一種利用棉花桿制備聚丙烯基木塑復(fù)合材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于木塑復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用棉花桿制備聚丙烯基木塑復(fù)合材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木塑復(fù)合材料中含有木粉和塑料，因此復(fù)合材料兼具了木材和塑料的優(yōu)點(diǎn):①良好的加工性能。木塑復(fù)合材料內(nèi)含塑料和纖維，因此，具有同木材相類似的加工性能，可鋸、可釘、可刨，使用木工器具即可完成，且握釘力明顯優(yōu)于其他合成材料。機(jī)械性能優(yōu)于木質(zhì)材料。握釘力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。②良好的強(qiáng)度性能。木塑復(fù)合材料內(nèi)含塑料，因而具有較好的彈性模量。此外，由于內(nèi)含纖維并經(jīng)與塑料充分混合，因而具有與硬木相當(dāng)?shù)目箟?、抗彎曲等物理機(jī)械性能，并且其耐用性明顯優(yōu)于普通木質(zhì)材料。表面硬度高，一般是木材的2~5倍。③具有耐水、耐腐性能，使用壽命長。木塑材料及其產(chǎn)品與木材相比，可抗強(qiáng)酸堿、耐水、耐腐蝕，并且不繁殖細(xì)菌，不易被蟲蛀、不長真菌。使用壽命長，可達(dá)50年以上。④優(yōu)良的可調(diào)整性能。通過助劑，塑料可以發(fā)生聚合、發(fā)泡、固化、改性等改變，從而改變木塑材料的密度、強(qiáng)度等特性，還可以達(dá)到抗老化、防靜電、阻燃等特殊要求。由于木塑復(fù)合材料有著如此之多的性能，就決定著它將被廣泛使用。①建筑業(yè)。用木纖維復(fù)合材料做成的地板比目前中低度木質(zhì)纖維板性能上優(yōu)越的多，不脹縮、防水、表面美觀。符合材料若用于多層共擠型材，內(nèi)層采用回收料，外層采用新料，制成的制品各項(xiàng)力學(xué)性能可以與硬木產(chǎn)品相媲美。②汽車行業(yè)的應(yīng)用。近年來，木塑板材以其合理的價(jià)位、優(yōu)越的性能，在汽車裝飾材料方面應(yīng)用增多，如汽車的門板、后放物箱、行李箱側(cè)圍、座椅板等。③其他行業(yè)。除了傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)外，復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，目前已經(jīng)開始應(yīng)用的如托盤、花盆、工具手柄、辦公用品、攻速公路路牌、吸聲板及音箱等工程組件。
[0003]棉花桿原料豐富廉價(jià)，是一種重要的農(nóng)業(yè)廢棄物，也是一種具有多用途的可再生的生物資源，粉碎后可做木塑復(fù)合材料的木粉。從生產(chǎn)原料的角度而言，木塑復(fù)合材料減緩和免除了塑料廢棄物的公害污染，也免除了棉花桿堆砌和焚燒給環(huán)境帶來的污染。
[0004]隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，大量的廢舊塑料成為垃圾，造成環(huán)境污染?，F(xiàn)實(shí)生活中，廢舊聚丙烯占有的比例較大，而且回收容易，價(jià)格較低。因此其成為木塑復(fù)合材料的一種塑料原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用棉花桿制備聚丙烯基木塑復(fù)合材料的方法。
[0006]具體步驟為:
(I)棉花桿浸泡在質(zhì)量百分比濃度為15~25%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理2~3小時(shí)，堿化溫度為30~40°C，制得堿化處理棉花桿。
[0007](2)將步驟(I)制得的堿化處理棉花桿用蒸餾水洗滌3~4次，除去桿上的堿及其他雜質(zhì)，然后干燥處理，經(jīng)機(jī)械粉碎，制得粒徑為50~70目的棉花桿粉。
[0008](3)按照以下質(zhì)量比稱取原料，聚丙烯:分散潤滑劑:偶聯(lián)劑:抗氧劑:步驟(2)制得的棉花桿粉=90~110:8~14:2~4:0.2-0.8:90-110
[0009](4)將步驟(3)稱取的聚丙烯在170~180°C的煉塑機(jī)上熔融塑化，然后依次加入步驟(3)稱取的抗氧劑、棉花桿粉、分散潤滑劑和偶聯(lián)劑，薄通5~7次后出片，制得塑化片材。
[0010](5)對(duì)平板硫化機(jī)進(jìn)行加熱，設(shè)置上模板的溫度為170~180°C，下模板的溫度為170~180°C，待溫度上升至設(shè)置的溫度，恒溫10分鐘，然后將步驟⑷制得的塑化片材放在平板硫化機(jī)上預(yù)熱3分鐘，加壓9~llMpa模壓4分鐘，再置于常溫平板硫化機(jī)上加壓9~llMpa冷壓6分鐘，即制得聚丙烯基木塑復(fù)合材料。
[0011]所述分散潤滑劑含芳香族碳?xì)浠衔?、改性烷基酚醛樹脂及脂肪醇和脂肪酸酯的混合物?br> 所述偶聯(lián)劑為異氰酸酯和馬來酸酐中的一種或兩種。
[0012]所述抗氧劑為雙(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚。
[0013]本發(fā)明方法操作簡單，易于大規(guī)模推廣應(yīng)用，且通過各種加工助劑的加入，改善了聚丙烯基體樹脂與木粉之間的相容性，從而提高了木塑復(fù)合材料的加工性能和相關(guān)力學(xué)性會(huì)K。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例:
