一种枝丫材矿质塑合材料、其制备方法及其应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510639619.1

申请日:

2015.09.30

公开号:

CN105237904A

公开日:

2016.01.13

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):C08L 27/06申请日:20150930|||公开

IPC分类号:

C08L27/06; C08L97/02; C08K3/26; E04C2/26; E04C2/30

主分类号:

C08L27/06

申请人:

吉林省林业科学研究院; 长春市鸿缘木业科技有限公司

发明人:

马立军; 宋志磊; 张秀华; 魏松艳; 孙伟; 付晓霞; 沈佳龙

地址:

130000吉林省长春市经开区临河街3528号

优先权:

专利代理机构:

北京集佳知识产权代理有限公司11227

代理人:

赵青朵

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内容摘要

本发明提供了一种枝丫材矿质塑合材料、其制备方法及其应用,该材料包括基料和枝丫材粉;所述基料包括聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙;所述聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的质量比为1:2.5~3.5;所述枝丫材粉占所述基料的质量分数为5%~16%。本发明提供的枝丫材矿质塑合材料在上述组分的配伍下具有较高的尺寸稳定性和导热性。另外,该材料具有较好的耐水性、良好的强度、甲醛释放量较低。实验结果表明:该枝丫材矿质塑合材料的导热系数为12~20W/(m·℃);静曲强度为30~45MPa;弹性模量为5500~8000MPa;甲醛释放量为0.1~0.4mg/L。

权利要求书

1.  一种枝丫材矿质塑合材料,包括基料和枝丫材粉;
所述基料包括聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙,所述聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的质量比为1:2.5~3.5;
所述枝丫材粉占所述基料的质量分数为5%~16%。

2.
  根据权利要求1所述的枝丫材矿质塑合材料,其特征在于,所述枝丫材粉的粒径为60目~120目。

3.
  根据权利要求1所述的枝丫材矿质塑合材料,其特征在于,所述枝丫材粉的含水率小于等于5%。

4.
  根据权利要求1所述的枝丫材矿质塑合材料,其特征在于,所述聚氯乙烯树脂的牌号包括SG-4、SG-5和SG-8中的一种或多种。

5.
  根据权利要求1所述的枝丫材矿质塑合材料,其特征在于,所述枝丫材矿质塑合材料还包括粒径为10nm~100nm的重质碳酸钙;
所述粒径为10nm~100nm的重质碳酸钙占基料的质量分数为0.2%~0.6%。

6.
  根据权利要求5所述的枝丫材矿质塑合材料,其特征在于,所述枝丫材矿质塑合材料还包括助剂;
所述助剂占所述基料的质量分数为10%~15%。

7.
  根据权利要求6所述的枝丫材矿质塑合材料,其特征在于,所述助剂包括热稳定剂、乙烯增塑增韧剂、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种或多种。

8.
  一种权利要求1~7任意一项所述枝丫材矿质塑合材料的制备方法,包括以下步骤:
将枝丫材粉、聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙混炼,挤出,得到枝丫材矿质塑合材料。

9.
  一种权利要求1~7任意一项所述枝丫材矿质塑合材料或权利要求8任意一项所述制备方法制备的枝丫材矿质塑合材料在制备中空墙体板中的应用。

10.
  根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述中空墙体板包括中空墙体板本体,所述中空墙体板本体内部设有若干个第一中空结构;
及在所述中空墙体板本体的相对的两个侧面一侧上设有限位凹槽,另一侧上设有与所述限位凹槽适配的限位凸起,所述限位凸起包括第一限位部及 两端分别与所述中空墙体板本体和所述第一限位部连通的第二限位部,所述第二限位部内部设有若干个第二中空结构。

