一種利用甘蔗渣制備pvc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PVC基木塑復合材料的方法。
【背景技術】
[0002]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PVC基木塑復合材料的方法。
【背景技術】
[0003]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。
[0004]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。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。
[0005]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。
[0006]PVC價格較低，為木塑復合材料的發展提供了價格優勢。PVC樹脂是線型聚合物，具有熱塑性。由于分子鏈上每隔一個碳原子就由一個帶負電性較強的Cl原子，因而分子鏈具有較強的極性，大分子鏈之間的相互作用力大，阻礙了分子鏈之間的相對滑移。因此PVC樹脂宏觀上表現出一定的剛性和硬度，并具有良好的耐化學腐蝕性。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種利用甘蔗渣制備PVC基木塑復合材料的方法。
[0008]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。
[0009](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。
[0010](3)按照以下質量比稱取原料，PVC:混合熱穩定劑:增韌劑:潤滑調節劑:填料:步驟(2)制得的甘蔗渣粉=90:13.5:10~20:4:15~25:50~70，將原料混合，以4000-8000轉/分鐘的速度攪拌均勻，制得混合物料。
[0011](4)設置開煉機的前輥溫度為1400°C，后輥溫度也為1400°C，待開煉機的溫度上升至設置的溫度后，恒溫10分鐘，然后開啟開煉機，將步驟(3)制得的混合物料倒入開煉機的兩輥筒間，塑煉2~3分鐘，將物料取下，放置冷卻，制得塑煉物料。
[0012](5)對平板硫化機進行加熱，設置上模板的溫度為1700°C，下模板的溫度為1700°C，待溫度上升至設置的溫度，恒溫10分鐘，將模具放置到兩模板之間預熱30分鐘，然后打開模具，將步驟(4)制得的塑煉物料放入模具的型腔內，蓋上模具將其放到平板硫化機的模板內再預熱10分鐘，進行第一次排氣，排氣后在9~llMpa下模壓3分鐘，再進行第二次排氣，然后在8~10Mpa下模壓4分鐘，進行冷卻，待溫度下降至800°C，泄壓，取出模具，并打開，把壓制成的板取出，室溫下自然冷卻，即制得PVC基木塑復合材料。
[0013]所述PVC選用的型號為SG5。
[0014]所述混合熱穩定劑含3質量份的三鹽基硫酸鉛、1.5質量份的二鹽基硬脂酸鉛和9質量份的金屬藻類穩定劑BaSt。
所述增韌劑為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0015]所述潤滑調節劑為潤滑劑HSt。
[0016]所述填料為CaCO3。
[0017]本發明方法操作簡單，易于大規模推廣應用，且通過各種助劑的加入，提高了加工工程中的加工流變性以及材料的硬度、熱穩定性和抗沖擊性等關鍵性能。
【具體實施方式】
[0018]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。
[0019](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。
[0020](3)按照以下質量比稱取原料，PVC:混合熱穩定劑:增韌劑:潤滑調節劑:填料:步驟⑵制得的甘蔗渣粉=90:13.5:15:4:20:60，將原料混合，以6000轉/分鐘的速度攪拌均勻，制得混合物料。
[0021](4)設置開煉機的前輥溫度為1400°C，后輥溫度也為1400°C，待開煉機的溫度上升至設置的溫度后，恒溫10分鐘，然后開啟開煉機，將步驟(3)制得的混合物料倒入開煉機的兩輥筒間，塑煉3分鐘，將物料取下，放置冷卻，制得塑煉物料。
[0022](5)對平板硫化機進行加熱，設置上模板的溫度為1700°C，下模板的溫度為1700°C，待溫度上升至設置的溫度，恒溫10分鐘，將模具放置到兩模板之間預熱30分鐘，然后打開模具，將步驟(4)制得的塑煉物料放入模具的型腔內，蓋上模具將其放到平板硫化機的模板內再預熱10分鐘，進行第一次排氣，排氣后在1Mpa下模壓3分鐘，再進行第二次排氣，然后在9Mpa下模壓4分鐘，進行冷卻，待溫度下降至800°C，泄壓，取出模具，并打開，把壓制成的板取出，室溫下自然冷卻，即制得PVC基木塑復合材料。
[0023]所述PVC選用的型號為SG5。
[0024]所述混合熱穩定劑含3質量份的三鹽基硫酸鉛、1.5質量份的二鹽基硬脂酸鉛和9質量份的金屬藻類穩定劑BaSt。
所述增韌劑為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0025]所述潤滑調節劑為潤滑劑HSt。
[0026]所述填料為CaCO3。
[0027]本實施例中，各種助劑的加入，使制得的PVC基木塑復合材料與未加助劑的相比，硬度增加15%，沖擊強度提高25%，拉伸強度提高105%，均較為優異。
【主權項】
1.一種利用甘蔗渣制備PVC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，PVC:混合熱穩定劑:增韌劑:潤滑調節劑:填料:步驟(2)制得的甘蔗渣粉=90:13.5:10~20:4:15~25:50~70，將原料混合，以4000~8000轉/分鐘的速度攪拌均勻，制得混合物料； (4)設置開煉機的前輥溫度為1400°C，后輥溫度也為1400°C，待開煉機的溫度上升至設置的溫度后，恒溫10分鐘，然后開啟開煉機，將步驟(3)制得的混合物料倒入開煉機的兩輥筒間，塑煉2~3分鐘，將物料取下，放置冷卻，制得塑煉物料； (5)對平板硫化機進行加熱，設置上模板的溫度為1700°C，下模板的溫度為1700°C，待溫度上升至設置的溫度，恒溫10分鐘，將模具放置到兩模板之間預熱30分鐘，然后打開模具，將步驟(4)制得的塑煉物料放入模具的型腔內，蓋上模具將其放到平板硫化機的模板內再預熱10分鐘，進行第一次排氣，排氣后在9~llMpa下模壓3分鐘，再進行第二次排氣，然后在8~10Mpa下模壓4分鐘，進行冷卻，待溫度下降至800°C，泄壓，取出模具，并打開，把壓制成的板取出，室溫下自然冷卻，即制得PVC基木塑復合材料； 所述PVC選用的型號為SG5 ； 所述混合熱穩定劑含3質量份的三鹽基硫酸鉛、1.5質量份的二鹽基硬脂酸鉛和9質量份的金屬藻類穩定劑BaSt ； 所述增韌劑為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物； 所述潤滑調節劑為潤滑劑HSt ; 所述填料為CaCO3。
【專利摘要】本發明公開了一種利用甘蔗渣制備PVC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，制得甘蔗渣粉；按以下質量比稱取原料，PVC:混合熱穩定劑:增韌劑:潤滑調節劑:填料:甘蔗渣粉=90:13.5:10~20:4:15~25:50~70，將原料高速攪拌混合，制得混合物料；將混合物料倒入開煉機的兩輥筒間，塑煉后放置冷卻，制得塑煉物料，將裝有塑煉物料的模具放在平板硫化機上壓制，即制得PVC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，且各種助劑的加入，提高了加工工程中的加工流變性及材料的硬度、熱穩定性和抗沖擊性等關鍵性能。
【IPC分類】C08K13-02, C08K3-30, C08L97-02, C08L27-06, C08K5-098, C08K3-26
【公開號】CN104788855
【申請號】CN201510199924
【發明人】李欣, 李志鋼, 李靜靜, 黃超
【申請人】桂林理工大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月25日