專利名稱：棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料及其成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種棉稈粉/聚氯乙烯(PVC)結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料。本發(fā)明還涉及一種制備上述發(fā)泡復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料是將木質(zhì)纖維與塑料樹脂進行共混復(fù)合得到的一種產(chǎn)物，能夠?qū)⑺芰吓c木質(zhì)纖維材料的優(yōu)點有機地結(jié)合在一起，既可以像木材一樣進行表面膠合、油漆，也可進行釘、鉆、刨等加工，又可像熱塑性塑料一樣擠出成型加工，充分發(fā)揮了木材的易加工性和塑料的加工方法多樣性、靈活性，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，近年來在國內(nèi)外得到較快發(fā)展。國務(wù)院《關(guān)于加快推進木材節(jié)約和代用工作的意見》指出提倡、鼓勵生產(chǎn)和使用木材代用品， 優(yōu)先采用經(jīng)濟耐用、可循環(huán)利用、對環(huán)境友好的綠色木材代用材料及其制品，減少木材的不合理消費。我國是世界產(chǎn)棉大國，擁有豐富的棉稈資源，由于缺少綜合利用的新模式，棉稈作為棉花的副產(chǎn)品，多被丟棄在田里或是焚燒，造成較大的資源浪費。經(jīng)分析，棉稈的纖維含量較高，纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的含量超過70%，纖維形態(tài)與闊葉材相似，因此可以將棉稈處理后制備木塑復(fù)合材料及其制品，如家具板、地板、踢腳線、柵欄等，不僅綠色環(huán)保，可替代部分木材，還可以提高棉稈的經(jīng)濟附加值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種棉稈粉/PVC結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料。本發(fā)明的又一目的在于提供一種制備上述發(fā)泡復(fù)合材料的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的棉稈粉/PVC結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，具有如下重量份數(shù)的組分聚氯乙烯樹脂粉100份，棉稈粉10 30份，復(fù)合穩(wěn)定劑2 6份，偶氮二甲酰胺0.5 1.0份，丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑6 12份，改質(zhì)劑4 10份，潤滑劑1 2.0份，填充劑10 20份。所述的棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，其中復(fù)合穩(wěn)定劑為鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑或鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑。所述的棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，其中改質(zhì)劑為丙烯酸酯類、氯化聚乙烯中的任何一種或其組合。所述的棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，其中潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、石蠟、PE蠟、OPE蠟中的任何一種或組合。所述的棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，其中，所述的填充劑為碳酸鈣、滑石粉、鈦白粉中的任何一種或其組合。所述的棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，其中加入有抗氧劑、阻燃劑和著色劑。本發(fā)明提供的制備上述棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料的方法，主要步驟為1)將棉稈粉加入到混合機中，在80 90°C加入偶聯(lián)劑攪拌使木粉活化；2)按比例把所有物料進行混合；3)設(shè)定機筒、模頭溫度為140 180°C，將混合的物料平穩(wěn)擠出，得目標(biāo)產(chǎn)物。所述的制備方法，其中步驟1所述棉稈粉的粒度為40 300目。所述的制備方法，其中步驟1所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。所述的制備方法，其中步驟2所述的混合是在混料機中進行。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)本發(fā)明以棉稈粉代替木粉，開發(fā)出一種具有質(zhì)輕、比強度好、防水、防霉、環(huán)保， 表面光滑，有木質(zhì)感，具有連續(xù)均勻分布發(fā)泡微孔的新型木塑發(fā)泡復(fù)合材料，可以采用釘、 鋸、刨的方式加工，能夠用于家具板、地板、踢腳板、柵欄等。2)本發(fā)明所用的棉稈粉資源豐富，成本低廉，具有明顯的價格優(yōu)勢。3)本發(fā)明工藝簡單，易于掌握和控制，便于實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。