说明书

一种枝丫材矿质塑合材料、其制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及木塑复合材料技术领域,尤其涉及一种枝丫材矿质塑合材料、其制备方法及其应用。
背景技术
木塑复合材料是采用塑料(如聚丙烯PP、聚乙烯PE、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚氯乙烯PVC等)与天然改性植物纤维,包括锯木、木材、糠壳、花生壳、稻杆等原料,经挤出、注塑、压制等成型方法制成的复合材料。木塑复合材料的应用领域主要包括园林景观、家具、装饰、地板、包装、托盘、火车枕木、汽车内装饰等。据报道,预计我国今后十年,木塑复合材料产品将以15%的增长率发展,中国木塑复合材料及其制品最终达到并形成年产1000万吨的一个庞大的新型工业体系。
木塑复合材料的研制和广泛应用有助于减缓塑料废弃物的公害污染;木塑复合材料的生产和使用不会向周围环境散发危害人类健康的挥发物,材料本身还可以回收进行二次利用,是一种绿色环保复合材料。
现有技术中,木塑复合材料包括秸秆-PVC复合材料、马来酸酐改性的蔗渣/聚氯乙烯复合材料、甲基丙烯酸甲酯接枝改性的木粉与PVC树脂的复合材料和铝酸酯偶联剂改性的木粉与PVC树脂的复合材料等。但是,这些木塑复合材料的尺寸稳定性和导热性均较差。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种枝丫材矿质塑合材料、其制备方法及其应用,本发明提供的枝丫材矿质塑合材料具有较高的尺寸稳定性和导热性。
本发明提供了一种枝丫材矿质塑合材料,包括基料和枝丫材粉;
所述基料包括聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙;
所述聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的质量比为1:2.5~3.5;
所述枝丫材粉占所述基料的质量分数为5%~16%。
优选地,所述枝丫材粉的粒径为60目~120目。
优选地,所述枝丫材粉的含水率小于等于5%。
优选地,所述聚氯乙烯树脂的牌号包括SG-4、SG-5和SG-8中的一种或多种。
优选地,所述枝丫材矿质塑合材料还包括粒径为10nm~100nm的重质碳酸钙;
所述粒径为10nm~100nm的轻质碳酸钙占基料的质量分数为0.2%~0.6%。
优选地,所述枝丫材矿质塑合材料还包括助剂;
所述助剂占所述基料的质量分数为10%~15%。
优选地,所述助剂包括热稳定剂、乙烯增塑增韧剂、硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种或多种。
本发明提供了一种上述技术方案所述枝丫材矿质塑合材料的制备方法,包括以下步骤:
将枝丫材粉、聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙混炼,挤出,得到枝丫材矿质塑合材料。
本发明提供了一种上述技术方案所述枝丫材矿质塑合材料或上述技术方案所述制备方法制备的枝丫材矿质塑合材料在制备中空墙体板中的应用。
优选地,所述中空墙体板包括中空墙体板本体,所述中空墙体板本体内部设有若干个第一中空结构;
及在所述中空墙体板本体的相对的两个侧面一侧上设有限位凹槽,另一侧上设有与所述限位凹槽适配的限位凸起,所述限位凸起包括第一限位部及两端分别与所述中空墙体板本体和所述第一限位部连通的第二限位部,所述第二限位部内部设有若干个第二中空结构。
本发明提供了一种枝丫材矿质塑合材料,包括基料和枝丫材粉;所述基料包括聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙;所述聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的质量比为1:2.5~3.5;所述枝丫材粉占所述基料的质量分数为5%~16%。本发明提供的枝丫材矿质塑合材料在上述组分的配伍下具有较高的尺寸稳定性和导热性。另外,该枝丫材矿质塑合材料具有较好的耐水性、良好的强度、甲醛释放量较低。实验结果表明:本发明提供的枝丫材矿质塑合材料的尺寸稳定性为0.03~0.08mm;导热系数为12~20W/(m·℃);静曲强度为30~45MPa;弹性模量为5500~8000MPa;甲醛 释放量为0.1~0.4mg/L;24h吸水膨胀率为0.3~0.6%。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种中空墙体板的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种中空墙体板的结构示意图;
