價(jià)值，擴(kuò)大了它的應(yīng)用領(lǐng) 域，如建筑、家裝、庭院、賽場(chǎng)座椅、，市政建設(shè)中的街道花壇、長(zhǎng)椅、草坪甬道，公園涼亭、湖 面觀水臺(tái)等適用于室外園林景觀、家庭裝飾等領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明專利重在解決目前市面上所有的木塑類及代木類產(chǎn)品柔韌性差握釘力差 以及直接影響有效應(yīng)用的問題，體系加入橡膠粉粒，構(gòu)成剛?cè)峤Y(jié)合。并用技術(shù)方法將材料 體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，以柔性的橡膠粉粒為質(zhì)點(diǎn)，借助其自身所帶的活性基團(tuán)，與周圍材料形 成強(qiáng)大作用力，形成海島結(jié)構(gòu)，再通過體系所有材料助劑間的相互作用使體系形成微網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)，從根本上有效解決了材料發(fā)脆，柔韌性差握釘力差的關(guān)鍵難題，有效的提升了應(yīng)用價(jià) 值，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。制造出了尺寸穩(wěn)定、耐磨、耐腐蝕、挺中有韌，可釘、可鋸、可鉚、可覆 膜、耐水、防白蟻，壽命長(zhǎng)，應(yīng)用廣泛的一種生物質(zhì)綠色代木板材。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：所用的高分子樹脂聚乙烯（低密度聚乙烯、高密度聚乙烯， 可以是回收料）、橡膠粉粒、天然植物纖維為各種樹木纖維、木材加工的鋸末纖維，各種農(nóng)作 物秸桿纖維（如麥桿、棉桿、玉米桿、麻桿等），各種堅(jiān)果果殼纖維、竹纖維中的一種或多種 的組合，增溶劑為馬來(lái)酸酐改性的烯類樹脂，乙烯-醋酸乙烯共聚物，松香改性樹脂其中的 一種或2種組合；復(fù)合助劑為天然富電性礦粉、增韌劑EVA、潤(rùn)滑脫模劑為硬脂酸鋅、硬脂酸 鈣、聚乙烯蠟其中的一種或2種組合；防紫外線吸收劑為UV-9、防熱氧老化劑為抗氧劑1010 和防老劑2246、改性劑為硅烷偶聯(lián)劑，著色劑為氧化鐵紅氧化鐵黑、鈦白粉其中的一種或2 種組合；原料組分按質(zhì)量份數(shù)包括如下：
[0006] 高分子樹脂聚乙烯（低密度聚乙烯、高密度聚乙烯，可以是回收料）25-40
[0007] 橡膠粉粒2-6
[0008] 天然植物纖維的質(zhì)量份數(shù)為60-70
[0009] 增溶劑為馬來(lái)酸酐改性的烯類樹脂，松香改性樹脂其中的一種或2種組合質(zhì)量份 數(shù)為2-6
[0010] 復(fù)合助劑為天然富電性礦粉質(zhì)量份數(shù)為2-6 [0011] 增韌劑EVA質(zhì)量份數(shù)為2-6
[0012] 潤(rùn)滑脫模劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟其中的一種或2種組合，質(zhì)量份數(shù)為 2-6
[0013] 防紫外線劑為UV9質(zhì)量份數(shù)為0.5
[0014] 防熱氧老化劑為抗氧劑1010和防老劑2246質(zhì)量份數(shù)為1-2
[0015] 改性劑為硅烷偶聯(lián)劑，質(zhì)量份數(shù)為2-6
[0016] 著色劑為氧化鐵紅氧化鐵黑、鈦白粉其中的一種或2種組合質(zhì)量份數(shù)為2-5 ;
[0017] 橡膠粉粒組分如下；
[0018] 天然橡膠NR3#的質(zhì)量份數(shù)為100
