CN105086042A - 一种环保低成本防霉塑木地板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于塑料与天然生物高分子的复合物领域，提供了一种环保低成本防霉塑木地板及其制备方法，以该塑木地板的总重为100％计，所述塑木地板包括下列组分：塑料、特制木质纤维粉、硼酸锌、植物纤维粉、无机填料、润滑剂、着色剂、功能助剂；其中，所述特制木质纤维粉为桉树树皮、桉树木材加工边角料制成的纤维粉末，粉末粒径为60～120目。该塑木地板环保、防霉效果好，且成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于塑料与天然生物高分子的复合物领域，尤其涉及一种环保低成本防霉塑木地板及其制备方法。
背景技术
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，经挤出制成的既似木材但性能却大大优于木材的新型环保复合材料。该种材料具有强度高、可反复回收利用等优点，已被广泛用于室内外建筑装饰等。
正是由于塑木复合材料的众多优点，使其市场增长速度很快，如在室外建筑、园林建筑领域，塑木复合地板得到了广泛的应用，替代了传统使用的实木地板，凸显出防水、防腐、不需油漆维护的优点。但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。虽然塑木复合材料含有塑料，使得它的防霉性能要优于天然木材，但是塑木复合材料中仍然含有可观含量的天然植物纤维成分，在极端潮湿温热环境或长时间的使用之后，仍然会不同程度发生霉变的现象，霉变会造成外观问题和塑木材料的加速老化问题，因此通常都会在塑木复合材料中添加防霉剂，造成防霉剂的成本负担，常用的防霉剂有百菌清，这种物质近年已列入欧盟新法规的禁用行列，已不符合世界范围内的注重环境保护的发展趋势，一些环保型防霉剂高昂的价格也并不能与塑木复合地板的市场价格相匹配。因此，如何采用一种既环保、又低成本的办法来确保塑木复合地板的防霉性能亟待研究和解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保低成本防霉塑木地板，旨在解决现有塑木地板防霉功能差或添加的防霉剂成本高、不环保的问题。
本发明是这样实现的，一种环保低成本防霉塑木地板，以该塑木地板的总重为100％计，所述塑木地板包括如下重量百分比的下列组分：
其中，所述特制木质纤维粉为桉树树皮、桉树木材加工边角料制成的纤维粉末，粉末粒径为60～120目。
本发明的另一目的在于提供一种环保低成本防霉塑木地板的制备方法，包括下述步骤：
按照上述环保低成本防霉塑木地板配方分别称取各组分；
将所述称取的各组分进行混料处理，得到混合物料；
将所述混合物料进行熔融挤出造粒，挤出成型制得环保低成本防霉塑木地板。
本发明提供的环保低成本防霉塑木地板采用添加一定比例的由桉树树皮、桉树木材制成的特制木质纤维粉，来替代一部分普通的植物纤维粉，同时通过添加适量的硼酸锌，来发挥防霉作用。由于桉树含有天然成分的特殊树脂，能够起到抑制霉菌的作用，且防霉作用比人工添加的防霉剂的效果更长久，避免了塑木地板长期户外使用之后的防霉剂流失而出现发霉的问题。同时作为无机化合物的硼酸锌可以弥补桉树树脂防霉强度的不足，一方面，由于硼酸锌比使用有机化合物的防霉剂的成本要低得多，从而节省了成本费用；另一方面，又避免了添加有机化合物防霉剂而产生的不环保问题。本发明提供的环保低成本防霉塑木地板的制备方法，该方法将各组分混合后进行熔融挤出处理，使得塑木地板的配方组分混合均匀，性能稳定；熔融挤出工艺成熟，易控，生产效率高，成品收率高，可进行产业化生产上述塑木地板。
附图说明
图1是本发明实施例提供的环保低成本防霉塑木地板的制备流程图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种环保低成本防霉塑木地板，以该塑木地板的总重为100％计，所述塑木地板包括如下重量百分比的下列组分：
其中，所述特制木质纤维粉为桉树树皮、桉树木材加工边角料制成的纤维粉末，粉末粒径为60～120目。