(I)棉花桿浸泡在質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理2.5小時(shí)，堿化溫度為35 °C，制得堿化處理棉花桿。
[0015](2)將步驟⑴制得的堿化處理棉花桿用蒸餾水洗滌4次，除去桿上的堿及其他雜質(zhì)，然后干燥處理，經(jīng)機(jī)械粉碎，制得粒徑為60目的棉花桿粉。
[0016](3)按照以下質(zhì)量比稱取原料，聚丙烯:分散潤滑劑:偶聯(lián)劑:抗氧劑:步驟(2)制得的棉花桿粉=100:11.5:3:0.5:100。
[0017](4)將步驟(3)稱取的聚丙烯在175°C的煉塑機(jī)上熔融塑化，然后依次加入步驟
(3)稱取的抗氧劑、棉花桿粉、分散潤滑劑和偶聯(lián)劑，薄通6次后出片，制得塑化片材。
[0018](5)對(duì)平板硫化機(jī)進(jìn)行加熱，設(shè)置上模板的溫度為175°C，下模板的溫度為175°C，待溫度上升至設(shè)置的溫度，恒溫10分鐘，然后將步驟(4)制得的塑化片材放在平板硫化機(jī)上預(yù)熱3分鐘，加壓1Mpa模壓4分鐘，再置于常溫平板硫化機(jī)上加壓1Mpa冷壓6分鐘，即制得聚丙烯基木塑復(fù)合材料。
[0019]所述分散潤滑劑含5質(zhì)量份芳香族碳?xì)浠衔颯_105、5質(zhì)量份改性烷基酚醛樹脂TKM-M80及1.5質(zhì)量份脂肪醇和脂肪酸酯的混合物Deoflow A。
所述偶聯(lián)劑為1.5質(zhì)量份異氰酸酯和1.5質(zhì)量份馬來酸酐的混合物。
[0020]所述抗氧劑為雙(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚。
[0021]本實(shí)施例制得的聚丙烯基木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度為47.356MPa，彎曲模量為4.597GPa，沖擊強(qiáng)度為18.142 KJ/m2，拉伸強(qiáng)度為21.004 MPa，最大轉(zhuǎn)矩為22.02N.ι?，平衡轉(zhuǎn)矩為4.61Ν.m，表現(xiàn)出較為優(yōu)異的力學(xué)性能和加工性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用棉花桿制備聚丙烯基木塑復(fù)合材料的方法，其特征在于具體步驟為: (1)將棉花桿浸泡在質(zhì)量百分比濃度為15~25%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理2~3小時(shí)，堿化溫度為30~40°C，制得堿化處理棉花桿； (2)將步驟(I)制得的堿化處理棉花桿用蒸餾水洗滌3~4次，除去桿上的堿及其他雜質(zhì)，然后干燥處理，經(jīng)機(jī)械粉碎，制得粒徑為50~70目的棉花桿粉； (3)按照以下質(zhì)量比稱取原料，聚丙烯:分散潤滑劑:偶聯(lián)劑:抗氧劑:步驟(2)制得的棉花桿粉=90~110:8~14:2~4:0.2-0.8:90-110 ； (4)將步驟(3)稱取的聚丙烯在170~180°C的煉塑機(jī)上熔融塑化，然后依次加入步驟(3)稱取的抗氧劑、棉花桿粉、分散潤滑劑和偶聯(lián)劑，薄通5~7次后出片，制得塑化片材； (5)對(duì)平板硫化機(jī)進(jìn)行加熱，設(shè)置上模板的溫度為170~180°C，下模板的溫度為170~180°C，待溫度上升至設(shè)置的溫度，恒溫10分鐘，然后將步驟(4)制得的塑化片材放在平板硫化機(jī)上預(yù)熱3分鐘，加壓9~llMpa模壓4分鐘，再置于常溫平板硫化機(jī)上加壓9~llMpa冷壓6分鐘，即制得聚丙烯基木塑復(fù)合材料； 所述分散潤滑劑含芳香族碳?xì)浠衔?、改性烷基酚醛樹脂及脂肪醇和脂肪酸酯的混合物? 所述偶聯(lián)劑為異氰酸酯和馬來酸酐中的一種或兩種； 所述抗氧劑為雙(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用棉花桿制備聚丙烯基木塑復(fù)合材料的方法。將棉花桿浸泡在氫氧化鈉水溶液中堿化處理后用蒸餾水洗滌，然后干燥處理，機(jī)械粉碎，制得棉花桿粉；按以下質(zhì)量比稱取原料，聚丙烯:分散潤滑劑:偶聯(lián)劑:抗氧劑:棉花桿粉=90~110:8~14:2~4:0.2~0.8:90~110；將聚丙烯在煉塑機(jī)上熔融塑化，然后依次加入抗氧劑、棉花桿粉、分散潤滑劑和偶聯(lián)劑，薄通5~7次后出片，制得塑化片材；將塑化片材放在平板硫化機(jī)上壓制，即制得聚丙烯基木塑復(fù)合材料。本發(fā)明方法操作簡單，易于大規(guī)模推廣應(yīng)用，且通過各種加工助劑的加入，改善了聚丙烯基體樹脂與木粉之間的相容性，從而提高了木塑復(fù)合材料的加工性能和相關(guān)力學(xué)性能。
【IPC分類】C08K5-05, C08K13-00, C08K5-09, C08L61-14, C08K5-10, C08L23-12, C08L97-02, C08K5-375, C08K5-29
【公開號(hào)】CN104774389
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510199927
【發(fā)明人】李欣, 凌敏, 李靜靜, 黃超
【申請(qǐng)人】桂林理工大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月25日