專利名稱：中國楊木或中國梧桐木或中國松木木塑復(fù)合材料的輻射聚合、交聯(lián)、接枝協(xié)同制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木塑復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種中國楊木或中國梧桐木或中 國松木木塑復(fù)合材料的輻射聚合、交聯(lián)、接枝協(xié)同制備方法。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料WPC (wood-plastic composites)是一類由木材纖維素與塑料(一 種或多種塑料)共混或由普通低密度木材浸潰有機(jī)單體后通過聚合反應(yīng)而制得的復(fù)合材 料。聚合、接枝過程可采用化學(xué)法(觸媒法)或輻射的方法引發(fā)反應(yīng)。WPC分兩種，一種是 木纖維、木粉、刨花、鋸末、植物纖維與熱塑性塑料如PE、PP、PVC等混合，經(jīng)過擠出成型或熱 壓成型技術(shù)制成；另一種為用有機(jī)單體浸潰木材，再通過引發(fā)單體聚合、交聯(lián)、接枝的方法 而制成。通過輻射的方法制備WPC，具有無需加熱，聚合交聯(lián)接枝過程易于控制，單體的轉(zhuǎn)化 率高(100%)、產(chǎn)品的理化性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，屬于高科技、綠色加工產(chǎn)業(yè)。本發(fā)明屬于輻射 法制備木塑復(fù)合材料。
國外研究開發(fā)輻射法制備木塑復(fù)合材料已有幾十年歷史。有的國家國搞了中試， 有的已生產(chǎn)出了產(chǎn)品，但沒有相關(guān)工藝和配方的的報(bào)道。在中國，該項(xiàng)技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用尚屬 于空白。
北美是目前世界木塑復(fù)合材料市場最大的地區(qū)。木塑板不開裂不翹曲，防腐、防 蛀、耐磨耗、維修容易，外觀好，耐用，除鋪板外，還有護(hù)墻板、天花板、裝飾板等等，家具包括 室外露天桌椅、船舶坐艙隔板、箱架等。在歐洲的窗戶、門板、板條、家具生產(chǎn)制造中，木塑復(fù) 合材料的應(yīng)用量也一直在增長。在汽車工業(yè)用天然纖維填充塑料方面，歐洲在世界上是領(lǐng) 先的，但在木填充材料方面，美國、日本具有一定優(yōu)勢。因此，在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)有高速增長的發(fā) 展空間。此外，就是有抗菌作用的木塑復(fù)合材料，此種材料可用于醫(yī)院、診所、廁所，因?yàn)檫@ 些場所有細(xì)菌傳染的危險(xiǎn)?？偟膩碚f，本項(xiàng)目生產(chǎn)工藝先進(jìn)，產(chǎn)品性能優(yōu)異，國際國內(nèi)市場 前景看好。發(fā)明內(nèi)容
中國楊木或中國梧桐木或中國松木木塑復(fù)合材料的輻射聚合、交聯(lián)、接枝協(xié)同制 備方法，包括前處理、單體浸潰、輻照和后處理工序，其特征在于
I)所說的前處理工序?yàn)橄葘⒅袊鴹钅净蛑袊嗤┠净蛑袊赡驹局瞥梢欢?尺寸的板材，再對其表面進(jìn)行處理，打磨除掉殘?jiān)缓笤诤娣績?nèi)干燥處理，控制含水量為 8% 10%，干燥可以降低含水率，防止木材開裂，便于后續(xù)的操作及成品加工，最后放在產(chǎn) 品箱中備用，該產(chǎn)品箱既可以用于浸潰，也可以用于后續(xù)的輻照；