具体地，环保低成本防霉塑木地板中，上述塑料作为主要组分之一，其化学性稳定、耐冲击性好、绝缘性好且导热性低，具有较好的耐磨耗性，一般成型性、着色性好，加工成本低。本发明实施例中，所述塑料的使用类型不受限制，为本领域内常用的塑料颗粒。所述塑料可以为新料，也可以为回收再生塑料，从而降低生产成本。作为具体实施例，所述塑料为聚乙烯、聚丙烯中的至少一种。在具体实施例中，所述塑料的重量百分含量可以为20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％等具体含量数值。
本发明实施例中，由于常用的塑木地板中含有一定量的植物纤维成分，因此，在潮湿或湿热的环境中、或长期使用的过程中难免会产生霉变，从而造成外观问题和塑木地板的加速老化问题，甚至影响使用者的健康。而常用的防霉剂如百菌清，一方面其因不环保而被禁止使用；另一方面，防霉剂的添加，将大大增加材料成本和生成工序。有鉴于此，本发明实施例中，选用环保、成本低廉，且无需特殊加工的特制木质纤维粉来替代一部分普通的植物纤维粉，来达到防霉效果。作为具体实施例，所述特制木质纤维粉为桉树树皮、桉树木材加工边角料制成的纤维粉末。由于桉树含有天然成分的特殊树脂，用桉树树皮、桉树木材加工边角料制成的纤维粉末能够起到抑制霉菌的作用，且防霉作用比人工添加的防霉剂的效果更长久，避免了塑木地板长期户外使用之后的防霉剂流失而出现发霉的问题。为了提供更好的防霉效果，过大的粒径不利用特制木质纤维粉中有效物质的释放和防霉作用的实现，而过小的粒径在塑木地板加工过程中容易导致团聚而不易分散，因此所述特制木质纤维粉的粉末粒径为60～120目。在具体实施例中，所述特制木质纤维粉的重量百分含量可以为15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％等具体含量数值。
所述硼酸锌是一种起防腐和抑菌作用的化合物，为粉末状态。在塑木地板中可以选择性地加入或不加入的硼酸锌。加入一定量的硼酸锌成分，一方面，作为无机化合物的硼酸锌以弥补桉树树脂防霉强度的不足，进一步加强塑木地板的防霉变性能，这比使用有机化合物的防霉剂的成本要低得多，节省了成本费用；另一方面，又避免了添加有机化合物防霉剂而产生的不环保问题。特别是当特制木质纤维粉的重量百分含量较低时，加入一定量的硼酸锌成分，可以明显增强塑木地板的防霉抗菌性能。在具体实施例中，所述硼酸锌的重量百分含量可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.8％、1.0％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％等具体含量数值。
本发明实施例环保低成本防霉塑木地板，为了节约成本并有效利用可回收资源，所述植物纤维粉为各种木材边角料、稻壳和麻杆等植物秸秆制成的粉末，为了提供更好的塑木质感以及塑木挤出加工时的高效率和稳定性，避免过大粒径造成的塑木质感差，以及过小粒径造成的挤出效率低、不稳定，所述植物纤维粉的粉末粒径为40～150目。在具体实施例中，所述植物纤维粉的重量百分含量可以为25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％等具体含量数值。
为了提高本发明实施例塑木地板的强度和可加工性能，本发明实施例中添加了适量无机填料。作为优选实施例，所述无机填料为所述无机填料为价格较便宜的无机填料，如滑石粉、碳酸钙粉、硅藻土粉中的至少一种。在具体实施例中，所述无机填料的重量百分含量可以为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％等具体含量数值。
为了减轻环保低成本防霉塑木地板中各组分之间摩擦力，提高其外观性能，本发明实施例可添加适量润滑剂。作为优选实施例，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、乙撑双硬脂酰胺、脂肪烃蜡、氧化聚乙烯中的至少一种。当然，本领域内常用的其他复合型润滑剂也在本发明实施例的保护范围内。在具体实施例中，所述润滑剂的重量百分含量可以为1％、2％、3％、4％、5％等具体含量数值。
