一種低成本木塑復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工材料技術領域，尤其是一種低成本木塑復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 地球上現(xiàn)存的不可再生資源的儲量是非常有限的，隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展，由 塑料制品造成的"白色污染"對人類的生產(chǎn)和生活環(huán)境帶來了極大的危害。為了解決原 料短缺和環(huán)境問題，人們逐漸把眼光轉移到地球上的可再生資源上。植物纖維材料是一種 天然高分子材料，是一種取之不盡、用之不竭的資源。植物纖維用于復合材料的潛在優(yōu)勢 越來越引起人們的注意，它價格低廉，密度小，具有較高的彈性模量，與無機纖維相近，而 它的生物降解性和可再生性是最突出的優(yōu)點。
[0003] 木塑復合材料是是將植物纖維與塑料進行共混擠出得到的一類復合材料，木塑復 合材料具有密比性能高、價格低廉、可以解決由于廢舊塑料無法回收對環(huán)境造成污染的問 題，并使纖維廢棄資源得到充分利用等優(yōu)點的木塑復合材料。目前木塑復合材料已經(jīng)應用 于地板、墻板、建筑模板等領域。我國研究的木塑復合材料主要是利用木纖維與熱固性塑料 進行共混的復合材料，然而隨著城市化和工業(yè)化的發(fā)展，人類的森林資源越來越少，木材資 源越來越珍貴，為了適應環(huán)保的要求，近些年來出現(xiàn)了一些利用廢棄纖維如秸桿、稻草、玉 米桿等廢棄纖維制備木塑復合材料。然而，由于熱塑性塑料與植物纖維相容性差，界面相互 作用力弱，從而導致其力學強度相對較低、容易老化、成本高、使用壽命短等缺點。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明將針對當前木塑復合材料存在上述問題，提供一種利用玉米秸桿、劍麻渣 及廢棄塑料為主要原料制備一種低成本、高強度的木塑復合材料。本發(fā)明不僅實現(xiàn)了固體 廢棄物的資源綜合利用，還降低了木塑復合材料的生產(chǎn)成本，制備得到的木塑復合材料抗 壓強度高、耐磨性強、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。
[0005] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)： 一種低成本木塑復合材料，包括以下重量份數(shù)的原料： 玉米秸桿40-60份、劍麻渣25-40份、廢棄塑料35-50份、聚氯乙烯15-20、芳綸纖維3-5 份、棉纖維5-7份、硬脂酸鈣6-9份、抗氧化劑2-3份、光穩(wěn)定劑2-4份和氫氧化鎂阻燃劑 3-5 份。
[0006] 以上所述抗氧化劑為1010抗氧化劑，光穩(wěn)定劑為788光穩(wěn)定劑。
[0007] 以上所述玉米秸桿和劍麻渣的含水量均為12-15%，粒徑的目數(shù)為30-50目。
[0008] -種低成本木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性預處理：將40-60份玉米秸桿、25-40份劍麻渣和6-9份硬脂酸鈣加入球磨機， 在轉速為120_150r/min下攪拌12-18min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機，在轉速為150-250 r/min下攪拌5-8min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機，在溫度為170-185°C、壓力為5-8Mpa下熱 壓定型100-150S，即可得到成型木塑復合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復合材料。
[0009] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果為： (1)本發(fā)明以玉米秸桿和劍麻渣為主要原料，綜合利用了廢棄物，減少了環(huán)境污染，實 現(xiàn)了資源的可持續(xù)發(fā)展，降低了生產(chǎn)成本，增加了農(nóng)民的收入；同時劍麻渣為長纖維，可以 作為玉米秸桿的增強體。
[0010] (2)將廢棄塑料和聚氯乙烯兩者結合使用，不僅解決了 "白色污染"問題和克服了 生產(chǎn)成本高的問題，還降低了生產(chǎn)成本。
[0011] (3)加入芳綸纖維和棉纖維作為原料，克服了礦物纖維、晶須高成本增強體的問 題，同時可以改善木塑材料的力學性能和耐熱性。
[0012] (4)加入抗氧化劑、光穩(wěn)定劑和阻燃劑，提高了木塑復合材料的抗氧化性能、穩(wěn)定 性和阻燃性，從而延長了木塑復合材料的使用壽命和能長期保持很好的外觀。
[0013] (5)發(fā)明還具有加工工藝簡單、加工時間短、成本低等優(yōu)點，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0014] 下面將結合【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明，但不限于本發(fā)明的保護范圍。
[0015] 實施例1 一種低成本木塑復合材料，包括以下重量份數(shù)的原料： 玉米猜桿40kg、劍麻渣30kg、廢棄塑料35kg、聚氯乙稀15kg、芳纟侖纖維3kg、棉纖維 5kg、硬脂酸媽6kg、1010抗氧化劑2kg、788光穩(wěn)定劑2kg和氫氧化鎂阻燃劑3kg。
[0016] 所述玉米秸桿和劍麻渣的含水量均為12%，粒徑的目數(shù)為30目。
[0017] 制備方法： (1) 改性預處理：將40kg玉米猜桿、30kg劍麻渣和6kg硬脂酸媽加入球磨機，在轉速為 120r/min下攪拌18min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機，在轉速為150 r/min下攪拌8min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機，在溫度為170°C、壓力為SMpa下熱壓定型 150S，即可得到成型木塑復合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復合材料。