图3为本发明实施例1制备的枝丫材矿质塑合材料的扫描电镜图;
图4为枝丫材粉和本发明实施例1制备的枝丫材矿质塑合材料的红外光谱图;
图5为本发明实施例2~3制备的枝丫材矿质塑合材料的红外光谱图;
图6为本发明实施例2制备的枝丫材矿质塑合材料放大200倍的扫描电镜图;
图7为本发明实施例2制备的枝丫材矿质塑合材料放大1000倍的扫描电镜图。
具体实施方式
本发明提供了一种枝丫材矿质塑合材料,包括基料和枝丫材粉;
所述基料包括聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙;
所述聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的质量比为1:2.5~3.5;
所述枝丫材粉占所述基料的质量百分数为5%~16%。
在本发明中,所述枝丫材矿质塑合材料包括基料;所述基料包括聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙。在本发明中,所述聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的质量比为1:2.5~3.5,优选为2.9~3.1:1,更优选为3:1。在本发明中,所述聚氯乙烯树脂的牌号优选包括SG-4、SG-5和SG-8中的一种或多种。本发明对所述聚氯乙烯树脂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的聚氯乙烯树脂即可,如可以采用其市售商品;在本发明的具体实施例中,所述聚氯乙烯树脂购买于齐鲁石化。本发明对所述粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙即可,如可以采用其市售商品;在本发明的具体实施例中,所述粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙购买于长春市诚宇模具有限公司。在本发明中,所述轻质碳酸钙的沉降体积优选为2.4~2.8mL/g;所述重质碳酸钙的沉降体积优选为1.1~1.4mL/g。
在本发明中,所述枝丫材矿质塑合材料包括枝丫材粉。在本发明中,所述枝丫材粉占所述基料的质量分数为5%~16%,优选为8%~14%,更优选为9%~12%。在本发明中,所述枝丫材粉的粒径优选为60目~120目;在本发明的某些实施例中,所述枝丫材粉的粒径为60目~100目。在本发明中,所述枝丫材粉的含水量优选小于等于5%,更优选小于等于4%。本发明对所述枝丫材粉的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的枝丫材粉即可,如可以采用其市售商品;在本发明具体实施例中,所述枝丫材粉购买于长春市鸿缘木业科技有限公司。在本发明的实施例中,所述枝丫材粉优选经过机械加工后过筛得到。本发明采用的枝丫材粉能增加制得的产品尺寸稳定性,减轻产品重量;同时使制得的产品导热性提高而蓄热能力加强。
在本发明中,所述枝丫材矿质塑合材料优选还包括粒径为10nm~100nm的重质碳酸钙。在本发明中,所述粒径为10nm~100nm的重质碳酸钙占基料的质量分数为0.2%~0.6%,优选为0.3%~0.5%。本发明采用纳米级的重质碳酸钙(比表面积大)的表面效应改善填充的枝丫材粉、轻质碳酸钙与PVC树脂的聚合力。
在本发明中,所述枝丫材矿质塑合材料优选还包括助剂。在本发明中,所述助剂优选包括热稳定剂、乙烯增塑增韧剂、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种或多种。在本发明中,所述助剂占所述基料的质量分数优选为10%~15%。在本发明中,所述热稳定剂优选包括有机钙液体稳定剂和/或PVC钙锌复合稳定剂;所述乙烯增塑增韧剂优选为氯化聚乙烯增塑增韧剂。本发明对所述助剂的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的上述助剂即可,如可以采用其市售商品;在本发明的具体实施例中,所述助剂购买于衡水精信塑料助剂有限公司。在本发明中,所述硬脂酸使得塑合材料具有很好的润滑性和较好的热稳定作用;所述聚乙烯蜡作为塑合材料的分散剂、润滑剂和光亮剂,能够增强制品的塑化程度,提高制品的韧性和表面光滑度。在本发明中,所述助剂占所述基料的质量分数优选为10%~15%。所述热稳定剂、乙烯增塑增韧剂、硬脂酸和聚乙烯蜡的质量比优选为(3.5~4.5):(3.5~4.5):(0.8~1.2):(0.8~1.2),更优选为4:4:1:1。