2)所說的浸潰工序?yàn)閷V品箱放入浸潰iiS中，然后將浸潰te中的抽真空、加壓 及原料輸送管連接到產(chǎn)品箱，將產(chǎn)品箱抽真空至O. 02 O. 05MPa，使木材孔隙中的空氣排 出，然后向產(chǎn)品箱中按下述配方(質(zhì)量比)加入各種組分
浸潰的單體甲基丙烯酸甲酯，或苯乙烯，或甲基丙烯酸乙酯，單體配比為木材 質(zhì)量的40% 170%，
單體中添加促進(jìn)交聯(lián)的交聯(lián)劑三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，或硅烷偶聯(lián)劑，或 鈦酸酯偶聯(lián)劑，或馬來酸酐接枝改性聚烯烴，或丙烯酸正丁酯，交聯(lián)劑配比為單體質(zhì)量的 1% 5%，
染色劑，配比為單體質(zhì)量的O. 0% 1. 5%
阻燃劑十溴二苯乙烷，或溴化環(huán)氧樹脂，或溴化聚苯乙烯，配比為單體質(zhì)量的 O. 0% 1. 0%,
單體需沒過木材，然后向產(chǎn)品箱中通入保護(hù)氮?dú)?，加壓，壓力范圍?. 15 O. 40MPa使單體可以盡快的進(jìn)入木材中；
3)所說的輻照工序?yàn)?br> 將產(chǎn)品箱放入輻照室內(nèi)進(jìn)行輻照，吸收劑量控制為3 15kGy，輻照時(shí)通入氮?dú)猓?氮?dú)獾膲毫Ψ秶鸀镺. 2 O. 5Mpa，溫度保持在20 30攝氏度之間；
4)所說的后處理工序?yàn)?br> 對輻照后的木塑復(fù)合材料進(jìn)行表面拋光處理，為進(jìn)一步加工成產(chǎn)品做準(zhǔn)備。
進(jìn)一步地，所說的板材尺寸一般為長度不超過2米，厚度不超過2cm的毛坯，尺寸 的大小要與產(chǎn)品箱的大小相適配，所說的染色劑顏色為荷葉綠，或柚木色，或胡桃木色等。
本專利利用我國特有的速生、易得的木材——楊木等低檔木材經(jīng)過輻射聚合交聯(lián) 接枝的方法制備木塑復(fù)合材料來代替昂貴的優(yōu)質(zhì)木材，有助于解決優(yōu)質(zhì)木材缺乏的難題， 這實(shí)為核技術(shù)與林產(chǎn)業(yè)交叉融合發(fā)展起來的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用前景廣闊。


本發(fā)明有如下附圖
圖1工藝流程示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖
本發(fā)明給出了一種中國楊木或中國梧桐木或中國松木木塑復(fù)合材料的輻射聚合、 交聯(lián)、接枝協(xié)同制備方法，包括前處理、單體浸潰、輻照和后處理工序，流程可參見附圖，其 特征在于
I)以中國楊木(中國梧桐木、中國松木)為基礎(chǔ)材料,對木材進(jìn)行前處理先將原 木制成尺寸合適的毛坯，根據(jù)用戶的要求，尺寸一般長度不超過2米，厚度不超過2cm，例如0.3米,O. 6米，I米，1. 5米,2米都是可以選擇的長度；0. 3厘米,0. 5厘米,0. 8厘米，I厘米,1.5厘米，2厘米都是可以選擇的厚度；尺寸要兼顧產(chǎn)品箱的大??；再對其表面進(jìn)行處理，打 磨除掉殘?jiān)?，然后在烘房?nèi)干燥處理，控制含水量為8% 10%，干燥可以降低含水率，防 止木材開裂，便于后續(xù)的操作及成品加工，最后放在產(chǎn)品箱中備用，該產(chǎn)品箱既可以用于 浸潰，也可以用于后續(xù)的輻照；產(chǎn)品箱為承壓設(shè)備，壓力范圍可以選為0. 02-0. 5Mpa;可以 將多個(gè)產(chǎn)品箱放在浸潰罐中，同時(shí)浸潰，參見附圖1。