具體實施例方式本發(fā)明的棉稈粉/PVC結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，包括如下重量份數(shù)的組分PVC樹脂粉100份，棉稈粉10 30份，復(fù)合穩(wěn)定劑2 6份，AC發(fā)泡劑0. 5 1. 0 份，丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑6 12份，改質(zhì)劑4 10份，潤滑劑1 2. 0份，填充劑10 20份。上述復(fù)合材料中可以根據(jù)需要加入抗氧劑、阻燃劑、著色劑等(這些輔助材料為公知技術(shù)，本發(fā)明不作詳細(xì)介紹)。上述棉稈粉的粒度為40 300目，經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑處理。上述復(fù)合穩(wěn)定劑為鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑或鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑。上述改質(zhì)劑為丙烯酸酯類(ACR)、氯化聚乙烯(CPE)中的任何一種或其組合。上述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、石蠟、PE蠟、OPE蠟中的任何一種或組合。上述填充劑為碳酸鈣、滑石粉、鈦白粉中的任何一種或其組合。本發(fā)明的棉稈粉/PVC結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料的成型工藝由如下步驟組成(1)用偶聯(lián)劑處理棉稈粉將棉稈粉加入到高速混合機中，在80 90°C加入偶聯(lián)劑攪拌20分鐘使木粉活化；(2)按比例把所有物料加入到混料機中，混配均勻；
(3)將擠出機與模具、冷卻定型裝置、牽引裝置、切割裝置相配合；(4)設(shè)定機筒、模頭溫度(以“80”雙螺桿擠出機為例)為140 180°C，開啟冷卻水、冷卻定型裝置、牽引裝置、切割裝置，加熱到設(shè)定溫度后保溫1小時后開機，將混配料投入到擠出機中，調(diào)整主機和加料轉(zhuǎn)速至平穩(wěn)擠出，即可獲得具有結(jié)皮光滑不發(fā)泡表面和發(fā)泡均勻疏松內(nèi)部的木塑發(fā)泡材料。以下舉具體實施例作進一步地說明。實施例1棉稈粉/PVC結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料具有如下重量份數(shù)的組分PVC樹脂粉100份，棉稈粉10份，鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑2份，AC發(fā)泡劑0. 5份，丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑6份，改質(zhì)劑10份，潤滑劑1份，填充劑20份。其制備方法包括如下步驟(1)用偶聯(lián)劑處理棉稈粉將棉稈粉加入到高速混合機中，在80 90°C加入偶聯(lián)劑攪拌20分鐘使木粉活化； (2)按比例把所有物料加入到混料機中，混配均勻；(3)將擠出機與模具、冷卻定型裝置、牽引裝置、切割裝置相配合；(4)設(shè)定機筒、模頭溫度(以“80”雙螺桿擠出機為例)，一區(qū)140°C、二區(qū)150°C、 三區(qū)155°C、四區(qū)160°C、機頭170°C、口模165°C，開啟冷卻水、冷卻定型裝置、牽引裝置、切割裝置，將混配料投入到擠出機中，調(diào)整主機和加料轉(zhuǎn)速至平穩(wěn)擠出，即可獲得具有結(jié)皮光滑不發(fā)泡表面和發(fā)泡均勻疏松內(nèi)部的木塑發(fā)泡材料。實施例2棉稈粉/PVC結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料具有如下重量份數(shù)的組分PVC樹脂粉100份，棉稈粉20份，鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑4份，AC發(fā)泡劑0. 7份，丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑9份，改質(zhì)劑8份，潤滑劑1. 5份，填充劑16份。其制備方法包括如下步驟(1)用偶聯(lián)劑處理棉稈粉將棉稈粉加入到高速混合機中，在80 90°C加入偶聯(lián)劑攪拌20分鐘使木粉活化；(2)按比例把所有物料加入到混料機中，混配均勻；(3)將擠出機與模具、冷卻定型裝置、牽引裝置、切割裝置相配合；(4)設(shè)定機筒、模頭溫度(以“80”雙螺桿擠出機為例)，一區(qū)140°C、二區(qū)150°C、 三區(qū)160°C、四區(qū)165°C、機頭175°C、口模168°C，開啟冷卻水、冷卻定型裝置、牽引裝置、切割裝置，將混配料投入到擠出機中，調(diào)整主機和加料轉(zhuǎn)速至平穩(wěn)擠出，即可獲得具有結(jié)皮光滑不發(fā)泡表面和發(fā)泡均勻疏松內(nèi)部的木塑發(fā)泡材料。