本发明提供了一种上述技术方案所述枝丫材矿质塑合材料的制备方法,包括以下步骤:
将枝丫材粉、聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙混炼,挤出,得到枝丫材矿质塑合材料。
在本发明中,所述枝丫材粉、聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的用量和来源与上述技术方案所述枝丫材粉、聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的用量和来源一致,在此不再赘述。在本发明中,所述枝丫材粉在使用前优选在90℃~110℃下干燥2小时~3小时,使得枝丫材粉中的水分、低分子有机物及其分解组分挥发,以提高其热稳定性,满足使用要求。
本发明优选在高速混合机中将枝丫材粉、聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙进行混炼。在本发明中,所述混炼的温度优选为110℃~130℃,更优选为115℃~125℃;所述混炼的时间优选为5min~10min,更优选为6min~8min。
将混炼得到的混炼产物挤出,得到枝丫材矿质塑合材料。本发明优选采用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机进行挤出。在本发明中,所述挤出的温度优选为130℃~180℃。本发明通过调节挤出机的模头温度与挤出速度来控制机头压力,所述挤出的压力优选为20MPa~30MPa。本发明根据要求挤出不同形状的枝丫材矿质塑合材料。
本发明优选将挤出的成型的枝丫材矿质塑合材料在室温下放置进行冷却常温。
本发明还提供了一种上述技术方案所述枝丫材矿质塑合材料或上述技术方案所述制备方法制备的枝丫材矿质塑合材料在制备中空墙体板中的应用。
本发明采用模具制备成所需形状的中空墙体板。本发明优选将提供的枝丫材矿质塑合材料制成中空墙体板,所述中空墙体板包括中空墙体板本体,所述中空墙体板本体内部设有若干个第一中空结构;
及在所述中空墙体板本体的相对的两个侧面一侧上设有限位凹槽,另一侧上设有与所述限位凹槽适配的限位凸起,所述限位凸起包括第一限位部及两端分别与所述中空墙体板本体和所述第一限位部连通的第二限位部,所述第二限位部内部设有若干个第二中空结构。在本申请中,所述上述结构的中空墙体板具有优异的力学强度;节约原料,降低板材重量,降低成本。另外,中空墙体板的蓄热性较高;还具有降噪音的效果。
在本申请的某些实施例中,中空墙体板的一种结构示意图参见图1,图1为本申请实施例提供的一种中空墙体板的结构示意图:其中,1为限位凹槽,2为第一中空结构,3为锯齿槽,4为中空墙体板本体,5为第二中空结构,6为第二限位部,7为第一限位部。
在本申请的某些实施例中,中空墙体板的另一种结构示意图参见图2,图2为本申请实施例提供的另一种中空墙体板的结构示意图:其中,1为限位凹槽,2为第一中空结构,3为锯齿槽,4为中空墙体板本体,5为第二中空结构,6为第二限位部,7为第一限位部。
在本申请中,所述中空墙体板包括中空墙体板本体4,所述中空墙体板本体内部设有若干个第一中空结构2。在本申请中,垂直于设有限位凹槽的中空墙体板本体侧面的一个方向,沿所述中空墙体板本体4的长度方向,所述中空墙体板本体4的一表面优选为平行面;所述中空墙体板本体4的另一表面优选为锯齿槽;在本申请实施例中,所述锯齿槽均匀地设置于中空墙体版本体的另一表面。在本申请中,平行于设有限位凹槽的中空墙体板本体侧面的方向,所述锯齿槽的深度与所述中空墙体板的厚度比为1.0~2.0:10。
在本申请中,所述第一中空结构2的表面优选为平面,所述第一中空结构具体为长方体形;垂直于设有限位凹槽的中空墙体板本体侧面的一个方向,所述中空墙体板与所述第一中空结构的宽度比为(380~420):(6~10)。平行于设有限位凹槽的中空墙体板本体侧面的方向,所述第一中空结构的高度和中空墙体版的厚度比为4~6:10。在本申请的具体实施例中,所述第一中空结构表面的宽度为6~10mm,高度为4~5mm。
