專利名稱：一種耐磨耐刮擦耐污高耐候性的塑木型材及其制備方法
技術領域：
本發明屬于建筑材料技術領域，特別涉及一種塑木型材，具體涉及該塑木型材的材料，還涉及其制備方法。
背景技術：
木塑復合材料(Wood-Plastic Composites, WPC)是國內外近年蓬勃興起的一類新型復合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等與超過50%以上的木粉、稻殼、秸桿等廢植物纖維混合成的新的材料。木塑復合材料經擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝生產出 的型材稱之為塑木型材，主要用于建材、家具、物流包裝等行業。塑木型材所使用的材料——木塑復合材料的基礎為高密度聚乙烯和木質纖維,這種材料決定了塑木型材具有良好的加工性能，良好的強度性能，耐水、耐腐性能，使用壽命長，優良的可調整性能，具有紫外線光穩定性，這些性能使塑木型材替代實體木材，在建筑行業得到越來越廣泛的應用。但是，塑木型材在室外長時間使用，不斷地經受硬物的摩擦、污潰的侵襲及日曬、風吹、雨淋等，不可避免的會造成磨損、污染及老化，縮短其使用壽命。為了解決上述問題，有業者在塑木型材的表面通過粘合劑附著一層厚度為O. I O. 5mm的金屬薄板或金屬箔，以提高塑木型材的耐磨性、抗污性和耐候性(中國實用新型專利200720057206. 3，金屬塑料復合型材)，但這種形式的塑木型材不僅成本過高，加工復雜，金屬材質無法模仿實木的顏色及外觀，而且金屬薄板或金屬箔容易從芯材上脫落，使用效果不理想，難以大量應用。
發明內容
有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種耐磨、耐刮擦、抗污和高耐候性的塑木型材，另外還提供該塑木型材的制備方法。本發明解決上述技術問題的技術方案為
一種塑木型材，包括芯材，所述芯材上下左右四壁以共擠出成型方式包覆有耐磨、耐刮擦、抗污和高耐候性的保護層，所述保護層的材料按重量百分比計由以下組分組成
10 50%的低壓聚乙烯(HDPE)、
10 50%的聚丙烯(PP)、
10^50%的乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、
Γ30%的納米氧化鋅(ΖηΟ)、
Γ30%的填充物、
O. I O. 5%的抗氧劑、
0. Γ0. 5%的抗紫外線劑、
0.3 I. 5%的色粉、
0.廣1%的防霉劑。
上述各組分中，HDPE、PP、EAA、納米ZnO及填充物是保護層的主要組分，其中，HDPE和EAA都用于確保保護層與芯材的結合力，發明人研究發現，當HDPE和EAA共同使用時，保護層和芯層的結合強度最強，EN319-1993方法測試剝離強度超過2. 03mpa，無剝離脫落，按ASTM D7032方法測試20個循環以上無剝離；PP用于提高保護層的硬度；納米ZnO用于提高材料的耐磨性，其他填充物起到進一步增強其耐磨性的作用，納米ZnO和填充物兩種組分的同時加入，使包覆層材料的填充粉體從納米級到微米級成比例分布，對材料表面的耐磨、耐劃傷更好，而且不同粒徑的粉體對光的折射不同，達到亞光效果。HDPE、PP、EAA等塑料組分的混合使用使保護層材質致密不親水，比普通塑木型材具有更高的耐污能力。所述填充物為無機礦物粉體，選自碳酸鈣、滑石粉、碳化硅、高嶺土中的至少一種。
所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑168中的至少一種。所述抗紫外線劑選自受阻胺類、苯并三唑中的至少一種。所述防霉劑選自硼酸鋅、百菌清、滅菌丹中的至少一種。
上述塑木型材的制備方法按步驟為
(1)分別制備包覆面料與芯層料
作為保護層的包覆面料的制備方法為將納米氧化鋅粉體和無機粉體填充物進行表面活化處理后與低壓聚乙烯HDPE、聚丙烯PP、乙烯-丙烯酸共聚物EAA混合均勻后，經雙螺桿擠出機擠出造粒，長徑比大于38:1，加工溫度為140-180度；
作為芯材的芯層料的配方及制備方法為本領域現有技術，在此不詳細描述；
(2)共擠成型
芯層料經錐形雙螺桿擠出到機頭，與另外一臺單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機擠出的包覆面料進行匯合經雙層的模具擠出成不同斷面結構型材，擠出溫度140-190度。本發明具有如下有益效果
