一種利用甘蔗渣制備聚乙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，特別涉及一種利用甘蔗渣制備聚乙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熱熔塑膠原料，其中的熱熔塑膠原料可采用工業或生活的廢棄料。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，也免除了甘蔗渣堆砌和焚燒給環境帶來的污染。同時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]甘蔗是制糖的主要原料之一，經過榨糖之后剩下的甘蔗渣，是一種重要的農業廢棄物，隨著現代工業的發展，甘蔗渣已成為一種非常重要的生物質資源，其約有50%的纖維可以用來造紙，另外，甘蔗渣粉碎后可做木塑復合材料的木粉。
[0004]眾所周知，聚乙烯是高分子材料中四大通用塑料之一，其用量占60%。隨著聚乙烯消費市場的不斷擴大，消費品種的不斷多樣化，其聚乙烯的廢棄物量也在不斷增加。目前，我國每年社會上可回收利用的廢棄物約有lMt，實際利用的約有0.2Mt，還有0.8Mt未能加以回收利用，大部分廢棄物以填埋方式進行處置，這樣不但造成了二次污染，也造成了材料的極度浪費。隨著科學技術不斷進步及能源需求量不斷增加，如何更快、更好地做好廢棄物的回收利用工作關系著國家的富強與進步，而解決聚乙烯廢棄物的回收利用是所有廢棄物回收利用中的重要內容之一。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種利用甘蔗渣制備聚乙烯基木塑復合材料的方法。
[0006]具體步驟為:
(I)將甘蔗渣浸泡在質量百分比濃度為10~20%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，制得堿化處理甘蔗渣。
[0007](2)將步驟(I)制得的堿化處理甘蔗渣用蒸餾水洗滌3~4次，除去甘蔗渣上的堿及其他雜質，然后在65~75°C下干燥處理2~3小時，再經機械粉碎，制得粒徑為100~200目的甘蔗渣粉。
[0008](3)按照以下質量比稱取原料，步驟(2)制得的甘蔗渣粉:中密度聚乙烯:過氧化苯甲酰:馬來酸酐:硅油:氯化石蠟:二鹽基鄰苯二甲酸鉛=20~60:10~50:0.5-2:1-4:15-20:1-7:0.5-4.0，將原料在高速攪拌機上混合均勻，高速攪拌機的轉速為3000~6000轉/分鐘，制得混合物料。
[0009](4)將步驟(3)制得的混合物料在雙螺桿擠出機中反應擠出，螺桿溫度設置為160~180°C，轉速為300~500轉/分鐘，物料在螺桿中的停留時間為3?7分鐘，制得擠出成型板材，即為聚乙烯基木塑復合材料。
[0010]本發明方法操作簡單，廢物利用，易于大規模推廣，且所制得的聚乙烯基木塑復合材料無毒環保、綜合性能優良、易加工，能夠替代傳統木材，應用前景廣闊。
【具體實施方式】
[0011]實施例:
(I)將甘蔗渣浸泡在質量百分比濃度為15%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理3.5小時，堿化溫度為35°C，制得堿化處理甘蔗渣。
[0012](2)將步驟⑴制得的堿化處理甘蔗渣用蒸餾水洗滌4次，除去甘蔗渣上的堿及其他雜質，然后在70°C下干燥處理2.5小時，再經機械粉碎，制得粒徑為150目的甘蔗渣粉。
[0013](3)按照以下質量比稱取原料，步驟(2)制得的甘蔗渣粉:中密度聚乙烯:過氧化苯甲酰:馬來酸酐:硅油:氯化石蠟:二鹽基鄰苯二甲酸鉛=40:30:1.2:2.5:18:4:2.3，將原料在高速攪拌機上混合均勻，高速攪拌機的轉速為4500轉/分鐘，制得混合物料。
[0014](4)將步驟(3)制得的混合物料在雙螺桿擠出機中反應擠出，螺桿溫度設置為170°C，轉速為400轉/分鐘，物料在螺桿中的停留時間為5分鐘，制得擠出成型板材，即為聚乙烯基木塑復合材料。
[0015]本實施例中，過氧化苯甲酰、馬來酸酐、硅油、氯化石蠟和二鹽基鄰苯二甲酸鉛等助劑的加入，使制得的聚乙烯基木塑復合材料與未加助劑的相比，其拉伸強度提高了 131%，沖擊強度提高了 27%，吸水率降低到0.48%ο
【主權項】
1.一種利用甘蔗渣制備聚乙烯基木塑復合材料的方法，其特征在于具體步驟為: (1)將甘蔗渣浸泡在質量百分比濃度為10~20%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，制得堿化處理甘蔗渣； (2)將步驟(I)制得的堿化處理甘蔗渣用蒸餾水洗滌3~4次，除去甘蔗渣上的堿及其他雜質，然后在65~75°C下干燥處理2~3小時，再經機械粉碎，制得粒徑為100~200目的甘蔗渣粉； (3)按照以下質量比稱取原料，步驟(2)制得的甘蔗渣粉:中密度聚乙烯:過氧化苯甲酰:馬來酸酐:硅油:氯化石蠟:二鹽基鄰苯二甲酸鉛=20~60:10~50:0.5-2:1-4:15-20:1-7:0.5-4.0，將原料在高速攪拌機上混合均勻，高速攪拌機的轉速為3000~6000轉/分鐘，制得混合物料； (4)將步驟(3)制得的混合物料在雙螺桿擠出機中反應擠出，螺桿溫度設置為160~180°C，轉速為300~500轉/分鐘，物料在螺桿中的停留時間為3?7分鐘，制得擠出成型板材，即為聚乙烯基木塑復合材料。
【專利摘要】本發明公開了一種利用甘蔗渣制備聚乙烯基木塑復合材料的方法。將甘蔗渣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，經機械粉碎，制得粒徑為100~200目的甘蔗渣粉；按以下質量比稱取原料，甘蔗渣粉:中密度聚乙烯:過氧化苯甲酰:馬來酸酐:硅油:氯化石蠟:二鹽基鄰苯二甲酸鉛=20~60:10~50:0.5~2:1~4:15~20:1~7:0.5~4.0，將原料在高速攪拌機上混合均勻，制得混合物料，然后在雙螺桿擠出機中反應擠出，制得擠出成型板材，即為聚乙烯基木塑復合材料。本發明方法操作簡單，廢物利用，易于大規模推廣，且所制得的聚乙烯基木塑復合材料無毒環保、綜合性能優良、易加工，能夠替代傳統木材，應用前景廣闊。
【IPC分類】C08K5-09, C08L83-04, C08L91-06, C08K5-098, C08K5-14, C08L23-06
【公開號】CN104774368
【申請號】CN201510199918
【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15日
【申請日】2015年4月25日