2)所說的浸潰工序?yàn)閷a(chǎn)品箱放入浸潰罐中，以方便操作，所說的浸潰罐是一個(gè)密封大罐，可防止泄露，但浸潰罐中沒有浸潰液，而是設(shè)有很多傳輸管，可連接到產(chǎn)品箱； 將浸潰罐中的抽真空及原料輸送管連接到產(chǎn)品箱，將產(chǎn)品箱抽真空至O. 02 O. 05MPa，使木材孔隙中的空氣排出，然后向產(chǎn)品箱中按下述配方(質(zhì)量比)加入各種組分
浸潰的單體可以采用工業(yè)級的甲基丙烯酸甲酯，也可以使用其它乙烯基類或酯類單體，如苯乙烯或甲基丙烯酸乙酯等，單體配比為木材質(zhì)量的40% 170%，其中，40%， 60%，80%，100%，130%，150%，170%都是可以選用的配比；
所說的單體(monomer)是能與同種或他種分子聚合的小分子的統(tǒng)稱，是能起聚合反應(yīng)或縮聚反應(yīng)等而形成高分子化合物的簡單化合物，是合成聚合物所用的低分子的原料。
單體中添加促進(jìn)交聯(lián)的交聯(lián)劑SR350三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，或硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑或馬來酸酐接枝改性聚烯烴或丙烯酸正丁酯等。交聯(lián)劑配比為單體質(zhì)量的1% 5%，其中，4%，5%都是可以選用的配比；加入交聯(lián)劑可以使單體聚合的過程中發(fā)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加強(qiáng)度；
染色劑可以采用所需要的顏色，常用的染色劑顏色有幾十種，例如，荷葉綠(Mint Green,例如采用Peridot品牌的),或柚木色(teak,例如采用sunstone品牌的),或胡桃木色(walnut,例如采用choc. Diamond品牌的)；配比為單體質(zhì)量的0. 0% -1. 5% ；,染色劑可以使產(chǎn)品呈現(xiàn)各種顏色，滿足不同消費(fèi)者的要求；
阻燃劑可以采用十溴二苯乙烷或溴化環(huán)氧樹脂或溴化聚苯乙烯等，配比為單體質(zhì)量的0. 0% 1. 0% ;加入阻燃劑可以提聞耐火等級，減少危險(xiǎn)；
單體浸潰率為40% 170%，質(zhì)量比，SP IKg木材填充0.4 1. 7Kg的單體；單體需沒過木材，然后通入保護(hù)氮?dú)猓环矫婵梢援a(chǎn)生壓力，另一方面作為保護(hù)氣，減少輻照過程中的氧化作用，加壓，壓力范圍為0. 15 0. 40MPa使單體可以盡快的進(jìn)入木材內(nèi)部孔隙中；
3)氮?dú)獗Ｗo(hù)下恒溫(室溫)輻照將產(chǎn)品箱放入輻照室內(nèi)進(jìn)行輻照，吸收劑量控制為3 15kGy，其中，3，5，7，10，12，15kGy都是可以選擇的吸收劑量；輻照時(shí)通入氮?dú)猓?加入氮?dú)夥乐馆椪者^程中氧氣的氧化作用，提高聚合交聯(lián)度，氮?dú)獾膲毫Ψ秶鸀?. 2 0. 5Mpa，環(huán)境溫度保持在20 30°C之間；
4)后處理對輻照后的木塑復(fù)合材料進(jìn)行表面拋光處理，為加工成地板等其它產(chǎn)品做準(zhǔn)備；如果輻照后的木塑復(fù)合材料表面光潔，可無需后處理工序。
本發(fā)明實(shí)施例的各項(xiàng)測試相關(guān)指標(biāo)如下表
權(quán)利要求