I、本發明芯材上下左右四壁以共擠出成型方式包覆有保護層，保護層由耐磨、耐刮擦、抗污和高耐候性的材料制成，在人流密集地區，能有效防止人流和硬物所造成的刮傷，更能經受住大自然的各種惡劣的考驗。2、本發明保護層包覆面料中HDPE和EAA兩種組分共同使用，保證了保護層與芯材具有極聞的結合力。3、本發明保護層包覆面料中納米ZnO和填充物兩種組分的同時加入，使包覆層材料的填充粉體從納米級到微米級成比例分布，對材料表面的耐磨、耐劃傷更好，而且不同粒徑的粉體對光的折射不同，達到亞光效果。4、本發明保護層包覆面料中HDPE、PP、EAA等塑料組分的混合使用使保護層材質致密不親水，比普通塑木型材具有更高的耐污能力。5、本發明保護層包覆面料主要組分搭配合適的抗氧劑、抗紫外線劑、防霉劑，使本發明制備的塑木型材具有更高的耐候性，使用壽命更長。
圖I為本發明實施例I的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的說明。實施例僅是本發明的優選實施方式，不是對本發明的限制。實施例I
如圖I所示，本實施例塑木型材為倒角長方形，包括芯材1，所述芯材I上下左右四壁以共擠出方式包覆有耐磨、耐刮擦、抗污和高耐候性的保護層2。所述保護層的材料按重量百分比計由以下組分組成
10%的HDPE (低壓聚乙烯)，
50%的PP (聚丙烯)，
10%的EAA (乙烯-丙烯酸共聚物)，
10%的納米ZnO，
16. 7%的滑石粉，
O. 5%的抗氧劑1010，
0.5%的抗紫外線劑——2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇硬脂酸酯。1. 3%的色粉-氧化鐵黃，
1.0%的硼酸鋅。本實施例塑木型材的制備方法為
(O分別制備包覆面料與芯層料
作為保護層的包覆面料的制備方法為將納米氧化鋅粉體和無機粉體填充物進行表面活化處理后與低壓聚乙烯HDPE、聚丙烯PP、乙烯-丙烯酸共聚物EAA混合均勻后，經雙螺桿擠出機擠出造粒，長徑比大于38:1，加工溫度為150度；
作為芯材的芯層料的制備方法為芯層材料為聚烯烴塑料與木粉、谷糠、竹粉等天然植物纖維添加少量抗氧劑、色粉、偶聯劑混合后，使用密煉機、同向雙螺桿擠出機等設備造粒生產，加工溫度為170度。其配方及制備方法為本領域現有技術，在此不詳細描述；
(2)共擠成型
芯層料經錐形雙螺桿擠出到機頭，與另外一臺單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機擠出的包覆面料進行匯合經雙層的模具擠出成不同斷面結構型材，擠出溫度190度。本實施例制得的塑木型材經檢測，具有如下優良性能
結合力ASTM D7032進行凍融實驗20個循環無剝離、起皮。耐磨ASTM D4060標準測試1000轉耐磨20mg ;耐老化IS04892-2 :2006標準測試1500h后色差值為I. 2 ;耐污表面浸潰植物油、機油、醬油、紅酒、果汁等污染后，用棉布和水清理后，無痕跡。防霉老化=ASTMG21方法測試O級，無霉菌生長。耐刮擦FLTM BO 162-01:2009標準測試25N。實施例2
本實施例塑木型材的結構與實施例I相同。本實施例保護層的材料按重量百分比計由以下組分組成
40%的HDPE (低壓聚乙烯)，
10%的PP (聚丙烯)，
20%的EAA (乙烯-丙烯酸共聚物)，
20%的納米ZnO，
8.3%的填充物碳酸鈣，O. 3%的抗氧劑1010和抗氧劑168的混合物，
O. 3%的抗紫外線劑2-(2’ -羥基-5’ -甲基苯基)苯并三唑，
O. 5%的炭黑，
O. 6%的防霉劑百菌清。本實施例塑木型材的制備方法為
(O分別制備包覆面料與芯層料
作為保護層的包覆面料的制備方法為將納米氧化鋅粉體和無機粉體填充物進行表面活化處理后與低壓聚乙烯HDPE、聚丙烯PP、乙烯-丙烯酸共聚物EAA混合均勻后，經雙螺桿擠出機擠出造粒，長徑比大于38:1，加工溫度為180度；
芯層料的制備方法為芯層材料為聚烯烴塑料與木粉、谷糠、竹粉等天然植物纖維添加少量抗氧劑、色粉、偶聯劑混合后，使用密煉機、同向雙螺桿擠出機等設備造粒生產。加工溫度為190度。其配方及制備方法為本領域現有技術，在此不詳細描述；
(2)共擠成型
芯層料經錐形雙螺桿擠出到機頭，與另外一臺單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機擠出的包覆面料進行匯合經雙層的模具擠出成不同斷面結構型材，擠出溫度140-190度。本實施例制得的塑木型材經檢測，具有如下優良性能
