一种兼具屏蔽、阻燃与抗菌性能的木塑复合材料制备方法技术

本发明专利技术提供了一种兼具屏蔽、阻燃与抗菌性能的木塑复合材料制备方法，包括如下步骤：(1)麻栎木炭的制备；(2)废旧光盘基体样品的制备；(3)麻栎木炭/光盘基体复合材料的制备。本发明专利技术的优点在于：从生物质炭的制备开始，以麻栎木和废旧光盘为研究对象，通过熔融共混、注塑成型的方式制备麻栎木炭/光盘基体复合材料，不仅能促进废旧光盘的资源转化，缓解环境压力，还能有效提高材料的屏蔽、阻燃与抗菌性能。阻燃与抗菌性能。阻燃与抗菌性能。

【技术实现步骤摘要】
一种兼具屏蔽、阻燃与抗菌性能的木塑复合材料制备方法


[0001]本专利技术涉及木塑复合材料领域，尤其涉及一种兼具屏蔽、阻燃与抗菌性能的木塑复合材料制备方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术进步与材料领域研究的深入，大量的通用和工程塑料种类被合成、研究、开发及市场应用。相对于金属、石材、木材，塑料制品具有成本低、可塑性强等优点。其中，木塑复合材料的开发便是以上述工程、通用塑料为基体，通过与增强相(植物纤维、纳米纤维素、生物质炭等)进行熔融共混，利用适当的复合材料成型方式(热压、挤出、注射、压延、吹塑)制备而成的兼具增强相和基体优势的新型复合材料。由于木塑复合材料具有抗强酸强碱，不易变形，力学性能优异，耐磨、耐环境、耐老化性能，尺寸稳定，以及成本低、来源广泛的优势，是当今的环境友好型材料，被广泛应用于家具、包装、窗框、汽车内饰等。
[0003]然而，经过传统木塑复合材料基体的研究可以发现，以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等塑料作为基体，其制备的复合材料中热塑性聚合物的低导热性、高热容量和发射率可能会大大增加其火灾危险性。同时，木塑复合材料中天然纤维的芯吸效应极大地加速了火势的蔓延，在发生火灾时会造成烧伤。这一固有缺陷限制了木塑复合材料在要求严格的领域中的进一步应用。因此，迫切需要同步开发具有优异阻燃性能的新型木塑复合材料。
[0004]另外，在当代社会，人们也在遭受众多电子设备带来的电磁波威胁。电磁波会危害人体的中枢神经系统，以及对机体的免疫功能和心血管系统都有一定的影响。同时发现，在日常生活中，微生物污染对人们的日常生活也造成了较大影响。研究表明，较差的环境易导致较高的微生物浓度，过高的微生物浓度会导致人的居住环境产生污染，例如家居装饰材等可能会发生霉变，产生臭味等情况，污染人们的居住环境。因此，研制并使用高性能的屏蔽和抗菌材料也迫在眉睫。
[0005]光盘是21世纪信息时代的重要产物。我国是光盘的生产和消费大国，在我国，对于废旧光盘的处理大多是集中焚烧或填埋，这不仅会浪费光盘中的有益资源，还会造成一定的环境污染。关于废旧光盘成分，目前的焦点在反射层金属和PC层聚碳酸酯上。经本专利技术实验发现，聚碳酸酯基体具有一定的阻燃性、耐磨性及抗氧化性；且光盘中的反射层金属价值高且用途广泛，Ag与Cu含量最大，而金属Ag与Cu具有较高的电导率，可有效提高复合材料的电磁屏蔽性能。另一方面，金属离子还天然具有抗菌作用。
[0006]据此，若能以回收的废旧光盘为原料进行木塑复合材料的制备，不仅能促进废旧光盘的资源转化，缓解环境压力，还能有效提高材料的屏蔽、阻燃与抗菌性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种兼具屏蔽、阻燃与抗菌性能的木塑复合材料制备方法，本专利技术从生物质炭的制备开始，以麻栎木和废旧光盘为研究对象，通过熔融共混、注塑成型的方式制备麻栎木炭/光盘基体复合材料，不仅能促进废旧光盘的资源转