[0019] 促進(jìn)劑M的質(zhì)量份數(shù)為2-3 [0020] 促進(jìn)劑DM的質(zhì)量份數(shù)為1-2
[0021] 氧化鋅的質(zhì)量份數(shù)為3-5
[0022] 硬脂酸的質(zhì)量份數(shù)為1-3
[0023] 硫磺的質(zhì)量份數(shù)為2-3
[0024] 防老劑2264的質(zhì)量份數(shù)為1-2
[0025] 沉淀法白炭黑的質(zhì)量份數(shù)為10-25
[0026] 碳酸鈣的質(zhì)量份數(shù)為55-100
[0027] 制造方法：包括如下步驟：
[0028] 1)橡膠粉粒制造方法
[0029] 橡膠粒子是用上述橡膠粉粒組分的材料經(jīng)過橡膠密煉機(jī)密煉，然后再經(jīng)過開煉機(jī) 下片，再用研磨機(jī)研磨成小于20目的橡膠粒子；
[0030] 2)用通道式連續(xù)干燥設(shè)備將原料干燥到水分小于1%，再用高速混料機(jī)將包括橡 膠粉粒所有原料混合均勻，再用高溫造粒機(jī)造粒形成可供擠出機(jī)用的原料粒子；再將原料 粒子加入到雙螺桿擠出機(jī)擠出板材，再經(jīng)過冷卻、裁斷制造成板材。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 原材料稱重：高分子樹脂聚乙烯（低密度聚乙烯、高密度聚乙烯，可以是回收 料）25公斤、橡膠粉粒2公斤、天然植物纖維的質(zhì)量份數(shù)為60公斤、馬來(lái)酸酐改性的烯類樹 脂質(zhì)量份數(shù)為2公斤、復(fù)合助劑為天然富電性礦粉質(zhì)量份數(shù)為2公斤、增韌劑EVA質(zhì)量份 數(shù)為2公斤、硬脂酸鋅質(zhì)量份數(shù)為2公斤、防紫外線劑為UV9質(zhì)量份數(shù)為0. 5公斤、抗氧劑 1010質(zhì)量份數(shù)為1公斤、改性劑為硅烷偶聯(lián)劑質(zhì)量份數(shù)為2公斤、著色劑為氧化鐵紅質(zhì)量份 數(shù)為2公斤。
[0033] 橡膠粉粒制造方法
[0034] 首先配料，配方為天然橡膠NR3#的質(zhì)量份數(shù)為100公斤、促進(jìn)劑M的質(zhì)量份數(shù)為 2公斤、促進(jìn)劑DM的質(zhì)量份數(shù)為1公斤、氧化鋅的質(zhì)量份數(shù)為3公斤、硬脂酸的質(zhì)量份數(shù)為 1公斤、硫磺的質(zhì)量份數(shù)為2公斤、防老劑2264的質(zhì)量份數(shù)為1公斤、沉淀法白炭黑的質(zhì)量 份數(shù)為10公斤、碳酸鈣的質(zhì)量份數(shù)為55公斤。用190型橡膠密煉機(jī)密煉上述除硫磺配方 原料，密煉時(shí)間7分鐘，控制密煉室溫度100-1KTC，排膠；用上述混煉膠34. 6公斤加到開 煉機(jī)，控制開煉機(jī)輥筒溫度70-80°C，加入0, 4公斤硫磺后開煉8分鐘，下片厚度2毫米；然 后用研磨機(jī)研磨成小于20目的橡膠粒子。
[0035] 先將天然植物纖維的質(zhì)量份數(shù)為60公斤加入通道式連續(xù)干燥設(shè)備中，控制通道 式連續(xù)干燥設(shè)備溫度在l〇〇-l〇5°C，時(shí)間10-12分鐘，檢測(cè)原料干燥到水分小于1 %，再用高 速混料機(jī)將包括橡膠粉粒所有原料混合均勻，高速混料機(jī)內(nèi)所有原料在混料時(shí)溫度控制在 90-105°C，時(shí)間25分鐘；再用高溫造粒機(jī)將高速混料機(jī)內(nèi)所有原料造粒，控制高溫造粒機(jī) 內(nèi)溫度在120-125°C，時(shí)間30分鐘后將形成可供雙螺桿擠出機(jī)用的原料粒子；再將原料粒 子加入到雙螺桿擠出機(jī)擠出板材，雙螺桿擠出機(jī)7個(gè)溫控區(qū)溫度分別為50°C、60°C、8(rC、 90°C、110°C、120°C、130°C、雙螺桿擠出機(jī)機(jī)頭溫度為140°C、雙螺桿擠出機(jī)擠出板材再經(jīng)過 冷卻、冷卻水入口溫度23°C以下，控制冷卻水流量0. 