[0018] 實施例2 一種低成本木塑復合材料，包括以下重量份數(shù)的原料： 玉米猜桿45kg、劍麻渣25kg、廢棄塑料40kg、聚氯乙稀20kg、芳纟侖纖維4kg、棉纖維 5kg、硬脂酸媽8kg、1010抗氧化劑3kg、788光穩(wěn)定劑3kg和氫氧化鎂阻燃劑4kg。
[0019] 所述玉米秸桿和劍麻渣的含水量均為12%，粒徑的目數(shù)為30目。
[0020] 制備方法： (1) 改性預處理：將45kg玉米秸桿、25kg劍麻渣和8kg硬脂酸鈣加入球磨機，在轉速為 150r/min下攪拌15min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機，在轉速為200r/ min下攪拌8min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機，在溫度為175°C、壓力為7Mpa下熱壓定型 120S，即可得到成型木塑復合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復合材料。
[0021] 實施例3 一種低成本木塑復合材料，包括以下重量份數(shù)的原料： 玉米猜桿50kg、劍麻渣30kg、廢棄塑料45kg、聚氯乙稀20kg、芳纟侖纖維5kg、棉纖維 7kg、硬脂酸媽9kg、1010抗氧化劑3kg、788光穩(wěn)定劑4kg和氫氧化鎂阻燃劑4kg。
[0022] 所述玉米秸桿和劍麻渣的含水量均為10%，粒徑的目數(shù)為50目。
[0023] 制備方法： (1) 改性預處理：將50kg玉米猜桿、30kg劍麻渣和9kg硬脂酸媽加入球磨機，在轉速為 120r/min下攪拌18min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機，在轉速為250r/ min下攪拌5min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機，在溫度為180°C、壓力為7Mpa下熱壓定型 120S，即可得到成型木塑復合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復合材料。
[0024] 實施例4 一種低成本木塑復合材料，包括以下重量份數(shù)的原料： 玉米猜桿60kg、劍麻渣40kg、廢棄塑料50kg、聚氯乙稀20kg、芳纟侖纖維5kg、棉纖維 7kg、硬脂酸媽9kg、1010抗氧化劑3kg、788光穩(wěn)定劑4kg和氫氧化鎂阻燃劑5kg。
[0025] 所述玉米秸桿和劍麻渣的含水量均為10%，粒徑的目數(shù)為50目。
[0026] 制備方法： (1) 改性預處理：將60kg玉米猜桿、40kg劍麻渣和9kg硬脂酸媽加入球磨機，在轉速為 150r/min下攪拌12min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機，在轉速為250r/ min下攪拌5min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機，在溫度為185°C、壓力為6Mpa下熱壓定型 100S，即可得到成型木塑復合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復合材料。
[0027] 表1.本發(fā)明木塑復合材料的物理性能
【主權項】
1. 一種低成本木塑復合材料，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料： 玉米秸桿40-60份、劍麻渣25-40份、廢棄塑料35-50份、聚氯乙烯15-20、芳綸纖維3-5 份、棉纖維5-7份、硬脂酸鈣6-9份、抗氧化劑2-3份、光穩(wěn)定劑2-4份和氫氧化鎂阻燃劑 3-5 份。2. 根據(jù)權利要求1所述一種低成本木塑復合材料，其特征在于：所述抗氧化劑為1010 抗氧化劑，光穩(wěn)定劑為788光穩(wěn)定劑。3. 根據(jù)權利要求1所述一種低成本木塑復合材料，其特征在于：所述玉米秸桿和劍麻 渣的含水量均為12-15%，粒徑的目數(shù)為30-50目。4. 一種如權利要求1-3任一項所述低成本木塑復合材料的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟： (1) 改性預處理：將40-60份玉米秸桿、25-40份劍麻渣和6-9份硬脂酸鈣加入球磨機， 在轉速為120_150r/min下攪拌12-18min，得到改性纖維； (2) 高速混料：將上述改性纖維和剩余各組分原料加入高速混合機，在轉速為150-250 r/min下攪拌5-8min，得到混合物料； (3) 熱壓成型：將混合物料加入熱壓定型機，在溫度為170-185°C、壓力為5-8Mpa下熱 壓定型100-150S，即可得到成型木塑復合材料； (4) 冷卻定型：成型木塑復合材料自然冷卻至室溫，即可得到木塑復合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低成本木塑復合材料及其制備方法，包括以下重量份的組份：玉米秸稈40-60份、劍麻渣25-40份、廢棄塑料35-50份、聚氯乙烯15-20、芳綸纖維3-5份、棉纖維5-7份、硬脂酸鈣6-9份、抗氧化劑2-3份、光穩(wěn)定劑2-4份和氫氧化鎂阻燃劑3-5份。制備方法包括改性預處理、高速混料、熱壓成型、冷卻定型工藝步驟。本發(fā)明綜合利用了玉米秸稈、劍麻渣和廢棄塑料作為主要原料，不僅降低了成本，還解決了廢棄物的環(huán)境污染問題。得到的木塑復合材料抗壓強度較高、耐磨性較強等優(yōu)點，本發(fā)明還具有加工工藝簡單、加工時間短、成本低等優(yōu)點，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C08L27/06, C08K5/098, C08K3/22, C08L97/02, C08L77/10, C08K5/134, C08K13/02, C08L101/00
【公開號】CN105086483
【申請?zhí)枴緾N201510495399
【發(fā)明人】許超群
【申請人】許超群
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月13日