結合力ASTM D7032進行凍融實驗25個循環無剝離、起皮。耐磨ASTM D4060標準測試1000轉耐磨25mg ;耐老化IS04892-2 :2006標準測試1500h后色差值為I. O ;耐污表面浸潰植物油、機油、醬油、紅酒、果汁等污染后，用棉布和水清理后，無痕跡。防霉老化=ASTMG21方法測試O級，無霉菌生長。耐刮擦FLTM BO 162-01:2009標準測試15N。實施例3
本實施例塑木型材的結構與實施例I相同。本實施例保護層的材料按重量百分比計由以下組分組成
20%的HDPE (低壓聚乙烯)，
20%的PP (聚丙烯)，
40%的EAA (乙烯-丙烯酸共聚物)，
2%的納米ZnO，
16. 7%的填充物高嶺土，
O. 2%的抗氧劑1010，
O.2%的抗紫外線劑UV531，
O.4%的氧化鐵黃，
O.5%的滅菌丹。本實施例制備方法和實施例I相同，在此不作贅述。本實施例制得的塑木型材經檢測，具有如下優良性能
結合力ASTM D7032進行凍融實驗40個循環無剝離、起皮。耐磨ASTM D4060標準測試1000轉耐磨30mg ;耐老化S04892-2 :2006標準測試1500h后色差值為O. 8 ;耐污表面浸潰植物油、機油、醬油、紅酒、果汁等污染后，用棉布和水清理后，無痕跡。防霉老化=ASTMG21方法測試O級，無霉菌生長。耐刮擦=FLTM BO 162-01:2009標準測試20N。以上所述實施例僅表達了本發明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技 術方案，均應落在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.ー種塑木型材，其特征在干，包括芯材(I)，所述芯材上下左右四壁以共擠出成型方式包覆有耐磨、耐刮擦、抗污和高耐候性的保護層(2)，所述保護層的材料按重量百分比計由以下組分組成 10 50%的低壓聚こ烯、 10 50%的聚丙烯、 10^50%的こ烯-丙烯酸共聚物、 Γ30%的納米氧化鋅、 Γ30%的填充物、 O. I O. 5%的抗氧劑、 O. Γ0. 5%的抗紫外線劑、 O. 3 I. 5%的色粉、 O.廣1%的防霉劑。
2.根據權利要求I所述的塑木型材，其特征在于所述填充物為無機礦物粉體，選自碳酸鈣、滑石粉、碳化硅、高嶺土中的至少ー種。
3.根據權利要求I所述的塑木型材，其特征在干所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑168中的至少ー種。
4.根據權利要求I所述的塑木型材，其特征在于所述抗紫外線劑選自受阻胺類、苯并三唑中的至少ー種。
5.根據權利要求I所述的塑木型材，其特征在于所述防霉劑選自硼酸鋅、百菌清、滅菌丹中的至少ー種。
6.一種權利要求Γ5任意ー項所述塑木型材的制備方法，其特征在于制備步驟為 (O分別制備包覆面料與芯層料 其中，作為保護層的包覆面料的制備方法為將納米氧化鋅粉體和無機粉體填充物進行表面活化處理后與低壓聚こ烯、聚丙烯、こ烯-丙烯酸共聚物以及抗氧劑、抗紫外線齊U、色粉、防霉劑混合均勻后，經雙螺桿擠出機擠出造粒，長徑比大于38:1，加工溫度為140-180 度； (2)共擠成型 芯層料經錐形雙螺桿擠出到機頭，與另外一臺單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機擠出的包覆面料進行匯合經雙層的模具擠出成不同斷面結構型材，擠出溫度140-190度。
全文摘要
本發明屬于建筑材料技術領域，特別涉及一種塑木型材。該塑木型材包括芯材，所述芯材上下左右四壁以共擠出成型方式包覆有耐磨、耐刮擦、抗污和高耐候性的保護層，所述保護層的材料按重量百分比計由10~50%的HDPE、10~50%的PP、10~50%的EAA、1~30%的納米ZnO、1~30%的填充物、0.1~0.5%的抗氧劑、0.1~0.5%的抗紫外線劑、0.3~1.5%的色粉、0.1~1%的防霉劑組成。本發明芯材以共擠出成型方式包覆有耐磨、耐刮擦、抗污和高耐候性的保護層，能有效防止人流和硬物所造成的刮傷，耐污性強，更能經受住大自然的各種惡劣的考驗，而且保護層與芯材具有極高的結合力。
文檔編號C08K3/34GK102757592SQ20121028357
公開日2012年10月31日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者包明輝, 李斌, 王玉梅 申請人:惠東美新塑木型材制品有限公司