一種甘蔗渣/ldpe、pp發泡木塑復合材料的制備方法
【專利摘要】一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料及其制備方法，其特征在于，所述復合材料按重量份其組成為：甘蔗渣20?40份，低密度聚乙烯與聚丙烯混合物50?80份，發泡劑1?3份。本發明采用模壓發泡法制備發泡木塑復合材料，其流程包括甘蔗渣的預處理，甘蔗渣、低密度聚乙烯、聚丙烯混合造粒，將顆粒與發泡劑混練,干燥，注塑加工。本發明方法以廢舊低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)為基體，甘蔗渣為填料，引進發泡工藝，制得發泡木塑復合材料，可以提高木塑復合材料的抗沖擊性能并降低木塑復合材料的密度。
【專利說明】
一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料的制備方法
技術領域
[0001]本發明是一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料的制備方法，涉及木塑復合材料及其制造領域。
【背景技術】
[0002]木塑復合材料是近年來環保型復合材料研究的重點。但木塑復合材料也有一些不足。比如使用植物纖維作填料會使材料的延展性、沖擊強度等都有下降。其脆性大于純塑料。此外，木塑復合材料的密度通常為實木材料密度的兩倍多，也在一定程度上限制了它的應用。
[0003]我國是產糖大國，全國大面積種植甘蔗，其中在云南，海南等南方地區，甘蔗渣作為制糖工業的副產品，是甘蔗機械壓制后的主要部分，占20-25%的比例，中國每年產出甘蔗渣在2000萬噸左右，而如何處理與利用如此之多的甘蔗渣也是不容忽視的問題。
[0004]甘蔗渣中纖維素含量約為80%，木質素含量為10-20%，與木材相似，如果將甘蔗渣與塑料進行復合制備木塑復合材料，一方面節省木材資源，一方面可以為甘蔗渣開拓更高效的利用方法，提高其利用價值。
【發明內容】
[0005]本發明目的在于提供一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料的制備方法，該方法以廢舊低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)為基體，甘蔗渣為填料，引進發泡工藝，制得發泡木塑復合材料，可以提高木塑復合材料的抗沖擊性能并降低木塑復合材料的密度。
[0006]本發明解決技術問題采用如下方案:
[0007]一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料，其特征在于，所述復合材料按重量份其組成為:甘蔗渣20-40份，低密度聚乙烯與聚丙烯混合物50-80份，發泡劑1-3份。
[0008]進一步，所述低密度聚乙烯與聚丙烯的質量比為3:1。
[0009]進一步，所述發泡劑為聚氨酯發泡劑CFA。
[0010]一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料的制備方法，其特征在于，按如下步驟進行:
[0011 ] I)甘蔗渣預處理:包括粉碎和熱水浸泡處理;將甘蔗渣進行水洗，去除部分雜質，干燥后進行粗粉碎處理，粒徑控制在100-120目，經粗粉碎后的物料再用50-60°C的熱水浸泡3-8h，將預處理后的纖維進行干燥處理，使含水率控制在5 %以下；
[0012]2)甘蔗渣粉碎:將預處理后的甘蔗渣進一步粉碎，經篩分處理后得到80-90目顆粒。
[0013]3)將步驟2)的甘蔗渣顆粒與LDPE/PP放進高速混合機預熱到180°C，并在2200r/min的轉速混合12-15min ；然后冷卻，得到凝聚的顆粒；
[0014]4)將凝聚的顆粒與聚氨酯發泡劑CFAs混合，將混人CFAs的顆粒于80 °C干燥24h后，進行注塑加工，得到甘蔗渣/LDPE、PP發泡復合材料樣品。
[0015]與已有技術相比，本發明的有益效果體現在:
[0016]本發明采用甘蔗渣，低密度聚乙烯，聚丙烯進行發泡處理制備發泡木塑復合材料，充分利用制糖業加工企業中的剩余物和廢棄塑料，生產木塑復合材料不僅節省巨大成本，而且是消除污染、凈化環境、變廢為寶的重大舉措，為發展各地經濟及節約大量木材，并且對可持續發展戰略的實施具有重要意義。