为了提高本发明塑木地板的美观性能，本发明实施例中可添加适量着色剂来丰富塑木地板的色彩、改善塑木地板的外观。作为优选实施例，为了提高环保低成本防霉塑木地板的着色性能，所述着色剂为二氧化钛、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、群青中的至少一种。在具体实施例中，所述着色剂的重量百分含量可以为0.5％、0.8％、1.0％、1.2％、1.5％、1.8％、2.0％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3.0％等具体含量数值。
为了提供所述环保低成本防霉塑木地板的其他性能，如提高环保低成本防霉塑木地板的相容性能、稳定性能和抗氧化性能等，所环保低成本防霉塑木地板中可根据实际需要添加助剂，所述助剂为相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、紫外吸收剂中的至少一种，当然，应当理解，也可根据实际需要增加本领域内常用的其他助剂，如分散剂等等。上述助剂的类型不受限制，本领域内常用的助剂均在本发明实施例的保护范围内。作为具体实施例，所述功能助剂的重量百分含量可以为1％、2％、3％、4％等具体含量数值。
为了提高热塑性弹性体材料中各组分之间的相容性，从而充分发挥各组分的作用，本发明实施例中的相容剂优选为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、硅烷偶联剂中的至少一种。
为了防止所述环保低成本防霉塑木地板发生氧化，提高上述实施例环保低成本防霉塑木地板的抗氧化性能，延长其使用寿命，所述抗氧化剂优选为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种。
由于桉树含有天然成分的特殊树脂，能够起到抑制霉菌的作用，且防霉作用比人工添加的防霉剂的效果更长久，避免了塑木地板长期户外使用之后的防霉剂流失而出现发霉，因此本发明实施例提供的环保低成本防霉塑木地板，采用添加一定比例的桉树树皮、桉树木材制成的粉末，来替代一部分普通的木粉或植物秸秆粉的添加，来发挥防霉作用，其防霉效果好。此外，环保低成本防霉塑木地板中适量添加硼酸锌，由于作为无机化合物的硼酸锌一方面可以弥补桉树树脂防霉强度的不足，进一步增强塑木地板的防霉性能，却其比起使用有机化合物的防霉剂的成本要低得多，节省了费用；另一方面，又避免了添加有机化合物防霉剂而产生的不环保问题。本发明实施例制备的塑木复合地板防霉效果好、具有较好的防霉持续性，在加速老化前后的防霉测试等级分别为0级和1级，且材料环保、成本低廉。
本发明实施例的环保低成本防霉塑木地板，可以通过下述方法制备获得，当然，也可以通过其他可制备上述环保低成本防霉塑木地板的方法进行制备。
本发明实施例还提供了一种环保低成本防霉塑木地板的制备方法，包括下述步骤，如附图1所示：
S01.按照上述环保低成本防霉塑木地板配方分别称取各组分；
S02.将所述称取的各组分进行混料处理，得到混合物料；
S03.将所述混合物料进行熔融挤出造粒，挤出成型制得环保低成本防霉塑木地板。
具体地，上述步骤S01中，环保低成本防霉塑木地板的配方以及配方中的各组分优选含量和种类如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。
上述步骤S02中，将各组分进行混料处理的时间可以根据实际生产条件进行灵活的调整，只要各组分预混充分即可。作为具体实施例，上述混料处理可通过高速搅拌机进行混合。
上述步骤S03中，作为优选实施例，上述组分的熔融挤出可以采用双螺杆挤出机挤出。作为优选实施例，所述双螺杆挤出机为平行双螺杆挤出机或锥形双螺杆挤出机。通过对挤出温度、螺杆转速、真空度等的控制，使得各组分之间充分发生作用后形成稳定的熔体，得到环保低成本防霉塑木地板。进行熔融挤出处理后，再通过锥形双螺杆挤出机或单螺杆挤出机和地板模具来挤出成型、制得防霉性能优越的环保塑木复合地板。
本发明实施例将塑料、特制木质纤维粉、硼酸锌、植物纤维粉、无机填料、润滑剂、着色剂、功能助剂按照环保低成本防霉塑木地板的配方比例在混料器中进行混合，使各组份充分分散均匀之后，然后投入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其制备流程简单、工艺简单可控、生产效率高，制备环保低成本防霉塑木地板性能优越、性价比高，具有广泛的市场应用前景。
现以具体环保低成本防霉塑木地板的配方和制备方法为例，对本发明实施例进行进一步详细说明，本发明的范围不受这些实施例的限制。
实施例1