6立方米/分鐘；雙螺桿擠出機(jī)擠出板 材速度為〇. 9-1. 1米/分鐘；待雙螺桿擠出機(jī)擠出板材長(zhǎng)度6米裁斷；檢驗(yàn)、包裝，制造成新 型生物質(zhì)綠色代木板材。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 原材料稱重：高分子樹脂聚乙烯（低密度聚乙烯、高密度聚乙烯，可以是回收 料）25公斤、橡膠粉粒4公斤、天然植物纖維的質(zhì)量份數(shù)為60公斤、乙烯-醋酸乙烯共聚物 質(zhì)量份數(shù)為2公斤、復(fù)合助劑為天然富電性礦粉質(zhì)量份數(shù)為2公斤、增韌劑EVA質(zhì)量份數(shù)為 2公斤、硬脂酸鈣和聚乙烯蠟其中的一種或2種組合質(zhì)量份數(shù)為2公斤、防紫外線劑為UV9 質(zhì)量份數(shù)為〇. 5公斤、抗氧劑1010質(zhì)量份數(shù)為1公斤、改性劑為硅烷偶聯(lián)劑質(zhì)量份數(shù)為2 公斤、著色劑為氧化鐵紅質(zhì)量份數(shù)為2公斤。
[0038] 先將天然植物纖維的質(zhì)量份數(shù)為60公斤加入通道式連續(xù)干燥設(shè)備中，控制通道 式連續(xù)干燥設(shè)備溫度在l〇〇-l〇5°C，時(shí)間10-12分鐘，檢測(cè)原料干燥到水分小于1 %，再用高 速混料機(jī)將包括橡膠粉粒所有原料混合均勻，高速混料機(jī)內(nèi)所有原料在混料時(shí)溫度控制在 90-105°C，時(shí)間25分鐘；再用高溫造粒機(jī)將高速混料機(jī)內(nèi)所有原料造粒，控制高溫造粒機(jī) 內(nèi)溫度在115-120°C，時(shí)間30分鐘后將形成可供雙螺桿擠出機(jī)用的原料粒子；再將原料粒 子加入到雙螺桿擠出機(jī)擠出板材，雙螺桿擠出機(jī)7個(gè)溫控區(qū)溫度分別為50°C、60°C、8(rC、 90°C、110°C、120°C、130°C、雙螺桿擠出機(jī)機(jī)頭溫度為140°C、雙螺桿擠出機(jī)擠出板材再經(jīng)過 冷卻、冷卻水入口溫度23°C以下，控制冷卻水流量0. 6立方米/分鐘；雙螺桿擠出機(jī)擠出板 材速度為〇. 9-1. 1米/分鐘；待雙螺桿擠出機(jī)擠出板材長(zhǎng)度6米裁斷；檢驗(yàn)、包裝，制造成新 型生物質(zhì)綠色代木板材。
[0039] 實(shí)施例3
[0040] 原材料稱重：高分子樹脂聚乙烯（低密度聚乙烯、高密度聚乙烯，可以是回收 料）25公斤、橡膠粉粒6公斤、天然植物纖維的質(zhì)量份數(shù)為60公斤、松香改性樹脂質(zhì)量份數(shù) 為2公斤、復(fù)合助劑為天然富電性礦粉質(zhì)量份數(shù)為2公斤、增韌劑EVA質(zhì)量份數(shù)為2公斤、硬 脂酸鋅質(zhì)量份數(shù)為2公斤、防紫外線劑為UV9質(zhì)量份數(shù)為0. 5公斤、抗氧劑1010質(zhì)量份數(shù) 為1公斤、改性劑為硅烷偶聯(lián)劑質(zhì)量份數(shù)為2公斤、著色劑為氧化鐵紅質(zhì)量份數(shù)為2公斤。
[0041] 先將天然植物纖維的質(zhì)量份數(shù)為60公斤加入通道式連續(xù)干燥設(shè)備中，控制通道 式連續(xù)干燥設(shè)備溫度在l〇〇-l〇5°C，時(shí)間10-12分鐘，檢測(cè)原料干燥到水分小于1 %，再用高 速混料機(jī)將包括橡膠粉粒所有原料混合均勻，高速混料機(jī)內(nèi)所有原料在混料時(shí)溫度控制在 90-105°C，時(shí)間25分鐘；再用高溫造粒機(jī)將高速混