[0017]采用本發明方法制備的板材具有較輕的密度，將強的抗沖擊能力。
[0018]本發明制備方法能平衡板材的含水率，消除板材的內應力，防止板材開裂，翹曲變形。
[0019]以下通過【具體實施方式】對本發明技術方案做進一步說明。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021 ] 一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料，復合材料按重量份其組成為:甘蔗渣20-40份，低密度聚乙烯與聚丙烯混合物50-80份，發泡劑1-3份。
[0022]進一步，所述低密度聚乙烯與聚丙烯的質量比為3:1。
[0023]進一步，所述發泡劑為聚氨酯發泡劑CFA。
[0024]實施案例2—種實施例1甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料的制備方法
[0025]步驟1:將甘蔗渣用水清洗除去部分機械雜質，晾干后粉碎機將甘蔗渣粗磨成顆粒，粒徑控制在100-120目。再用50°C的熱水進行浸泡6小時，軟化甘蔗渣纖維，并除去殘留在表面的可溶性糖分;干燥使含水率控制在5 %以下。
[0026]步驟2:將甘蔗渣放在粉碎機里進行二次粉碎，經過篩分處理后得到80目顆粒，在烘箱105°C條件下，進行24小時干燥處理，使得甘蔗渣的顆粒的平均含水率保持在5%及以下。
[0027]步驟3:將甘蔗渣，低密度聚乙烯，聚丙烯按照重量份20，57，19的比例稱量樣品并放進高速混合機預熱到180°C，并在2200r/min的轉速混合12-15min。冷卻后得到顆粒。
[0028]步驟4:將造好的顆粒與2份的聚氨酯發泡劑CFAs混合，并在80 °C下干燥24小時，進行注塑加工，料筒溫度165°C，模溫95°C，注塑壓力20MPa。制備出甘蔗渣/LDPE、PP發泡復合材料，材料規格為200x90x4mm。
[0029]參考彎曲強度按GB/T9341—2000方法對甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料進行測試;拉伸強度按GB/T 1040—1992甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料進行測試;無缺口沖擊強度按GB/T1043—1993測試;密度按GB/T6343—1995測試；吸水率(24h)按GB/T1034—1998測試。
[0030]測試結果如下:
[0031 ] 密度:0.98g/cm3，抗沖擊能力:28.52KJ/M2，拉伸強度:15.25MPa，彎曲強度:25.97]\0^，吸水率:0.28%。
[0032]實施例3—種實施例1甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料的制備方法
[0033]與實施案例2不同之處在于:
[0034]步驟3:將甘蔗渣甘蔗渣，低密度聚乙烯，聚丙烯按照重量份40，45，15的比例稱量樣品并放進高速混合機預熱到180°C，并在2200r/min的轉速混合12-15min。冷卻后得到顆粒。
[0035]步驟4:將造好的顆粒與3份的聚氨酯發泡劑CFAs混合，并在80 V下干燥24小時，進行注塑加工，料筒溫度150°C，模溫800C，注塑壓力20MPa。制備出甘蔗渣/LDPE、PP發泡復合材料，材料規格為200x90x4mm。
[0036]同樣的方法測試結果如下:
[0037]密度:I.05g/cm3，抗沖擊能力:25.22KJ/M2，拉伸強度:12.82MPa，彎曲強度:22.9010^，吸水率:0.34%。
[0038]實施例4
[0039]與實施案例2不同之處在于:
[0040]步驟3:將甘蔗渣甘蔗渣，低密度聚乙烯，聚丙烯按照重量份34，48，16的比例稱量樣品并放進高速混合機預熱到180°C，并在2200r/min的轉速混合12-15min。冷卻后得到顆粒。
[0041 ]步驟4:將造好的顆粒與2份的聚氨酯發泡劑CFAs混合，并在80 V下干燥24小時，進行注塑加工，料筒溫度160°C，模溫110°C，注塑壓力20MPa。制備出甘蔗渣/LDPE、PP發泡復合材料，材料規格為200x90x4mm。