1.中國楊木或中國梧桐木或中國松木木塑復(fù)合材料的輻射聚合、交聯(lián)、接枝協(xié)同制備方法，包括前處理、單體浸潰、輻照和后處理工序，其特征在于1)所說的前處理工序?yàn)橄葘⒅袊鴹钅净蛑袊嗤┠净蛑袊赡驹局瞥梢欢ǔ叽绲陌宀?，再對其表面進(jìn)行處理，打磨除掉殘?jiān)缓笤诤娣績?nèi)干燥處理，控制含水量為8% 10%，干燥可以降低含水率，防止木材開裂，便于后續(xù)的操作及成品加工，最后放在產(chǎn)品箱中備用，該產(chǎn)品箱既可以用于浸潰，也可以用于后續(xù)的輻照；2)所說的浸潰工序?yàn)閷V品箱放入浸潰中，然后將浸潰te中的抽真空、加壓及原料輸送管連接到產(chǎn)品箱，將產(chǎn)品箱抽真空至O. 02 O. 05MPa，使木材孔隙中的空氣排出，然后向產(chǎn)品箱中按下述質(zhì)量比配方加入各種組分浸潰的單體甲基丙烯酸甲酯，或苯乙烯，或甲基丙烯酸乙酯，單體配比為木材質(zhì)量的 40% 170%，單體中添加促進(jìn)交聯(lián)的交聯(lián)劑三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，或硅烷偶聯(lián)劑，或鈦酸酯偶聯(lián)劑，或馬來酸酐接枝改性聚烯烴，或丙烯酸正丁酯，交聯(lián)劑配比為單體質(zhì)量的1% 5%，染色劑，配比為單體質(zhì)量的0.0% 1.5%阻燃劑十溴二苯乙烷，或溴化環(huán)氧樹脂，或溴化聚苯乙烯，配比為單體質(zhì)量的O. 0% 1. 0%,單體需沒過木材，然后向產(chǎn)品箱中通入保護(hù)氮?dú)?，加壓，壓力范圍?. 15 O. 40MPa使單體可以盡快的進(jìn)入木材中；3)所說的輻照工序?yàn)閷a(chǎn)品箱放入輻照室內(nèi)進(jìn)行輻照，吸收劑量控制為3 15kGy，輻照時(shí)通入氮?dú)?，氮?dú)獾膲毫Ψ秶鸀镺. 2 O. 5Mpa，溫度保持在20 30攝氏度之間；4)所說的后處理工序?yàn)閷椪蘸蟮哪舅軓?fù)合材料進(jìn)行表面拋光處理，為進(jìn)一步加工成產(chǎn)品做準(zhǔn)備。
2.如權(quán)利要求1所述的協(xié)同制備方法，其特征在于所說的板材尺寸一般為長度不超過2米，厚度不超過2cm的毛坯，尺寸的大小要與產(chǎn)品箱的大小相適配，所說的染色劑顏色為荷葉綠，或柚木色，或胡桃木色等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中國楊木或中國梧桐木或中國松木木塑復(fù)合材料的輻射聚合、交聯(lián)、接枝協(xié)同制備方法，包括前處理→單體浸漬→氮?dú)獗Ｗo(hù)下恒溫輻照→后處理1)以中國楊木或梧桐木或松木為基礎(chǔ)材料，制成尺寸合適的毛坯，在烘房內(nèi)干燥處理放在浸漬、輻照產(chǎn)品箱中；2)浸漬甲基丙烯酸甲酯及其它丙烯酸衍生物、相關(guān)助劑單體浸漬率為40％-170％，通入保護(hù)氮?dú)?，加壓?)氮?dú)獗Ｗo(hù)下室溫輻照，吸收劑量3-15kGy；4)后處理對輻照后的木塑復(fù)合材料進(jìn)行表面拋光處理，為加工成地板等其它產(chǎn)品做準(zhǔn)備。本發(fā)明利用我國速生、易得的楊木等低檔木材經(jīng)過輻射聚合交聯(lián)接枝的方法制備木塑復(fù)合材料，其硬度高，耐磨性好，吸濕性小、抗腐蝕，可代替昂貴的優(yōu)質(zhì)木材，能夠滿足各種用途。
文檔編號B27K5/00GK103029183SQ20121033503
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者王傳禎, 李春松, 王統(tǒng)仁, 張赫瑚, 彭偉, 劉兆民 申請人:王傳禎