一种环保木塑复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保木塑复合材料的制备方法，其特征在于，将防腐剂处理的废弃防腐木材破碎并磨成粉末状木纤维，将其浸没至次氯酸钠溶液中于温度20-30℃条件下振荡0.5-1个小时，然后加热至40℃提取3-4小时；然后将木纤维干燥处理后按一定的重量比与热塑性性材料、马来酸酐接枝聚丙烯混合挤压成型制成木塑地板。本发明专利技术利用废弃防腐木材制备木塑复合材料，充分利用废弃CCA防腐木材生产户外园林景观、建筑材料，不仅可以保护木材资源，而且可以消除污染、净化环境，为发展各地经济及节约大量木材，并且对可持续发展战略的实施具有重要意义。通过该方法制备的板材具有较好较强的颜色稳定性和耐腐朽性以及力学性能，且优于市售多数木塑复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种木塑复合材料，尤其涉及。
技术介绍
木材在户外使用时，通常需要经过防腐处理以提高耐腐朽性能和抗虫害性能，其使用寿命至少可以提高5倍以上。CCA (铬化砷酸铜)是一种水溶性复合防腐剂，因其无色、无味、处理的木材容易上漆、成本相对较低等特点，在国内外防腐木材处理中得到了广泛应用。在我国每年经防腐处理的约10万m3农用材、建筑用材、园林用材中，CCA处理木材约占90%，而其他防腐剂处理材仅占约10%。另外，近年来我国进口 CCA防腐木材增幅也较大，每年从美国、加拿大、芬兰、新西兰等进口防腐木材，其中80 %以上都为CCA处理材。CCA防腐木材有一定的使用年限，达到使用年限都将被废弃处理。由于CCA防腐剂的主要成分铬、砷和铜中，铬和砷是剧毒重金属或类金属，其回收方法具有一定的安全隐患。目前大多数废弃的CCA防腐材都采用掩埋方式或焚烧的方式来处理，造成土地、废弃防腐木资源的巨大浪费和环境污染，也会对人体健康造成潜在的危害。因此，如果把废弃CCA防腐木加以处理和回收再利用，不仅可以使废弃CCA防腐木减少对人体健康和环 境的影响，而且可以变废为宝，具有较高的环保效益和经济效益。目前利用CCA废弃防腐木材开展回收再利用的方法较少，例如公开号为CN101597469B专利技术专利申请公开了一种利用废弃防腐木材合成的酚醛树脂胶粘剂及其制备方法，该方法包括首先将经过防腐剂处理的防腐木材和苯酚在催化剂、阻聚剂的作用下进行液化处理，得到防腐木材液化物；然后将防腐木材液化物与甲醛在碱性溶液中进行聚合反应，得到酚醛树脂胶粘剂。尚未发现利用废弃CCA防腐木材制备环保木塑复合材料的方法。本专利技术利用废弃防腐木材制备木塑复合材料，充分利用废弃CCA防腐木材生产户外园林景观、建筑材料，不仅可以保护木材资源，而且可以消除污染、净化环境，为发展各地经济及节约大量木材，并且对可持续发展战略的实施具有重要意义。通过该方法制备的板材具有较好较强的颜色稳定性和耐腐朽性以及力学性能，优于市售木塑复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是以废弃CCA防腐木中的木纤维和热塑性塑料为主要原料，通过破碎、研磨、提取废弃CCA防腐木中的金属、高混、熔融挤出等工序，来制造环保木塑复合材料。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案:，其特点在于，包括如下步骤:(I)将防腐剂处理的废弃防腐木材破碎并磨成粉末状木纤维，然后将木纤维装入过滤袋中，浸没至提取液中于温度20-30°C条件下振荡0.5-1个小时，然后加热至40°C提取3-4小时；所述提取液是次氯酸钠水溶液，含氯量为8%，提取液pH值为7.1〈ρΗ〈8 ；(2)将步骤(1)的过滤袋取出后，用去离子水冲洗过滤袋，待自然干燥后，取出木纤维；过30-100目筛处理得木纤维颗粒，然后干燥处理，使木纤维的平均含水率小于3% ；(3)按重量比将50-60%步骤(2)中得到的木纤维、35% -48%的高密度聚乙烯、2% -5%的马来酸酐接枝聚丙烯放入小型高速混合分散机进行高混；(4)将混合好的粒料放入微量双螺杆挤出机中进行共混，温度165°C _175°C、转数50-65 rpm、共混时间10_20min，挤出、造粒，利用热压机在热压温度170°C _180°C，热压时间5-6min,压力3_4Mpa条件下,模压成型。其中，步骤(1)中所述的防腐剂处理的废弃防腐木材是指采用铬化砷酸铜水溶性复合防腐剂(CCA)处理的木材。步骤(2)中的干燥处理是指在烘箱105°C温度条件下干燥处理。与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在:本专利技术提出利用废弃防腐木材制备木塑复合材料，充分利用废弃CCA防腐木材生产户外园林景观、建筑材料，不仅可以保护木材资源，而且可以消除污染、净化环境，为发展各地经济及节约大量木材，并且对可持续发展战略的实施具有重要意义。