[0042]同樣的方法測試結果如下:
[0043]密度:1.12g/cm3，抗沖擊能力:18.37KJ/M2，拉伸強度:11.78MPa，彎曲強度:20.24]\0^，吸水率:0.42%。
[0044]實施例5—種實施例1甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料的制備方法
[0045]與實施案例2不同之處在于:
[0046]步驟3:將甘蔗渣甘蔗渣，低密度聚乙烯，聚丙烯按照重量份30，51，17的比重稱量樣品并放進高速混合機預熱到180°C，并在2200r/min的轉速混合12-15min。冷卻后得到顆粒。
[0047]步驟4:將造好的顆粒與3份的聚氨酯發泡劑CFAs混合，并在80 V下干燥24小時，進行注塑加工，料筒溫度150°C，模溫110°C，注塑壓力20MPa。制備出甘蔗渣/LDPE、PP發泡復合材料，材料規格為200x90x4mm。
[0048]同樣的方法測試結果如下:
[0049]密度:I.06g/cm3，抗沖擊能力:27.16KJ/M2，拉伸強度:15.02MPa，彎曲強度:24.6510^，吸水率:0.26%。
[0050]實施例6—種實施例1甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料的制備方法
[0051]與實施案例2不同之處在于:
[0052]步驟3:將甘蔗渣甘蔗渣，低密度聚乙烯，聚丙烯按照重量份25，58.5，19.5的比例稱量樣品并放進高速混合機預熱到180°C，并在2200r/min的轉速混合12-15min。冷卻后得到顆粒。
[0053]步驟4:將造好的顆粒與2份的聚氨酯發泡劑CFAs混合，并在80 V下干燥24小時，進行注塑加工，料筒溫度1800C，模溫1000C，注塑壓力20MPa。制備出甘蔗渣/LDPE、PP發泡復合材料，材料規格為200x90x4mm。
[0054]同樣的方法測試結果如下:
[0055]密度:I.08g/cm3，抗沖擊能力:26.44KJ/M2，拉伸強度:14.09MPa，彎曲強度:23.2310^，吸水率:0.22%。
[0056]以上實施例中，若無特別說明，其組分均為市購現有技術產品。
[0057]對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0058]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料，其特征在于，所述復合材料按重量份其組成為:甘蔗渣20-40份，低密度聚乙烯與聚丙烯混合物50-80份，發泡劑1-3份。2.根據權利要求1所述的一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料，其特征在于，所述低密度聚乙烯與聚丙烯的質量比為3:1。3.根據權利要求1所述的一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料，其特征在于，所述發泡劑為聚氨酯發泡劑CFA。4.一種甘蔗渣/LDPE、PP發泡木塑復合材料的制備方法，其特征在于，按如下步驟進行: 1)甘蔗渣預處理:包括粉碎和熱水浸泡處理;將甘蔗渣進行水洗，去除部分雜質，干燥后進行粗粉碎處理，粒徑控制在100-120目，經粗粉碎后的物料再用50-60°C的熱水浸泡3-Sh，將預處理后的纖維進行干燥處理，使含水率控制在5 %以下； 2)甘蔗渣粉碎:將預處理后的甘蔗渣進一步粉碎，經篩分處理后得到80-90目顆粒。 3)將步驟2)的甘蔗渣顆粒與LDPE/PP放進高速混合機預熱到180°C，并在2200r/min的轉速混合12-15min;然后冷卻，得到凝聚的顆粒； 4)將凝聚的顆粒與聚氨酯發泡劑CFAs混合，將混人CFAs的顆粒于80°C干燥24h后，進行注塑加工，得到甘蔗渣/LDPE、PP發泡復合材料樣品。
【文檔編號】C08L97/02GK105924754SQ201610533590
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月7日
【發明人】方曉鐘, 肖磊, 馬巖, 姚紅焱, 高威威, 李豐奎, 賈紅瀅
【申請人】安徽國風木塑科技有限公司