在本申请中,所述中空墙体板包括在所述中空墙体板本体的相对的两个侧面一侧上设有限位凹槽1,另一侧上设有与所述限位凹槽适配的限位凸起。
在本申请中,所述限位凸起包括第一限位部7及两端分别与所述中空墙体板本体4和所述第一限位部7连通的第二限位部6,所述第二限位部6内部设有若干个第二中空结构5。在本申请中,所述第二限位部6内部优选设置一个第二中空结构。在本申请中,所述中空墙体板本体和第二限位部的宽度方向的一表面齐平,所述第一限位部和第二限位部的宽度方向的另一表面齐平;且平行于设有限位凹槽的中空墙体板本体侧面的方向,所述第一限位部的厚度小于第二限位部的厚度,所述第二限位部的厚度小于中空墙体板本体的厚 度。
在本申请的一个实施例中,所述第一限位部7和第二限位部6整体呈阶梯形,限位凸起套接在所述限位凹槽内,以设置有锯齿槽的一面为中空墙体板的下表面方向,所述第一限位部7的下表面和第二限位部6的下表面齐平;所述第二限位部6的上表面和中空墙体板本体的上表面齐平,且所述第二限位部6的厚度小于第一限位部7的厚度,如图1中所示,所述中空墙体板和第一限位部7的宽度比为380~420:2.5~4;在本申请中,平行于设有限位凹槽的中空墙体板本体侧面的方向,所述第一限位部7与所述中空墙体版的高度比为2.5~3.5:10;
在本申请的另一个实施例中,所述第一限位部7和第二限位部6整体呈阶梯形,限位凸起套接在所述限位凹槽内,以设置有锯齿槽的一面为中空墙体板的下表面方向,所述第二限位部6的上表面和中空墙体板本体的上表面齐平,所述第一限位部的上表面和第二限位部的上表面不齐平,所述第一限位部7的下表面和第二限位部6的下表面不齐平,如图2中所示,所述中空墙体板和第一限位部7的宽度比为380~420:2.5~4。在本申请中,平行于设有限位凹槽的中空墙体板本体侧面的方向,所述第一限位部7与所述中空墙体版的高度比为2.5~3.5:10。在本申请中,所述第二中空结构5的表面为平面;所述第二中空结构5优选为长方体形;在本申请中,垂直于设有限位凹槽的中空墙体板本体侧面的一个方向,所述中空墙体板的宽度与所述第二中空结构的宽度比为(380~420):(3~5);平行于设有限位凹槽的中空墙体板本体侧面的方向,所述第二中空结构的高度和中空墙体板的厚度比为1.5~2.5:10。在本申请的具体实施例中,以设置有锯齿槽的一面为中空墙体板的下表面方向,所述第二中空结构5上表面的宽度为3~5mm,高度为2~3mm。在本申请实施例中,所述第二中空结构5的上表面与所述第一中空结构2的上表面优选在同一水平面上;所述第二中空结构5和第一中空结构2的相邻面为平行面。本申请提供的中空墙体板设置第一中空结构2和第二中空结构5,它们的设置能够增加中空墙体板的导热性,提高中空墙体板的蓄热性;节约原料,降低板材重量,还具有降噪音的效果;所述第一中空结构、第二中空结构并列布置,使得中空墙体板具有较高的力学强度。
在本申请中,所述限位凸起和限位凹槽连接若干个中空墙体板;限位凹 槽和限位凸起的设置使得中空墙体板安装便捷。
在本申请中,所述中空墙体版的下表面优选设置为锯齿槽3。在本申请中,平行于设有限位凹槽的中空墙体板本体侧面的方向,所述锯齿槽3的深度与所述中空墙体板的厚度比可以为1.0~2.0:10。在本申请中,所述锯齿槽能够增大摩擦,容易与胶黏剂胶结。
本发明对枝丫材矿质塑合材料的导热性能进行测试,通过导热系数来表征导热性能。导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,℃),在1小时内,通过1平方米面积传递的热量,单位为W/(m·℃)。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。控制一定变量后,通过导热性能的测试,可以知道材料内部空隙结构的疏密程度。
测试结果表明:本发明提供的枝丫材矿质塑合材料具有较高的导热系数,导热性能好,蓄热持久。
本发明参照国家标准GB_18580-2001《建筑装饰用塑木复合墙板》测定枝丫材矿质塑合材料的理化参数:静曲强度和弹性模量进行测试。本发明采用2KN力学试验机进行测试。
本发明对提供的枝丫材矿质塑合材料进行吸水性能测试,测试过程为:在恒温水浴中放入复合材料试样样条,水浴内水温保证在25±2℃。水的深度确保试样完全浸泡并高出试件顶端30mm。测量未浸泡前试样的质量(W1)和厚(h1),每浸泡24小时后,定时取出,对试样进行测试。测试的内容包括用千分尺测量样条的厚度(h2),用电子分析天平称量样条吸水后的质量(W2),并计算试样吸水后的体积(Vh)。测试前要用滤纸迅速擦去表面残留水分,以确保试验的准确性。
