[发明专利]PMMA/木塑人造石复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种复合材料的制备技术领域，具体涉及一种PMMA/木塑人造石复合材料及其制备方法。

背景技术

人造石是一种由天然矿石粉、高性能树脂和天然颜料经过真空浇铸或模压成型的矿物填充型高分子复合材料，可以应用于公共建筑和家庭装修等领域，是一种无放射性污染、可重复利用的环保、绿色新型建筑用室内装饰材料。

近年来随着科学技术的进步，人们日益认识到以普通不饱和树脂合成的人造石不宜与食品直接接触，医学研究发现食品与之直接接触有致病性。发达国家已陆续淘汰普通不饱和树脂合成的人造大理石，转而研究、生产并使用复合亚克力树脂或纯亚克力树脂(PMMA)合成的人造石。

复合亚克力或纯亚克力树脂合成的人造石价格昂贵，普通消费者难以接受，而且其可回收利用率也比较低。目前国内还没有发现纳米木塑与人造石相结合的复合材料及其制作方法。

发明内容

针对复合亚克力或纯亚克力树脂合成的人造石的高价位及其市场需求特点和现有材料易开裂、易变形、重量重、成本高等缺点，本发明提出一种具有优良机械性能和加工性能的纳米木塑与人造石相结合的复合材料。该复合材料降低了使用成本并提高了材料的机械性能，利用一次浇注成型工艺或新型环保粘合剂，制备高性能复合材料。复合材料的基本成分包括木塑材料、亚克力或复合亚克力人造石。木塑材料主要成分为木粉和热塑性塑料；人造石主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯。此种复合材料和10mm厚度人造石相比，抗冲击性能较好，不怕水，不开裂，不变形，木塑材料生产相对简单，木塑人造石复合材料适用范围广泛；本发明中木塑基体可选用的热塑性树脂主要为聚丙烯(PP)基、聚氯乙烯(PVC)基、聚乙烯(PE)基、聚甲醛基、PET基、环氧树脂基、酚醛树脂基或其它热塑性、热固性塑料一种或几种，并可使用回收塑料。

本发明选用的加工助剂包括：偶联剂、硬脂酸、硬脂酸钙、石蜡、二丁酯二辛酯、过氧化甲乙酮的一种或者几种。本发明选用的改性剂包括填充剂、改性剂：氢氧化铝、重质碳酸钙、CPE及各种接枝相容剂的一种或者几种。

本发明所使用的设备有机械式搅拌设备、定型模具、真空箱、恒温烘箱、双螺杆挤出机、定型模具、牵引装置、打磨机、切割机。

本发明还提供一种PMMA/木塑人造石复合材料的制备方法，按如下步骤进行：

第一步，PMMA/木塑人造石复合材料的配料按质量百分数计，复合亚克力或纯亚克力树脂为30～50％，填料为20～60％，其它助剂为0.5～1.0％。木塑材料组成配比：热塑性塑料为20～50％，木粉为15～60％，填充剂为20～30％，各种加工助剂为10～15％。

第二步，将木粉、热塑性塑料、各种加工助剂和改性剂按照配方要求共同加入挤出机送料装置中，经过螺杆各段温度设置好的锥形双螺杆挤出机塑化挤出，经过成型模具、定型模具、冷却装置，最后经牵引设备牵引而出，制得木塑底板材料。

第三步，称量一定量的复合亚克力树脂或纯亚克力树脂，加入树脂量0.8~1.2％的促进剂，搅拌均匀。将一定量不同花色和大小的颗粒和氢氧化铝粉按照配方要求加入树脂中，搅拌均匀。继续搅拌直到混合料温度达到25℃，加入树脂量1.0~1.5％的固化剂，搅拌2~5min使固化剂分散均匀。将物料加入模具中，模具带物料推入真空箱，抽真空3`5min排出物料中空气。

第四步，木塑材料与人造石复合。将处理过的木塑板材覆盖于未固化的人造石物料上，在物料固化的同时，木塑材料逐步与人造石复合到一起。或者人造石固化定型后，将木塑与人造石贴合在一起，粘合剂必须采用绿色环保型。

制作方法的具体执行流程如下：

1)备料

2)将木料粉碎、研磨成木粉、烘干、活化处理；

3)在进行步骤2的同时将塑料分选收集、磨粉或改性造粒；

4)按照给定的配方比例取料，充分混合，然后加入到高低速混合机中，加热到一定温度；

5)将步骤4的混合物经过挤出机，挤出板材；

6)板材经真空定型台，进行定型；

7)冷却后进行牵引，经切割机进行切割，经表面处理而成木塑底板材料；

8)在进行步骤2同时按照配方比例将树脂、促进剂、固化剂、填料、色母料混合，搅拌均匀；

9)将步骤8的混合物浇注到步骤7获得的板材上，使两者逐步固化复合到一起。