一种环保低成本防霉塑木地板，其包括的配方组份和相应组份的含量见下表1中实施例1，其中，塑料为聚乙烯，植物纤维粉为稻壳粉，无机填料为滑石粉，润滑剂为复合型润滑剂，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯，抗氧剂为重量份数比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168。
环保低成本防霉塑木地板的制备方法：
(1)称取配方组分：按表1中实施例1配方称取各组分；
(2)制备混合物料：将所述称取的各组分用高速混合机进行混料处理，得到混合物料；
(3)物料的熔融挤出：将所述混合物料用75型平行双螺杆挤出机制备出造粒料，造粒加工温度为150～250℃，转速为160～200转/分钟；将制好的造粒料加入65型锥形双螺杆挤出机，进行挤出地板生产。主机转速3～10转/分钟，温度145～185℃，模具温度150～170℃。
实施例2
一种环保低成本防霉塑木地板，其包括的配方组份和相应组份的含量见下表1中实施例2。其中，塑料为聚丙烯，植物纤维粉为杨木粉，无机填料为滑石粉，润滑剂为复合型润滑剂，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，抗氧剂为重量份数比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168。
环保低成本防霉塑木地板的制备方法：
(1)称取配方组分：按表1中实施例2配方称取各组分；
(2)制备混合物料：将所述称取的各组分用高速混合机进行混料处理，得到混合物料；
(3)物料的熔融挤出：按上述配方，将所述混合物料用75型平行双螺杆挤出机制备出造粒料，造粒加工温度为150～250℃，转速为160～200转/分钟；将制好的造粒料加入65型锥形双螺杆挤出机，进行挤出地板生产。主机转速3～10转/分钟，温度145～185℃，模具温度150～170℃。
实施例3
一种环保低成本防霉塑木地板，其包括的配方组份和相应组份的含量见下表1中实施例3。其中，塑料为重量份数比为1:5的聚乙烯和聚丙烯，植物纤维粉为杨木粉，无机填料为滑石粉，润滑剂为复合润滑剂，相容剂为重量份数比1:5的马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚丙烯，抗氧剂225。
环保低成本防霉塑木地板的制备方法：
(1)称取配方组分：按表1中实施例3配方称取各组分；
(2)制备混合物料：将所述称取的各组分用高速混合机进行混料处理，得到混合物料；
(3)物料的熔融挤出：按上述配方，将所述混合物料用75型平行双螺杆挤出机制备出造粒料，造粒加工温度为150～250℃，转速为160～200转/分钟；将制好的造粒料加入65型锥形双螺杆挤出机，进行挤出地板生产。主机转速3～10转/分钟，温度145～185℃，模具温度150～170℃。
实施例4
一种环保低成本防霉塑木地板，其包括的配方组份和相应组份的含量见下表1中实施例4。其中，塑料为重量份数比为1:1的聚乙烯和聚丙烯，植物纤维粉为重量份数比1:1的稻壳粉与杨木粉，无机填料为滑石粉与重质碳酸钙，润滑剂为复合润滑剂，相容剂为重量份数比1:1的马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚丙烯，抗氧剂225。
环保低成本防霉塑木地板的制备方法：
(1)称取配方组分：按表1中实施例4配方称取各组分；
(2)制备混合物料：将所述称取的各组分用高速混合机进行混料处理，得到混合物料；
(3)物料的熔融挤出：按上述配方，将所述混合物料用75型平行双螺杆挤出机制备出造粒料，造粒加工温度为150～250℃，转速为160～200转/分钟；将制好的造粒料加入65型锥形双螺杆挤出机，进行挤出地板生产。主机转速3～10转/分钟，温度145～185℃，模具温度150～170℃。
对比例1
一种塑木地板，其包括的配方组份和相应组份的含量见下表1中对比例1。，其中，塑料为聚乙烯，植物纤维粉为稻壳粉，无机填料为滑石粉，润滑剂为复合润滑剂，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯，重量份数比1:1的抗氧剂168和抗氧剂1010。
塑木地板的制备方法：