吸水率厚度膨胀率按公式1计算:
(h2-h1)h1×100%]]>公式1。
本发明提供了一种枝丫材矿质塑合材料,包括基料和枝丫材粉;所述基料包括聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙;所述聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的质量比为1:2.5~3.5;所述枝丫材 粉占所述基料的质量分数为5%~16%。本发明提供的枝丫材矿质塑合材料在上述组分的配伍下具有较高的尺寸稳定性和导热性。另外,该枝丫材矿质塑合材料具有较好的耐水性、良好的强度、较低的甲醛释放量。实验结果表明:本发明提供的枝丫材矿质塑合材料的尺寸稳定性为0.03~0.08mm;导热系数为12~20W/(m·℃);静曲强度为30~45MPa;弹性模量为5500~8000MPa;甲醛释放量为0.1~0.4mg/L;24h吸水膨胀率为0.3%~0.6%。
本发明提供的枝丫材矿质塑合材料不仅可用于墙体板基材饰面生产,而且也可用于室内装修用地板、扣板、家具板、橱柜板、装饰线条等,是可回收环保材料;还可以用作户外建筑装饰材料,如城镇园区绿化建设用的板材型材等。经过生产实践证明,枝丫材矿质塑合材料技术用于墙体板基材装饰生产是可行的,具有显著的社会效益与经济效益。
本发明提供的枝丫材矿质塑合材料的制作成本相对较低,性能稳定,环保,使用寿命长;该枝丫材塑合材料具有耐水、环保、抗腐、抗菌;阻燃、电阻大、防静电、不变形等优点;还具有可锯、可刨,易装饰、易拆卸、易保养等特点。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种枝丫材矿质塑合材料、其制备方法及其应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将2.4kg粒径为60~100目的枝丫材粉在100℃下干燥3小时,含水率控制在5%左右;
将处理好的枝丫材粉与12kgPVCSG-8树脂、36kg的200~1800目轻质碳酸钙(CaCO3)、PVC钙锌复合稳定剂2.2kg、粒径为10~100nm的重质碳酸钙(CaCO3)0.24kg、硬脂酸0.6kg、聚乙烯蜡0.6kg、氯化聚乙烯增塑增韧剂2.4kg在高速混合机中混合6分钟并在120℃下出料,备用;
将上述混合好的物料在双螺杆挤出机中在160℃下挤出成型,通过调节模头温度与挤出速度来控制机头压力,压力为20~30MPa;
将挤出成型的枝丫材矿质塑合材料在室温下放置进行冷却,待材料冷却至常温时,再通过切断机切割成规定尺寸,将成型的墙体板基材通过表面砂光机砂光底面和表面,再将墙体板的周边开榫槽;得到枝丫材矿塑中空墙体 板,得到的中空墙体板的长为600mm,宽为400mm,厚度为10mm;第一中空结构的表面的宽度为8mm,高度为4mm;第二中空结构的表面宽度为4mm,高度为2mm;所述锯齿槽的开口端的深度为1mm;第一限位部的长为600mm,宽为4mm,厚度为3mm;限位凹槽的长为600mm,宽为4mm,厚度为3mm。
本发明对制得的枝丫材矿质塑合材料进行扫描电镜分析,电镜图如图3所示,图3为本发明实施例1制备的枝丫材矿质塑合材料的扫描电镜图。由图3可以看出:枝丫材粉颗粒与PVC树脂之间相容较好。
本发明对制得的枝丫材矿质塑合材料进行红外光谱测试,见图4,图4为枝丫材粉和本发明实施例1制备的枝丫材矿质塑合材料的红外光谱图,其中曲线W为枝丫材粉的红外光谱图,曲线MPC未加入木粉的矿质塑合材料红外光谱图,曲线WMPC5为实施例1加入5%枝丫材粉制备的矿质塑合材料的红外光谱图。由图4可以看出:在1394cm-1和711.52cm-1吸收峰处,吸收峰吸收强度增加,吸收峰宽度变宽,是由于当枝丫材粉作加入到矿质塑合材料中,在高温挤出过程中与其他极性基团产生氢键作用,导致吸收峰吸收强度增加。
本发明按照上述技术方案所述导热性能的测试技术方案对本实施例1制备的枝丫材矿质塑合材料进行导热系数的测试,测试结果为:本发明实施例1制备的枝丫材矿质塑合材料的导热系数为15.2W/(m·℃)。
本发明按照上述技术方案所述测试方法对制得的枝丫材矿质塑合材料的力学性能进行测试,结果见表1,表1为实施例1~3制得的枝丫材矿质塑合材料的力学性能测试结果:
表1实施例1~3制得的枝丫材矿质塑合材料的力学性能测试结果

