一種pvc填充植物纖維粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子合成與植物纖維復(fù)合材料制備交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及PVC聚合過(guò)程與植物纖維內(nèi)腔填充過(guò)程相耦合的技術(shù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木塑復(fù)合材料是將植物纖維與塑料混合加工而成的材料，它兼有木材和塑料的優(yōu)點(diǎn)，由于在塑料中添加植物纖維代替部分難降解的塑料，使這種材料具有綠色、環(huán)保的特點(diǎn)，符合現(xiàn)代社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的理念，有廣闊的應(yīng)用、發(fā)展前景。木塑復(fù)合材料使用中存在的主要問(wèn)題是吸水性強(qiáng)、力學(xué)強(qiáng)度特別是沖擊強(qiáng)度低，限制了它的市場(chǎng)推廣。目前生產(chǎn)中采用的改進(jìn)方法主要是對(duì)植物纖維進(jìn)行化學(xué)改性，如硅烷偶聯(lián)劑、異氰酸酯等，再將植物纖維與塑料混合加工成木塑復(fù)合材料，或者在植物纖維與塑料混合加工過(guò)程中添加相容劑，如馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯等，這兩種方法都能在一定程度上解決木塑復(fù)合材料的上述問(wèn)題。但是木塑復(fù)合材料的吸水性、力學(xué)強(qiáng)度等性能仍不能滿足各種場(chǎng)合的應(yīng)用需求，尤其是作為戶外房屋建筑材料，這些性能亟需提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種PVC填充植物纖維粉的制備方法，所得PVC填充植物纖維粉添加到塑料基體中，能顯著提高木塑復(fù)合材料的使用性能。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種PVC填充植物纖維粉的制備方法，所述制備方法按以下步驟進(jìn)行:
[0005]第一步，將60?140目的植物纖維顆粒送入攪拌罐中，加水浸泡5?24小時(shí)，然后加熱到90°C并攪拌2?10小時(shí)，將顆粒懸浮液冷卻后濾除水分，并用去離子水洗滌，然后在60°C條件下干燥，得水分含量〈I %的植物纖維粉；
[0006]第二步，將上述植物纖維粉送入聚合反應(yīng)釜中，抽真空至-0.1MPa，然后加入氯乙烯單體，所述植物纖維粉與氯乙烯單體的質(zhì)量比為:100: 20?200，密閉加壓至0.7MPa，攪拌
0.5?I小時(shí)，使氯乙烯單體充分浸透植物纖維粉；
[0007]第三步，取另一臺(tái)聚合反應(yīng)釜用防粘釜?jiǎng)┩扛⑾磧艉?，加壓?.7MPa，再將上述用氯乙烯單體浸透的植物纖維粉通過(guò)管道引入該釜，然后向該釜中依次加入水、引發(fā)劑、表面活性劑、PH調(diào)節(jié)劑、分子量調(diào)節(jié)劑、消泡劑，將壓力控制在0.7MPa，溫度控制在45?65°C，反應(yīng)0.5?5小時(shí)；
[0008]第四步，收集上述反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)汽提和干燥后得PVC填充植物纖維粉成品。
[0009]進(jìn)一步的，所述植物纖維粒為木材加工邊角料、木肩或植物秸桿粉碎所得。
[0010]進(jìn)一步的，所述防粘釜?jiǎng)﹥?yōu)選為美國(guó)紅、意大利黃或英國(guó)藍(lán)。
[0011]進(jìn)一步的，所述引發(fā)劑優(yōu)選為過(guò)氧化二碳酸二環(huán)己酯、過(guò)氧化新葵酸異丙苯酯、過(guò)氧化十二酰、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈。
[0012]進(jìn)一步的，所述表面活性劑優(yōu)選為明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素或羥丙基甲基纖維素中的一種或者幾種復(fù)合。
[0013]進(jìn)一步的，所述pH調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為碳酸氫銨或氨水。
[0014]進(jìn)一步的，所述分子量調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為α-巰基乙醇。
[0015]進(jìn)一步的，所述消泡劑優(yōu)選為聚乙二醇或乳化硅油。
[0016]進(jìn)一步的，所述汽提操作優(yōu)選為釜式汽提或塔式汽提。
[0017]進(jìn)一步的，所述干燥操作優(yōu)選為氣流干燥塔、脈沖式氣流干燥塔、沸騰干燥床或內(nèi)熱式流化床干燥器。