化，缓解环境压力，还能有效提高材料的屏蔽、阻燃与抗菌性能。
[0008]本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：
[0009]一种兼具屏蔽、阻燃与抗菌性能的木塑复合材料制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)麻栎木炭的制备
[0011]a、将麻栎木原料去除树皮，制备成木块状；
[0012]b、将木块状麻栎木烘至绝干；
[0013]c、将绝干后的木块状麻栎木，或者，经过三聚氰胺甲醛树脂(MF)处理后的绝干木块状麻栎木，置于高温管式炉中碳化，获得麻栎木炭；
[0014]d、将步骤c的麻栎木炭烘干后，直接粉碎、过筛、干燥处理，以获得麻栎木炭粉；或者，在对麻栎木炭烘干后，先进行壳聚糖
‑
银纳米颗粒修饰处理，再继续粉碎、过筛、干燥处理，获得麻栎木炭粉；
[0015](2)废旧光盘基体样品的制备
[0016]a、将回收的光盘粉碎并去除其保护层，接着干燥处理，使其水分含量控制在0.02％以下，获得目标所需的光盘基体；
[0017]b、将步骤a得到光盘基体直接作为后续材料；或者，对所述光盘基体先进行辐照改性处理，再作为后续材料；
[0018](3)麻栎木炭/光盘基体复合材料的制备
[0019]a、将步骤(1)制备的麻栎木炭粉和步骤(2)制备的光盘基体充分混合，并置于转矩流变仪中；或者，在所述麻栎木炭粉和光盘基体中加入偶氮二甲酰胺发泡剂混合后，再置于转矩流变仪中；或者，对所述麻栎木炭粉和光盘基体先进行丙烯酸甲酯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物(MBS)改性处理，再利用转矩流变仪将材料熔融共混；
[0020]b、将步骤a制备得到的复合材料冷却后，进行粉碎处理；
[0021]c、以步骤b粉碎后的复合材料为原料，通过模具，利用微型注塑机进行注塑，获得目标所需的麻栎木炭/光盘基体复合材料。
[0022]作为本专利技术的优选方式之一，所述步骤(1)a中，将麻栎木制备成100mm
×
50mm
×
50mm的木块状；步骤(1)b中，将木块麻栎木在80℃条件下烘24h至绝干。
[0023]作为本专利技术的优选方式之一，所述步骤(1)c中，对绝干后的木块麻栎木进行三聚氰胺甲醛树脂(MF)处理；其中，添加三聚氰胺甲醛树脂的量为木块麻栎木量的40％，且三聚氰胺甲醛树脂的制备方法为：按三聚氰胺、多聚甲醛和甲醛的摩尔配比1:2.6:0.4，称取三聚氰胺200g、多聚甲醛123g和37％甲醛溶液51g；将三聚氰胺和多聚甲醛加入到带有搅拌器、冷凝管、温度计的三口瓶中，加入蒸馏水300g，在搅拌条件下升温至62℃；待溶液澄清后，加入甲醛溶液并用氢氧化钠溶液调节pH值，控制在7.5；升温至82℃，反应30min后结束；将制备好的三聚氰胺甲醛树脂放在密闭的容器中，并放入活性炭以去除未完全反应的游离甲醛。
[0024]作为本专利技术的优选方式之一，所述步骤(1)c中，将绝干后的木块状麻栎木，或者，经过三聚氰胺甲醛树脂处理后的绝干木块状麻栎木，置于高温管式炉中碳化；其中，碳化的具体操作为：将相应的木块状麻栎木放入高温管式炉炉腔内，安装连接法兰，保证气密性；利用管式炉真空装置对炉腔进行抽真空前处理，使炉内气压降至
‑
1.5MPa停止；调节管式炉的升温程序，使实验温度程序设置分别为室温
→
850℃
→
降温至室温，取出静置；其中，升温
速率为10℃/min，实验全程在通入氮气作为保护气的条件下进行。
[0025]作为本专利技术的优选方式之一，所述步骤(1)d中，利用高速粉碎机对麻栎木炭进行粉碎，粉碎后并过80目筛，干燥后装袋封存。