實施例3棉稈粉/PVC結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料組分為如下重量份數(shù)PVC樹脂粉100份，棉稈粉30份，鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑6份，AC發(fā)泡劑1份，丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑12份，改質(zhì)劑4份，潤滑劑2份，填充劑10份。其制備方法包括如下步驟(1)用偶聯(lián)劑處理棉稈粉將棉稈粉加入到高速混合機中，在80 90°C加入偶聯(lián)劑攪拌20分鐘使木粉活化；
(2)按比例把所有物料加入到混料機中，混配均勻；(3)將擠出機與模具、冷卻定型裝置、牽引裝置、切割裝置相配合；(4)設(shè)定機筒、模頭溫度(以“80”雙螺桿擠出機為例)，一區(qū)140°C、二區(qū)150°C、 三區(qū)165°C、四區(qū)170°C、機頭180°C、口模165°C，開啟冷卻水、冷卻定型裝置、牽引裝置、切割裝置，將混配料投入到擠出機中，調(diào)整主機和加料轉(zhuǎn)速至平穩(wěn)擠出，即可獲得具有結(jié)皮光滑不發(fā)泡表面和發(fā)泡均勻疏松內(nèi)部的木塑發(fā)泡材料。
權(quán)利要求
1.一種棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，具有如下重量份數(shù)的組分 聚氯乙烯樹脂粉100份，棉稈粉10 30份，復(fù)合穩(wěn)定劑2 6份，偶氮二甲酰胺0.5 1.0份，丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑6 12份，改質(zhì)劑4 10份，潤滑劑1 2. 0份，填充劑10 20份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，其中，復(fù)合穩(wěn)定劑為鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑或鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，其中，改質(zhì)劑為丙烯酸酯類、氯化聚乙烯中的任何一種或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，其中，潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、石蠟、PE蠟、OPE蠟中的任何一種或組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，其中，所述的填充劑為碳酸鈣、滑石粉、鈦白粉中的任何一種或其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，其中，加入有抗氧劑、 阻燃劑和著色劑。
7.制備權(quán)利要求1所述棉稈粉/聚氯乙烯結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料的方法，主要步驟為1)將棉稈粉加入到混合機中，在80 90°C加入偶聯(lián)劑攪拌使木粉活化；2)按比例把所有物料進行混合；3)設(shè)定機筒、模頭溫度為140 180°C，將混合的物料平穩(wěn)擠出，得目標(biāo)產(chǎn)物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其中，步驟1所述棉稈粉的粒度為40 300目。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其中，步驟1所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其中，步驟2所述的混合是在混料機中進行。
全文摘要
一種棉稈粉/PVC結(jié)皮發(fā)泡復(fù)合材料，包括如下重量份數(shù)的組分PVC樹脂粉100份、棉稈粉10～30份、復(fù)合穩(wěn)定劑2～6份、AC發(fā)泡劑0.5～1.5份、丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑6～12、改質(zhì)劑4～10份、潤滑劑1～2份，填充劑10～20份。本發(fā)明的復(fù)合材料經(jīng)擠出成型設(shè)備加熱熔融擠出發(fā)泡成為一種表面光滑、具有連續(xù)均勻分布發(fā)泡微孔的新型木塑發(fā)泡材料制品，具有質(zhì)輕、比強度高、防水、防霉、綠色環(huán)保之特點，有木質(zhì)感，可以采用釘、鋸、刨的方式加工，能夠用于家具板、地板、踢腳板、柵欄等，是以塑代木的新產(chǎn)品。
文檔編號C08J9/10GK102336978SQ201010233489
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者劉曉華, 龐浩, 廖兵, 王利生, 王慶富, 馬玉久 申請人:中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所, 中科院廣州化學(xué)有限公司