实施例静曲强度/MPa弹性模量/MPa尺寸稳定性/mm实施例14559500.03实施例24167250.04实施例33962330.06

测试结果表明:本发明制备的枝丫材矿质塑合材用于地板基材装饰其产品质量均超过国家标准建筑装饰用塑木复合墙板QB/T2630-2010测定静曲强度(静曲强度≥24MPa)和抗弯弹性模量(≥2300MPa)等性能指标。
本发明根据上述技术方案所述测试方法对制备的枝丫材矿质塑合材料进行甲醛释放量和吸湿性能的测试,测试结果见表2,表2为实施例1~3制备的 枝丫材矿质塑合材料的甲醛释放量和吸湿性能测试结果:
表2实施例1~3制备的枝丫材矿质塑合材料的甲醛释放量和吸湿性能测试结果

测试结果表明:枝丫材矿质塑合材料的吸水膨胀率都很小,甲醛释放量达到国际E0(E0≤0.5mg/L)级标准,具有环保性能,大大改善工人的劳动环境。
实施例2
将4.8kg粒径为80~100目枝丫材粉在100℃下干燥3小时,含水率控制在4%左右;
将处理好的枝丫材粉与12kgPVCSG-5PVC树脂、36kg的200~1800目轻质碳酸钙(CaCO3)、PVC钙锌复合稳定剂2.2kg、粒径为30~80nm的重质碳酸钙(CaCO3)0.24kg、硬脂酸0.6kg、聚乙烯蜡0.6kg、氯化聚乙烯增塑增韧剂2.4kg在高速混合机中混合6分钟并在120℃下出料,备用;
将上述混合好的物料在双螺杆挤出机中在145℃下挤出成型,通过调节模头温度与挤出速度来控制机头压力,压力为20~25MPa;
将挤出成型的枝丫材矿质塑合材料在室温下放置进行冷却,待材料冷却至常温时,再通过切断机切割成规定尺寸,将成型的墙体板基材通过表面砂光机砂光底面和表面,再将墙体板的周边开榫槽;得到枝丫材矿塑中空墙体板,得到的中空墙体板的长为600mm,宽为400mm,厚度为10mm;第一中空结构的表面的宽度为6mm,高度为4mm;第二中空结构的表面宽度为5mm,高度为2mm;所述锯齿槽的开口端的深度为2mm;第一限位部的长为600mm,宽为4mm,厚度为3mm;限位凹槽的长为600mm,宽为4mm,厚度为3mm。
本发明对制得的枝丫材矿质塑合材料进行红外光谱测试,见图5,图5为本发明实施例2~3制备的枝丫材矿质塑合材料的红外光谱图,其中,曲线WMPC5为实施例1加入5%枝丫材粉制备的矿质塑合材料的红外光谱图;曲线WMPC10为实施例2加入10%枝丫材粉制备的矿质塑合材料的红外光谱图。由图5可以看出:在1395.05cm-1和711.53cm-1吸收峰处,吸收峰吸收强 度增加,吸收峰宽度变宽,是由于当枝丫材粉作加入到矿质塑合材料中,在高温挤出过程中与其它极性基团产生氢键作用,导致吸收峰吸收强度增加。
本发明对制得的枝丫材矿质塑合材料进行扫描电镜分析,电镜图如图6和图7所示,图6为本发明实施例2制备的枝丫材矿质塑合材料放大200倍的扫描电镜图;图7为本发明实施例2制备的枝丫材矿质塑合材料放大1000倍的扫描电镜图。由图6和图7可以看出:枝丫材粉颗粒与PVC树脂之间相容较好。
本发明按照上述技术方案所述导热性能的测试技术方案对本实施例2制备的枝丫材矿质塑合材料进行导热系数的测试,测试结果为:本发明实施例2制备的枝丫材矿质塑合材料的导热系数为17.3W/(m·℃)。
本发明按照上述技术方案所述测试方法对制得的枝丫材矿质塑合材料的力学性能进行测试,结果见表1。
测试结果表明:本发明制备的枝丫材矿质塑合材用于地板基材装饰其产品质量均超过国家标准建筑装饰用塑木复合墙板QB/T2630-2010测定静曲强度(静曲强度≥24MPa)和抗弯弹性模量(≥2300MPa)等性能指标。
本发明根据上述技术方案所述测试方法对制备的枝丫材矿质塑合材料进行甲醛释放量和吸湿性能的测试,测试结果见表2。测试结果表明:枝丫材矿质塑合材料的吸水膨胀率都很小,甲醛释放量达到国际E0(E0≤0.5mg/L)级标准,具有环保性能,大大改善工人的劳动环境。
实施例3
将7.2kg粒径为60目~100目的枝丫材粉在105℃下干燥2.5小时,含水量控制在5%左右;
