木粉/高密度聚乙烯复合材薄木贴面工艺及性能研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:flyindirty2008
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聚烯烃基木塑复合材能够有效利用加工剩余物等废旧木材和回收塑料,具有绿色环保、力学性能优良及耐水耐候等优点。受原材料与制备工艺的影响,这种绿色材料的美观性较差,在结构上外表面被致密光滑的聚合物包裹,导致其与装饰木皮、涂料等装饰材料粘接困难,因而应用受限。本论文针对木塑复合材装饰性差难以粘接的问题,研究了木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)基材表面和薄木表面处理对薄木贴面WF/HDPE复合材性能的影响;通过对贴面材胶合性能、力学性能、耐水热性、表面接触角、表面粗糙度的测量评价确定了较为优异的贴面方式和条件;采用扫描电子显微镜、傅里叶红外测试及X射线光电子能谱等手段对贴面原理进行了初步分析。研究结果为提高木塑复合材料美观性、拓展其在家居领域的应用提供了技术支撑。(1)对WF/HDPE复合基材表面进行砂光、压孔处理,选用异氰酸酯交联乳白胶进行热压贴面。研究表明:基材表面经320目砂纸砂光处理制备的贴面复合材胶合效果优于600目砂纸处理的,表面胶合强度可达2.96MPa;在基材表面加工出微槽和细小孔洞并协同表面砂光处理时,较砂光处理比表面积增加了 30%,能够使胶体在复合基材中形成有效胶钉,表面胶合强度可达到3.05MPa。上述处理方式制备的层积复合材在Ⅱ类浸渍剥离测试中无剥离现象;经Ⅰ类浸渍剥离测试,表板剥离长度在标准要求范围内。这种机械加工处理有效改善了 WF/HDPE木塑复合材难贴面的情况,且贴面材在力学、贴面效果及耐水性上具有较好的表现。(2)采用砂光与光照相结合的方法对WF/HDPE基材进行处理,研究紫外辐照时长、红外加热温度和时间对贴面复合材的影响。研究表明:采用320目砂纸砂光+紫外辐照处理时,随紫外线辐照时间的延长基材表面破坏程度加深,紫外线辐照度为1.00W/m2、辐照时间24h为较好方案,表面胶合强度达到2.91MPa。红外辐射加热+轻微砂光处理时,随红外辐射温度升高基材表层平整度呈先增加后减小趋势,基材板面处理温度180℃、处理时间25s为较好方案,表面胶合强度达到2.87MPa。紫外辐照处理的贴面复合材能够通过Ⅰ类浸渍剥离测试,且在Ⅱ类测试条件下没有出现剥离;红外辐射处理的贴面复合材能够通过Ⅱ类浸渍剥离测。尽管与砂光处理相比,这两种贴面板的表面胶合强度没有得到提高,但对WF/HDPE复合材表面进行红外辐射加热可减少砂光量。(3)采用去离子水(H2O)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)、聚氧烷基烯丙基环氧基封端聚醚(AEPH)交联KH550对贴面薄木进行处理,以线性低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜中间层作为胶黏剂,研究不同药剂处理、有无中间层对贴面复合材性能的影响。结果表明,溶液浸泡影响薄木的表面粗糙程度,由大到小依次为未处理、H2O处理、KH550处理、AEPH交联KH550处理。使用处理后的薄木对基材直接贴面时,KH550及AEPH交联KH550处理的薄木贴面胶合强度分别为0.64MPa和0.66MPa;当添加LLDPE薄膜作为热塑性胶黏剂贴面时,KH550处理薄木贴面板的表面胶合强度提高到1.05MPa,AEPH交联KH550处理的为1.12MPa,H2O处理的为1.02MPa。具有中间层的贴面复合材耐水性优于直接贴面复合材,AEPH交联KH550处理并添加LLDPE中间层的贴面复合材耐水性最好,各边剥离长度之和最小,能够通过Ⅰ类浸渍剥离测试标准要求。(4)上述处理方法各有优势,追求胶合强度时,可选择压孔+砂光的方法处理WF/HDPE复合材表面;考虑减少砂光造成的原料损耗时,可选择180℃条件下对WF/HDPE复合材红外辐射加热25s、之后进行轻微砂光的表面加工手段;考虑无胶胶合、绿色环保、同时对贴面板力学性能和耐水性有较高要求时,可选择AEPH交联KH550处理薄木并添加LLDPE薄膜中间层进行贴面。传统人造板的贴面方法完全具有用于木塑复合材料表面装饰的潜力。
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