(1)称取配方组分：按表1中对比例1配方称取各组分；
(2)制备混合物料：将所述称取的各组分用高速混合机进行混料处理，得到混合物料；
(3)物料的熔融挤出：按上述配方，将所述混合物料用75型平行双螺杆挤出机制备出造粒料，造粒加工温度为150～250℃，转速为160～200转/分钟；将制好的造粒料加入65型锥形双螺杆挤出机，进行挤出地板生产。主机转速3～10转/分钟，温度145～185℃，模具温度150～170℃。
对比例2
一种塑木地板，其包括的配方组份和相应组份的含量见下表1中对比例2。其中，塑料为重量份数比为1:3的聚乙烯和聚丙烯，植物纤维粉为重量份数比1:1的稻壳粉与杨木粉，无机填料为重质碳酸钙，润滑剂为复合润滑剂，相容剂为重量份数比1:1的马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚丙烯，抗氧剂225。。
塑木地板的制备方法：
(1)称取配方组分：按表1中对比例2配方称取各组分；
(2)制备混合物料：将所述称取的各组分用高速混合机进行混料处理，得到混合物料；
(3)物料的熔融挤出：按上述配方，将所述混合物料用75型平行双螺杆挤出机制备出造粒料，造粒加工温度为150～250℃，转速为160～200转/分钟；将制好的造粒料加入65型锥形双螺杆挤出机，进行挤出地板生产。主机转速3～10转/分钟，温度145～185℃，模具温度150～170℃。
性能测试
将上述对比例1-2备得到的塑木地板和实施例1-4制备得到的环保低成本防霉塑木地板进行性能测试，相关性能单位、测试方法如下：
防霉测试方法：按GB/T24128-2009《塑料防霉性能试验方法》进行。
其测试结果如表2所示。
表1
表2
由上表可知，本发明实施例制备的含有特质木质纤维粉组分的环保低成本防霉塑木地板的防霉性能很强，经测试，加速老化前，其防霉均为0级；加速老化好，其防霉等级为1级，相当于、甚至高于对比例提供的不含有特质木质纤维粉组分的塑木地板加速老化前的防霉水平。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环保低成本防霉塑木地板，以该塑木地板的总重为100％计，所述塑木地板包括如下重量百分比的下列组分：
其中，所述特制木质纤维粉为桉树树皮、桉树木材加工边角料制成的纤维粉末，粉末粒径为60～120目。
2.如权利要求1所述的环保低成本防霉塑木地板，其特征在于，所述塑料可为聚乙烯、聚丙烯中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的环保低成本防霉塑木地板，其特征在于，所述植物纤维粉为各种木材边角料、稻壳和麻杆等植物秸秆制成的粉末，粉末粒径为40～150目。
4.如权利要求1～3任一所述的环保低成本防霉塑木地板，其特征在于，所述无机填料为滑石粉、碳酸钙粉、硅藻土粉中的至少一种。
5.如权利要求1～3任一所述的环保低成本防霉塑木地板，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、乙撑双硬脂酰胺、脂肪烃蜡、氧化聚乙烯中的至少一种。
6.如权利要求1～3任一所述的环保低成本防霉塑木地板，其特征在于，所述着色剂为二氧化钛、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、群青中的至少一种。
7.如权利要求1～3任一所述的环保低成本防霉塑木地板，其特征在于，所述功能助剂为相容剂、抗氧化剂、光稳定剂、紫外吸收剂中的至少一种。
8.如权利要求7所述的环保低成本防霉塑木地板，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、硅烷偶联剂中的至少一种。
9.如权利要求7所述的环保低成本防霉塑木地板，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种。
10.一种环保低成本防霉塑木地板的制备方法，包括下述步骤：
按照权利要求1～9任一所述环保低成本防霉塑木地板配方分别称取各组分；
将所述称取的各组分进行混料处理，得到混合物料；
将所述混合物料进行熔融挤出造粒，挤出成型制得环保低成本防霉塑木地板。
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