将处理好的枝丫材粉与12kgPVCSG-4PVC树脂、36kg的200~1800目轻质碳酸钙(CaCO3)、PVC钙锌复合稳定剂2.2kg、粒径为30~80nm的重质碳酸钙(CaCO3)0.24kg、硬脂酸0.6kg、聚乙烯蜡0.6kg、氯化聚乙烯增塑增韧剂2.4kg在高速混合机中混合8分钟并在115℃下出料,备用;
将上述混合好的物料在双螺杆挤出机中在130℃下挤出成型,通过调节模头温度与挤出速度来控制机头压力,压力为20~30MPa;
将挤出成型的枝丫材矿质塑合材料在室温下放置进行冷却,待材料冷却至常温时,再通过切断机切割成规定尺寸,将成型的墙体板基材通过表面砂光机砂光底面和表面,再将墙体板的周边开榫槽;得到枝丫材矿塑中空墙体 板,得到的中空墙体板的长为600mm,宽为400mm,厚度为10mm;第一中空结构的表面的宽度为9mm,高度为5mm;第二中空结构的表面宽度为5mm,高度为3mm;所述锯齿槽的开口端的深度为1mm;第一限位部的长为600mm,宽为4mm,厚度为3mm;限位凹槽的长为600mm,宽为4mm,厚度为3mm。
本发明按照上述技术方案所述导热性能的测试技术方案对本实施例3制备的枝丫材矿质塑合材料进行导热系数的测试,测试结果为:本发明实施例3制备的枝丫材矿质塑合材料的导热系数为16.5W/(m·℃)。
本发明对制得的枝丫材矿质塑合材料进行红外光谱测试,见图5,其中,曲线WMPC15为实施例3加入15%枝丫材粉制备的矿质塑合材料的红外光谱图。由图5可以看出:在1395.05cm-1和711.53cm-1吸收峰处,吸收峰吸收强度增加,吸收峰宽度变宽,是由于当枝丫材粉作加入到矿质塑合材料中,在高温挤出过程中与其他极性基团产生氢键作用,导致吸收峰吸收强度增加。
本发明按照上述技术方案所述测试方法对制得的枝丫材矿质塑合材料的力学性能进行测试,结果见表1。
测试结果表明:本发明制备的枝丫材矿质塑合材用于地板基材装饰其产品质量均超过国家标准建筑装饰用塑木复合墙板QB/T2630-2010测定静曲强度(静曲强度≥24MPa)和抗弯弹性模量(≥2300MPa)等性能指标。
本发明根据上述技术方案所述测试方法对制备的枝丫材矿质塑合材料进行甲醛释放量和吸湿性能的测试,测试结果见表2。测试结果表明:枝丫材矿质塑合材料的吸水膨胀率都很小,甲醛释放量达到国际E0(E0≤0.5mg/L)级标准,具有环保性能,大大改善工人的劳动环境。
由以上实施例可知,本发明提供了一种枝丫材矿质塑合材料,包括基料和枝丫材粉;所述基料包括聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙;所述聚氯乙烯树脂和粒径为200目~1800目的轻质碳酸钙的质量比为1:2.5~3.5;所述枝丫材粉占所述基料的质量分数为5%~16%。本发明提供的枝丫材矿质塑合材料在上述组分的配伍下具有较高的尺寸稳定性和导热性。另外,该枝丫材矿质塑合材料具有较好的耐水性、良好的强度、较低的甲醛释放量。实验结果表明:本发明提供的枝丫材矿质塑合材料的尺寸稳定性为0.03~0.08mm;导热系数为12~20W/(m·℃);静曲强度为30~45MPa;弹性模量为5500~8000MPa;甲醛释放量为0.1~0.4mg/L;24h吸水膨胀率为 0.3~0.6%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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本发明提供了一种枝丫材矿质塑合材料、其制备方法及其应用,该材料包括基料和枝丫材粉;所述基料包括聚氯乙烯树脂和粒径为200目1800目的轻质碳酸钙;所述聚氯乙烯树脂和粒径为200目1800目的轻质碳酸钙的质量比为1:2.53.5;所述枝丫材粉占所述基料的质量分数为516。本发明提供的枝丫材矿质塑合材料在上述组分的配伍下具有较高的尺寸稳定性和导热性。另外,该材料具有较好的耐水性、良好的强度、甲醛释放量。

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