一种耐刮擦共挤塑木型材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种耐刮擦共挤塑木型材及其制备方法。
【背景技术】
[0002]塑木型材是一种新型环保复合材料，它利用废弃的各种天然木质纤维和回收塑料进行复配，添加特种助剂，经挤出制成的外观似木材但性能却大大优于木材的新型环保复合材料。塑木材料具有强度高、可反复回收利用等优点，已被广泛用于室内外建筑装饰等。
[0003]塑木复合材料的众多优点，使其市场增长速度很快，急速扩张的市场又为塑木复合材料更广泛的应用提出了更高的性能要求。如在室外建筑、运输、包装等领域，要求塑木材料具有较高的强度和较好的耐刮擦性，同时在室外暴晒、老化后仍具有较好的耐刮擦性，以便提高塑木材料的使用寿命。目前，增强塑木复合材料耐刮擦性的主要方法是向材料中添加硬度较高的无机填料来提高耐刮擦性能，延长使用寿命。但无机填料的价格一般较高，添加量较大，如按使用量添加，将大大提高塑木型材原料的成本。
【发明内容】
[0004]为了解决常规塑木型材表面耐刮擦性能差的问题，本发明提供了一种耐刮擦共挤塑木型材，该塑木型材具有优良的耐刮擦性能和耐老化性能，而且价格低廉,木质感强。本发明还提供了该耐刮擦共挤塑木型材的制备方法。
[0005]第一方面，本发明提供了一种耐刮擦共挤塑木型材，包括表层和基层，按重量份数计，所述表层包括以下组分:沙林树脂10?30，塑料40?60，植物纤维粉5?15，无机填料5?15，阻燃剂3?10，润滑剂I?5，着色剂0.5?3，助剂I?5 ;所述基层包括以下组分:塑料25?35，植物纤维粉20?40，聚氨酯泡棉粉20?40，无机填料5?15，阻燃剂3?10，润滑剂0.5?3，抗氧剂O?2。
[0006]所述沙林树脂(Surlyn)是杜邦公司利用独特的生产工艺聚合而成，是乙烯-(甲基)丙烯酸锌盐、钠盐、锂盐等离子键聚合体。
[0007]所述表层中添加沙林树脂，可以大大提高共挤塑木型材的表面耐刮擦性能。所述表层中相对于所述基层含有较多的塑料与功能助剂，保证耐刮擦共挤塑木型材表面在长期户外暴晒、老化后仍然具有良好的耐刮擦性能，更加经久耐用。同时，所述基层中的塑料与功能助剂控制在较低的含量，以实现控制价格成本的目的。
[0008]所述表层中和基层中都添加植物纤维粉，可以塑造良好的木质感；在表层中添加适量的木质纤维粉，不但可以使塑木型材具有仿木纹效果，接近实木的质感，还不会对耐刮擦性能造成太大影响。
[0009]所述基层中使用聚氨酯泡棉粉作为基本成分，聚氨酯泡棉粉具有耐热、耐寒、耐溶剂等特点，同时还富有强度比木质纤维粉高，密度比木质纤维粉低、重量轻、比强度大等优良特性，所以聚氨酯泡棉粉的合理加入能够不仅可以降低塑料和木质纤维粉的使用量，大大降低塑木型材的成本，还能够优化塑木型材的使用性能和加工性能，同时在一定程度上可有效解决废旧聚氨酯的资源化问题。
[0010]优选地,按重量份数计,所述表层包括以下组分:沙林树脂10?25,塑料45?60,植物纤维粉8?12，无机填料6?8，阻燃剂4?5，润滑剂I?2.5，着色剂2?3，助剂
1.5?3 ;所述基层包括以下组分:塑料25?30，植物纤维粉30?35，聚氨酯泡棉粉25?30，无机填料6?15，阻燃剂3?4，润滑剂I?1.5，抗氧剂0.5?I。
[0011]所述表层和基层中的塑料可以为新料或废旧塑料。
[0012]优选地，所述表层中的塑料为废旧塑料。优选地，所述基层中的塑料为废旧塑料。
[0013]优选地，所述表层中的塑料的种类为聚乙烯和聚丙烯中的一种或两种的组合。优选地，所述基层中的塑料的种类为聚乙烯和聚丙烯中的一种或两种的组合。
[0014]优选地，所述基层中的聚氨酯泡棉粉为电子废弃物拆解产生的聚氨酯泡棉经过破碎后制得的粉末。
[0015]所述电子废弃物包括废弃的冰箱、冰柜和车用保温制冷设备。
[0016]废旧塑料和聚氨酯泡棉粉废物的利用，不但可以降低原料成本，还可以减少资源的浪费，实现资源的再生利用；尤其是为聚氨酯泡棉废物难处理的问题提供了一种变废为宝的解决方法。