[0026]作为本专利技术的优选方式之一，所述步骤(1)d中，壳聚糖
‑
银纳米颗粒采用液相还原法制备，制备过程为：取0.02g壳聚糖溶于25mL体积分数为1％的无水乙酸水溶液中，得到质量浓度为0.8g/L的壳聚糖乙酸溶液；室温及磁力搅拌条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具屏蔽、阻燃与抗菌性能的木塑复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)麻栎木炭的制备a、将麻栎木原料去除树皮，制备成木块状；b、将木块状麻栎木烘至绝干；c、将绝干后的木块状麻栎木，或者，经过三聚氰胺甲醛树脂处理后的绝干木块状麻栎木，置于高温管式炉中碳化，获得麻栎木炭；d、将步骤c的麻栎木炭烘干后，直接粉碎、过筛、干燥处理，以获得麻栎木炭粉；或者，在对麻栎木炭烘干后，先进行壳聚糖
‑
银纳米颗粒修饰处理，再继续粉碎、过筛、干燥处理，获得麻栎木炭粉；(2)废旧光盘基体样品的制备a、将回收的光盘粉碎并去除其保护层，干燥处理后获得目标所需的光盘基体；b、将步骤a得到光盘基体直接作为后续材料；或者，对所述光盘基体先进行辐照改性处理，再作为后续材料；(3)麻栎木炭/光盘基体复合材料的制备a、将步骤(1)制备的麻栎木炭粉和步骤(2)制备的光盘基体充分混合，并置于转矩流变仪中；或者，在所述麻栎木炭粉和光盘基体中加入发泡剂混合后，再置于转矩流变仪中；或者，对所述麻栎木炭粉和光盘基体先进行丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物MBS改性处理，再利用转矩流变仪将材料熔融共混；b、将步骤a制备得到的复合材料冷却后，进行粉碎处理；c、以步骤b粉碎后的复合材料为原料，通过模具，利用微型注塑机进行注塑，获得目标所需的麻栎木炭/光盘基体复合材料。2.根据权利要求1所述的兼具屏蔽、阻燃与抗菌性能的木塑复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤(1)a中，将麻栎木制备成100mm
×
50mm
×
50mm的木块状；步骤(1)b中，将木块麻栎木在80℃条件下烘24h至绝干。3.根据权利要求1所述的兼具屏蔽、阻燃与抗菌性能的木塑复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤(1)c中，对绝干后的木块麻栎木进行三聚氰胺甲醛树脂处理；其中，添加三聚氰胺甲醛树脂的量为木块麻栎木量的40％，且三聚氰胺甲醛树脂的制备方法为：按三聚氰胺、多聚甲醛和甲醛的摩尔配比1:2.6:0.4，称取三聚氰胺、多聚甲醛和37％甲醛溶液；将三聚氰胺和多聚甲醛加入到带有搅拌器、冷凝管、温度计的三口瓶中，加入蒸馏水，在搅拌条件下升温至62℃；待溶液澄清后，加入甲醛溶液并用氢氧化钠溶液调节pH值，控制在7.5；升温至82℃，反应30min后结束；将制备好的三聚氰胺甲醛树脂放在密闭的容器中，并放入活性炭以去除未完全反应的游离甲醛。4.根据权利要求1所述的兼具屏蔽、阻燃与抗菌性能的木塑复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤(1)c中，将绝干后的木块状麻栎木，或者，经过三聚氰...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭勇，周娟，陈玉霞，刘点，涂道伍，吕燕，刘光辉，尹乐，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：