[发明专利]一种生物质改性PS仿木发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种用生物质纤维粉和聚苯乙烯塑料（PS）的发泡仿木板材，及其制备工艺和新材料的使用方法。

背景技术

目前，使用的仿木板材主要是热塑性塑料如PE（聚乙烯）挤出品或发泡品如PS（聚苯乙烯）和PVC（聚氯乙烯）发泡材料，前者主要用在室外，因为具有较大的热胀冷缩系数难以用于室内家具等领域；后者在一定程度上降低了热胀冷缩特性，但是其握钉力和其他加工性能有达不到要求。针对上述不足，本发明通过添加含一定长径比的天然纤维，通过对塑料原料进行改性造粒后，在进行发泡，已达到“生物钢筋”的作用。用本发明方法制备的仿木板材，一方面，继续保持发泡材料热胀冷缩系数低，性能稳定的特点，且可以提高发泡度，减少原材料的使用；另一方面增加了发泡塑料的强度，使得仿木板材达到可钉、可刨、可锯、方便粘合等传统加工方法的要求。与普通木材相比，本方法制备的仿木板材具有防潮、防腐蚀、防白蚁侵害的优点，使用寿命更长；不需要油漆，不含甲醛等有害物质，即使长期接触，也不会对健康造成危害。用本方法制备的仿木板材可以回收再利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有的不足，提供一种成本低、不腐烂、使用寿命长且环保的生物质改性PS仿木发泡板材。

为了解决上述技术问题，该生物质/聚苯乙烯PS发泡仿木板材，该发泡仿木板材由下列按重量份数配比的成分组成： PS塑料35~85份、生物质纤维粉15~65份，助剂3~15份、矿石粉21~82份。

本发明还要解决的技术问题是，提供一种成本低、不腐烂、使用寿命长且环保的生物质改性PS仿木发泡板材的制备方法。

为了解决上述技术问题，该生物质改性PS仿木发泡板材的制备方法，包括以下步骤：

（1）研磨原材料：将生物质纤维粉研磨成粒度为25~200目的粉末，并烘干，获得生物质纤维粉；

（2）预混改性：按重量份配比称取生物质纤维粉与矿石粉和助剂，放入负压高速混合机，在转速为300~400转/分下进行预混合，并加热烘干，温度为70~170℃，加热时间至少为10分钟，获得预混改性的生物质原材料；

（3）配混造粒：将步骤（2）中所得的预混改性的预混改性的生物质原材料与按重量份配比称取的PS塑料和助剂充分混合，并加热烘干，加热温度为90~130℃，加热时间至少为10分钟，在塑料造粒机上进行造粒，获得改性PS塑料；

（4）挤塑成型：将步骤（3）中所得的改性PS塑料、PS生产料和助剂加入塑料板挤出机中，进行熔融共混挤出，获得生物质/PS发泡板材；

（5）压制花纹：在花纹压花机上对生物质/PS发泡板材进行压花，最后进行裁料，检测，包装。

本发明进一步改进在于，所述步骤（2）中预混改性时，各组分由下列按重量份数配比的成分组成：生物质纤维粉15~65份，助剂3~15份，矿石粉21~82份，所述步骤（3）中配混造粒时，所述预混改性的生物质原材料20~55份，助剂3~15份；PS塑料35~85份，所述步骤（4）中挤塑成型，所述改性PS塑料与PS生产料的比例为1:4~4:1。

本发明进一步改进在于，所述助剂是偶联剂、润滑剂、抗氧剂、增韧剂、酯化剂、己内酰胺、发泡剂、引发剂、稳定剂、色母粒和防老剂中的一种或至少两种组合；其中所述步骤（2）和所述步骤（4）中的己内酰胺的用量为1~15%；所述步骤（3）中的助剂包括接枝剂、润滑剂和增韧剂；所述步骤（4）中的助剂包括发泡剂、引发剂、稳定剂、色母粒和防老剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述酯化剂为马来酸酐，所述接枝剂为马来酸酐接枝苯乙烯；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和/或液态CO₂和/或碳酸氢胺；所述引发剂为氧化锌或/和氧化钾，所述稳定剂为硬脂酸钙和/或硬脂酸锌，所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂或/和氢氧化镁，所述防老剂和/或防老剂RD和/或UV-531。

本发明进一步改进在于，所述PS塑料为聚苯乙烯新料或回收料；所述PS生产料为PS纯料或PS与聚乙烯PE或塑料的混合料；

本发明进一步改进在于，所述生物质纤维粉为米糠粉、秸秆粉、茶叶、茶杆粉、烟叶、烟杆、药渣、木粉中的一种或至少两种的组合；所述矿石粉为碳酸钙或/和硅微粉。