[0017]优选地，所述表层中的助剂包括相容剂、抗氧化剂和光稳定剂中的一种或几种。
[0018]优选地，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂中的一种或两种以上的组合。
[0019]优选地，所述表层中的着色剂为二氧化钛、炭黑、铁红、铁黄、钛青绿和钛青蓝中的至少一种。
[0020]优选地，所述表层和基层中的植物纤维粉包括木粉、稻糠粉、竹粉和秸杆粉中的至少一种。
[0021 ] 优选地，所述表层和基层中的阻燃剂，包括四苯基(双酚-A) 二磷酸酯(BDP )、间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP)、聚磷酸铵(APP)和磷酸三苯酯(TPP)中的一种或两种以上的组合。
[0022]所述阻燃剂为磷氮系阻燃剂，磷氮系阻燃剂为环保阻燃剂，具有阻燃与增塑的双重功能，阻燃效率高，可实现阻燃剂无卤化，发烟量较低；增塑功能可以使塑料成型时流动加工性变好，可抑制燃烧后的残留物，产生的毒性气体和腐蚀性气体较少，尤其是磷酸酯与聚氨酯的相容性很好；此外，磷氮系阻燃剂易水解，可生物降解，没有环境持久性和生物累积性。
[0023]优选地，所述表层和基层中的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、乙撑双硬脂酰胺、脂肪烃蜡、氧化聚乙烯和复合型润滑剂中的至少一种。
[0024]优选地，所述表层和基层中的无机填料，包括滑石粉、碳酸钙粉和硅藻土粉中的一种或几种的混合物。
[0025]所述表层和基层中的无机填料价格低廉，不仅可以强化塑木型材的耐刮擦性能，又不会明显提高成本。
[0026]第二方面，本发明提供了一种耐刮擦共挤塑木型材的制备方法，包括以下步骤:
[0027](I)表层混料和造粒:按重量份数:沙林树脂10?30，塑料40?60，植物纤维粉5?15，无机填料5?15，阻燃剂3?10，润滑剂I?5，着色剂0.5?3，助剂I?5，称取表层物料加入到高速混合机中混合，混合时间为3min?5min,整个混合过程控制在60°C以下；然后将混合好的表层物料加入到造粒挤出机中造粒，制得表层粒料；
[0028](2)基层混料和造粒:按重量份数:塑料25?35，植物纤维粉20?40，聚氨酯泡棉粉20?40，无机填料5?15，阻燃剂3?10，润滑剂0.5?3，抗氧剂O?2，称取基层物料加入高速混合机中混合，混合时间为1min?40min，整个混合过程控制在120°C以下；再将混合好的基层物料加入到造粒挤出机中造粒，制得基层粒料；
[0029](3)同步挤出:将步骤(I)得到的表层粒料烘干后送入共挤辅机中，同时将步骤
(2)得到的基层粒料送入共挤主机中，然后开启主机挤出机和辅机挤出机，两种物料通过共挤模具后，制得所述耐刮擦共挤塑木型材。
[0030]优选地，所述步骤(I)中按重量份数:沙林树脂10?25，塑料45?60，植物纤维粉8?12，无机填料6?8，阻燃剂4?5，润滑剂I?2.5，着色剂2?3，助剂1.5?3，称取表层物料。
[0031]优选地，步骤(I)中表层造粒的温度为150?195°C，转速为30?60r/min。
[0032]优选地，所述步骤(2)中按重量份数:塑料25?30，植物纤维粉30?35，聚氨酯泡棉粉25?30，无机填料6?15，阻燃剂3?4，润滑剂I?1.5，抗氧剂0.5?I称取基层物料。
[0033]优选地，步骤(2)中基层造粒的温度为190?250°C，转速为160?200r/min。
[0034]优选地，步骤(3)中所述共挤辅机的转速为4?20r/min，温度为150?190°C，共挤主机的转速为3?10r/min，温度为145?185°C，共挤模具的温度为150?170°C。
[0035]优选地，步骤(3)中所述表层粒料的烘干处理可以在烘箱内进行，也可以在安装在辅机挤出机上的烘料装置中进行，烘干温度为60?85°C，烘干时间为0.5?2h。
[0036]优选地，所述表层粒料经烘干处理后，含水率控制在0.5%以内。
[0037]步骤(3)