[0018]依照該方法獲得的PVC填充植物纖維粉，由于PVC占據(jù)了植物纖維粉的內(nèi)腔，削弱了植物纖維粉吸水的客觀條件，使木塑復(fù)合材料的吸水性大大降低；同時(shí)，將PVC填充植物纖維粉與塑料基體混合加工時(shí)，植物纖維粉不會(huì)在高壓下壓扁，會(huì)保持接近空心管道的外形，這樣它能更好的發(fā)揮在塑料基體中的增強(qiáng)作用，提高木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能，而且不需要傳統(tǒng)方法的植物纖維粉改性步驟，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)方法，提高了生產(chǎn)效率，減少了環(huán)境污染，降低了木塑復(fù)合材料成本。
【附圖說(shuō)明】
[0019]本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的附圖和實(shí)施例給出:
[0020]圖1為一種PVC填充植物纖維粉的制備方法工藝流程示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí)施方式。
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0023]實(shí)施例1:一種PVC填充植物纖維粉的制備方法，所述制備方法按以下步驟進(jìn)行:
[0024]第一步，將木材加工邊角料、木肩或植物秸桿粉碎成60?140目的植物纖維顆粒，將上述植物纖維顆粒送入攪拌罐中，加水浸泡5小時(shí)，然后加熱到90°C并攪拌10小時(shí)，將顆粒懸浮液送入板框式過(guò)濾機(jī)中濾除水分，并用去離子水反復(fù)洗滌，然后送入氣流干燥器中于60°C干燥10小時(shí)，得水分含量〈I %的植物纖維粉；
[0025]第二步，將上述植物纖維粉100份送入聚合反應(yīng)釜中，抽真空至-0.1MPa，然后加入氯乙烯單體20份，密閉加壓至0.7MPa，攪拌0.5小時(shí)，使氯乙烯單體充分浸透植物纖維粉；
[0026]第三步，取另一臺(tái)聚合反應(yīng)釜用防粘釜?jiǎng)┩扛⑾磧艉?，加壓?.7MPa，再將上述用氯乙烯單體浸透的植物纖維粉通過(guò)管道引入該釜，然后向該釜中依次加入水200份，引發(fā)劑0.02份、表面活性劑0.01份、pH調(diào)節(jié)劑0.01份、分子量調(diào)節(jié)劑0.005份、消泡劑0.08份，然后將壓力控制在0.7MPa，溫度控制在45°C，反應(yīng)0.5小時(shí)；
[0027]第四步，收集上述反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)汽提和干燥后得PVC填充植物纖維粉成品。
[0028]上述第三步所用防粘釜?jiǎng)﹥?yōu)選為美國(guó)紅、意大利黃或英國(guó)藍(lán)；引發(fā)劑優(yōu)選為過(guò)氧化二碳酸二環(huán)己酯、過(guò)氧化新葵酸異丙苯酯、過(guò)氧化十二酰、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈;表面活性劑優(yōu)選為明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素或羥丙基甲基纖維素中的一種或者幾種復(fù)合;pH調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為碳酸氫銨或氨水;分子量調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為α-巰基乙醇;消泡劑優(yōu)選為聚乙二醇或乳化硅油。
[0029]上述第四步所用汽提操作優(yōu)選為釜式汽提或塔式汽提;干燥操作優(yōu)選為氣流干燥塔、脈沖式氣流干燥塔、沸騰干燥床或內(nèi)熱式流化床干燥器。
[0030]依照上述工藝條件及物料此例得到的PVC填充植物纖維粉吸水性低，用于制備木塑復(fù)合材料的原料能夠起到提高拉伸強(qiáng)度、彈性模量的作用，而且保持了較低的成本;但是對(duì)于木塑復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度提高不大。
[0031 ]實(shí)施例2: —種PVC填充植物纖維粉的制備方法，所述制備方法按以下步驟進(jìn)行:
[0032]第一步，將木材加工邊角料、木肩或植物秸桿粉碎成60?140目的植物纖維顆粒，將上述植物纖維顆粒送入攪拌罐中，加水浸泡10小時(shí)，然后加熱到90°C并攪拌6小時(shí)，將顆粒懸浮液送入板框式過(guò)濾機(jī)中濾除水分，并用去離子水反復(fù)洗滌，然后送入氣流干燥器中于60°C干燥10小時(shí)，得水分含量〈I %的植物纖維粉；.
[0033]第二步，將上述植物纖維粉100份送入聚合反應(yīng)釜中，抽真空至-0.1MPa，然后加入氯乙烯單體100份，密閉加壓至0.7MPa，攪拌I小時(shí)，使氯乙烯單體充分浸透植物纖維粉；