一種利用秸稈制備聚丙烯基木塑復合材料的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于木塑復合材料制備技術領域，特別涉及一種利用秸桿制備聚丙烯基木塑復合材料的方法。
【背景技術】
[0002]木塑復合材料中含有木粉和塑料，因此復合材料兼具了木材和塑料的優點:①良好的加工性能。木塑復合材料內含塑料和纖維，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，且握釘力明顯優于其他合成材料。機械性能優于木質材料。握釘力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。②良好的強度性能。木塑復合材料內含塑料，因而具有較好的彈性模量。此外，由于內含纖維并經與塑料充分混合，因而具有與硬木相當的抗壓、抗彎曲等物理機械性能，并且其耐用性明顯優于普通木質材料。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。木塑材料及其產品與木材相比，可抗強酸堿、耐水、耐腐蝕，并且不繁殖細菌，不易被蟲蛀、不長真菌。使用壽命長，可達50年以上。④優良的可調整性能。通過助劑，塑料可以發生聚合、發泡、固化、改性等改變，從而改變木塑材料的密度、強度等特性，還可以達到抗老化、防靜電、阻燃等特殊要求。由于木塑復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。用木纖維復合材料做成的地板比目前中低度木質纖維板性能上優越的多，不脹縮、防水、表面美觀。符合材料若用于多層共擠型材，內層采用回收料，外層采用新料，制成的制品各項力學性能可以與硬木產品相媲美。②汽車行業的應用。近年來，木塑板材以其合理的價位、優越的性能，在汽車裝飾材料方面應用增多，如汽車的門板、后放物箱、行李箱側圍、座椅板等。③其他行業。除了傳統的產業外，復合材料的應用領域不斷擴大，目前已經開始應用的如托盤、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]秸桿是一種重要的農業廢棄物，也是一種具有多用途的可再生的生物資源，其量巨大，粉碎后可做木塑復合材料的木粉。從生產原料的角度而言，木塑復合材料減緩和免除了塑料廢棄物的公害污染，也免除了秸桿堆砌和焚燒給環境帶來的污染。
[0004]隨著塑料工業的發展，大量的廢舊塑料成為垃圾，造成環境污染。現實生活中，廢舊聚丙烯占有的比例較大，而且回收容易，價格較低。因此其成為木塑復合材料的一種塑料原料。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種利用秸桿制備聚丙烯基木塑復合材料的方法。
[0006]具體步驟為:
(I)將稻桿浸泡在質量百分比濃度為15~25%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理3~4小時，堿化溫度為30~40°C，制得堿化處理秸桿。
[0007](2)將步驟(I)制得的堿化處理秸桿用蒸餾水洗滌4~5次，除去秸桿上的堿及其他雜質，然后干燥處理，經機械粉碎，制得長徑比為3~4:1，粒徑為70~90目的秸桿粉。
[0008](3)按照以下質量比稱取原料，聚丙烯:分散潤滑劑:偶聯劑:抗氧劑:步驟(2)制得的秸桿粉=80~100:4~10:2~4:0.2-0.8:80-100ο
[0009](4)將步驟(3)稱取的聚丙烯在170~180°C的煉塑機上熔融塑化，然后依次加入步驟(3)稱取的抗氧劑、秸桿粉、分散潤滑劑和偶聯劑，薄通5~7次后出片，制得塑化片材。
[0010](5)對平板硫化機進行加熱，設置上模板的溫度為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上預熱4分鐘，加壓9~llMpa模壓4分鐘，再置于常溫平板硫化機上加壓9~llMpa冷壓5分鐘，即制得聚丙烯基木塑復合材料。
[0011]所述分散潤滑劑含芳香族碳氫化合物、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]所述抗氧劑為雙十二碳醇酯。
[0013]本發明方法操作簡單，易于大規模推廣應用，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，從而提高了木塑復合材料的加工性能和相關力學性會K。
【具體實施方式】
[0014]實施例:
(I)將稻桿浸泡在質量百分比濃度為20%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理3.5小時，堿化溫度為35°C，制得堿化處理秸桿。
[0015](2)將步驟(I)制得的堿化處理秸桿用蒸餾水洗滌5次，除去秸桿上的堿及其他雜質，然后干燥處理，經機械粉碎，制得長徑比為3:1，粒徑為80目的秸桿粉。
[0016](3)按照以下質量比稱取原料，聚丙烯:分散潤滑劑:偶聯劑:抗氧劑:步驟(2)制得的秸桿粉=90:8:3:0.6:90。
[0017](4)將步驟(3)稱取的聚丙烯在175°C的煉塑機上熔融塑化，然后依次加入步驟
(3)稱取的抗氧劑、秸桿粉、分散潤滑劑和偶聯劑，薄通6次后出片，制得塑化片材。
[0018](5)對平板硫化機進行加熱，設置上模板的溫度為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上預熱4分鐘，加壓1Mpa模壓4分鐘，再置于常溫平板硫化機上加壓1Mpa冷壓5分鐘，即制得聚丙烯基木塑復合材料。
[0019]所述分散潤滑劑含3質量份芳香族碳氫化合物S_105、3質量份改性烷基酚醛樹脂TKM-M80及2質量份脂肪醇和脂肪酸酯的混合物Deoflow A。
所述偶聯劑為1.5質量份異氰酸酯和1.5質量份馬來酸酐的混合物。
[0020]所述抗氧劑為雙十二碳醇酯。
[0021]本實施例制得的聚丙烯基木塑復合材料的彎曲強度為48.234MPa，彎曲模量為4.631GPa，沖擊強度為18.021 KJ/m2，拉伸強度為21.105 MPa，最大轉矩為21.97N.ι?，平衡轉矩為4.44Ν.m，表現出較為優異的力學性能和加工性能。
【主權項】
1.一種利用秸桿制備聚丙烯基木塑復合材料的方法，其特征在于具體步驟為: (1)將稻桿浸泡在質量百分比濃度為15~25%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理3~4小時，堿化溫度為30~40°C，制得堿化處理秸桿； (2)將步驟(I)制得的堿化處理秸桿用蒸餾水洗滌4~5次，除去秸桿上的堿及其他雜質，然后干燥處理，經機械粉碎，制得長徑比為3~4:1，粒徑為70~90目的秸桿粉； (3)按照以下質量比稱取原料，聚丙烯:分散潤滑劑:偶聯劑:抗氧劑:步驟(2)制得的秸桿粉=80~100:4~10:2~4:0.2-0.8:80-100 ； (4)將步驟(3)稱取的聚丙烯在170~180°C的煉塑機上熔融塑化，然后依次加入步驟(3)稱取的抗氧劑、秸桿粉、分散潤滑劑和偶聯劑，薄通5~7次后出片，制得塑化片材； (5)對平板硫化機進行加熱，設置上模板的溫度為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上預熱4分鐘，加壓9~llMpa模壓4分鐘，再置于常溫平板硫化機上加壓9~llMpa冷壓5分鐘，即制得聚丙烯基木塑復合材料； 所述分散潤滑劑含芳香族碳氫化合物、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； 所述抗氧劑為雙十二碳醇酯。
【專利摘要】本發明公開了一種利用秸稈制備聚丙烯基木塑復合材料的方法。將秸稈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，機械粉碎，制得秸稈粉；按以下質量比稱取原料，聚丙烯:分散潤滑劑:偶聯劑:抗氧劑:秸稈粉=80~100:4~10:2~4:0.2~0.8:80~100；將聚丙烯在煉塑機上熔融塑化，然后依次加入抗氧劑、秸稈粉、分散潤滑劑和偶聯劑，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上壓制，即制得聚丙烯基木塑復合材料。本發明方法操作簡單，易于大規模推廣應用，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，從而提高了木塑復合材料的加工性能和相關力學性能。
【IPC分類】C08K5-1539, C08K5-10, C08L23-12, C08K5-00, C08L61-14, C08L97-02, B29C35-02, C08K5-05, C08K5-29
【公開號】CN104761818
【申請號】CN201510199913
【發明人】李欣, 凌敏, 李靜靜, 黃超
【申請人】桂林理工大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月25日