由于铜、铬和砷的复合物存在，经CCA处理的木材细胞壁中存在丰富的固体沉积物。且木材表面呈现疏水性，有助于增加木材和热塑性塑料之间的界面相容性，因此本专利技术方法制备的板材具有较好较强的颜色稳定性和耐腐朽性以及力学性能，优于市售普通木塑复合材料，且铬、砷、铜萃取工艺简单，萃取率高，其中铬的提取率为94%以上，砷的提取率为95%以上，铜的提取率为97%以上。本专利技术采用次 氯酸钠提取废弃防腐木中的铬、砷、铜，次氯酸钠溶液易分解形成次氯酸，其中，在碱性环境下释放次氯酸离子C10_， C10—可以将三价的铬离子(有毒的)氧化成六价的铬离子(无毒)，随着0H_的消耗，以及H+的存在，溶液中的PH值迅速下降至4以下，在酸性的环境下继续与CCA里的Cu，As发生置换反应。本专利技术制备的环保木塑复合材料可广泛应用于户外地板、园林景观、户外家具等行业，具有良好的市场前景。具体实施例方式以下通过具体实施方式对本专利技术技术方案做进一步解释说明。各实施例之木塑复合材料抗弯强度、抗人工气候老化按GB/T 24137-2009规定方法测试，耐真菌腐蚀按GB/T 24508-2009规定方法测试。以下实施例中，废弃CCA防腐木取自南京某公园的废弃地板(规格90mm宽X 24mm厚X 300mm长)，利用X-射线荧光光谱法，根据美国木材保护协会(AWPA) A9-99测试方法，测得锯末样品的铬、砷、铜的原始含量是6.23毫克/克、5.19毫克/克、3.28毫克/克。以上对实施例中所使用的废弃地板进行的说明并非是对本专利技术技术方案的技术限定，采用其它废弃CCA防腐木均适用于本专利技术技术方案，并不影响本专利技术的技术效果。实施例1I将废弃CCA防腐木破碎后，放入磨粉机中磨成木纤维，将木纤维装入过滤纸袋后，放入含有次氯酸钠水溶液的烧瓶中，次氯酸钠水溶液含氯量为8%，pH=7.1。将烧瓶放入旋转振荡器中，在转速为200rpm/min，温度为25°C条件下振荡0.5-1小时,然后加热至40°C恒温提取3-4小时。2将过滤袋取出后，用去离子水冲洗过滤袋，去除过滤袋和木纤维表面的铬、砷和铜残留提取物，待自然干燥后取出木纤维。经过筛法处理得30目颗粒，在烘箱105°C温度条件下，进行24小时干燥处理，使木纤维的平均含水率减少到小于3% ;经检测木纤维中铬、砷、铜的含量分别是0.32毫克/克、0.26毫克/克、0.09毫克/克，同时收集冲洗液和提取液进行无毒害处理。3将60%木纤维、35%的高密度聚乙烯、5%的马来酸酐接枝聚乙烯放入小型高速混合分散机进行高混。4将混合好的粒料放入微量双螺杆挤出机中进行共混，温度175 °C、转数50 rpm、共混时间IOmin,挤出、造粒,利用热压机在热压温度180°C,热压时间5min,压力4Mpa条件下，按照一定的模具模压成型。经测试，本实施例之木塑复合材料抗弯强度为65MPa (GB/T 24137-2009要求抗弯强度> 20MPa)，抗人工气候老化测试中抗弯强度保留率92%、耐光色牢度为5级(GB/T24137-2009要求抗弯强度保留率> 80%、耐光色牢度为> 3级)，耐真菌腐蚀测试中重量损失率<1% (GB/T 24508-2009要求耐真菌腐蚀测试中重量损失率< 24%)。实施例21、将废弃CCA防腐木破碎后，放入磨粉机中磨成木纤维，将木纤维装入过滤纸袋后，放入含有次氯酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保木塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将防腐剂处理的废弃防腐木材破碎并磨成粉末状木纤维，然后将木纤维装入过滤袋中，浸没至提取液中于温度20?30℃条件下振荡0.5?1个小时，然后加热至40℃提取3?4小时；所述提取液是次氯酸钠水溶液，含氯量为8％，提取液pH值为7.1

【技术特征摘要】
1.一种环保木塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将防腐剂处理的废弃防腐木材破碎并磨成粉末状木纤维，然后将木纤维装入过滤袋中，浸没至提取液中于温度20-30°C条件下振荡0.5-1个小时，然后加热至40°C提取3_4小时；所述提取液是次氯酸钠水溶液，含氯量为8%，提取液pH值为7.1〈ρΗ〈8 ； (2)将步骤(1)的过滤袋取出后，用去离子水冲洗过滤袋，待自然干燥后，取出木纤维；过30-100目筛处理得木纤维颗粒，然后干燥处理，使木纤维的平均含水率小于3% ； (3)按重量比将50-60%步骤(2)中得到的木纤维、35%-48%的高密度聚乙烯、2% -5%的马来...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭勇，陈玉霞，刘盛全，高慧，赵冠艳，李晶晶，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：