一種木塑復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及木塑復合材料領域,具體涉及一種利用廢舊資源的木塑復合模板及其 制備方法。
【背景技術】
[0002] 農作物秸桿是農村進行農業生產產生的農林廢棄物。全國每年產生數百億噸的農 作物秸桿,"秸桿焚燒"造成的污染成為困擾全國大氣環境的污染問題。為農作物秸桿的 處理找到一條綜合利用的新途徑變得尤為重要。
[0003] PVC材料具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優良的幾何穩定性,被廣泛應 用在交通、建材、汽車等行業。隨著PVC塑料的廣泛應用,廢棄PVC塑料的處理日益引起人 們的重視。傳統的掩埋、焚燒占用大量土地,造成環境污染。隨著環保意識的不斷提高,回 收再利用成為廢棄塑料的首選方案。
[0004] 赤泥是制鋁工業提取氧化鋁時排出的污染性廢渣。一般平均每生產1噸氧化鋁, 附帶產生1. 0~2. 0噸赤泥。中國作為世界第4大氧化鋁生產國,每年排放的赤泥高達數 百萬噸。目前,處理赤泥的方法大都采用在堆場堆放、筑壩濕法堆存或赤泥干燥脫水后干法 堆存。而赤泥的堆存不僅占用大量土地和農田,曬干的赤泥形成的粉塵也到處飛揚。這些 方法不但破壞生態環境,同時赤泥中的許多可利用成分還得不到合理的利用。赤泥處理問 題困擾著許多生產鋁制品的企業,也是環保主要針對的問題。
[0005] 木塑復合材料是利用PVC、PP、PE等熱塑性塑料為主要原料,加入穩定劑、潤滑劑、 抗沖擊改性劑等加工助劑,加入一定量木質纖維填料,經過高溫混煉和成型加工而制得的 復合材料。秸桿纖維屬于木質纖維,可以代替木粉,赤泥可以作為填料,廢舊的PVC可以代 替部分PVC原料。因此,回收利用農作物秸桿、廢PVC塑料和赤泥生產木塑復合材料是解決 廢棄資源綜合利用的有效途徑。但是,利用三種廢棄物制備木塑復合材料的難點是:廢舊 PVC塑料流動性差,很難將高份額的秸桿纖維和赤泥添加到熱塑性的樹脂中,秸桿纖維難以 與熱塑性樹脂形成良好的界面,嚴重影響材料的性能。如中國專利公開號CN1872915A的專 利公開了一種植物纖維廢棄秸桿合成的型材,它將廢棄的秸桿粉與塑料及助劑混合,擠出 冷卻成型,所制備的板材強度較低,防水性不高。中國專利公開號CN104251055A的專利公 開了一種新型赤泥木塑模板的制備方法,該方法制備出的模板強度低,廢棄物添加量低。
[0006] 基于上述需求,本發明公開了一種利用廢舊資源生產木塑復合材料的配方及其制 備方法。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提供一種木塑復合材料;本發明的另一個目的在于利用農作物 秸桿、廢PVC塑料和赤泥作為復合材料的主要填料,為農作物秸桿、廢PVC塑料和赤泥的回 收再利用找到一條新的途徑;本發明的目的還在于公開一種木塑復合材料的制備方法。
[0008] 本發明的技術方案為:
[0009] 本發明的木塑復合材料,其原料的重量配比為:PVC樹脂粉50份;秸桿粉10~80 份;廢PVC塑料粉50份;赤泥10~70份;納米碳酸鈣3~18份;穩定劑2~12份;丙烯 酸酯類加工改性劑ACR2~12份;硬脂酸0. 2~3. 5份;聚乙烯蠟0. 2~3. 5份;抗沖擊 改性劑MBS0· 5~15份。
[0010] 本發明的木塑復合材料,其原料的重量配比還可以為:PVC樹脂粉50份;秸桿粉 20~60份;廢PVC塑料粉50份;赤泥20~60份;納米碳酸鈣5~10份;穩定劑3~9 份;丙烯酸酯類加工改性劑ACR3~10份;硬脂酸0. 5~2. 5份;聚乙烯蠟0. 5~2. 5份; 抗沖擊改性劑MBS1~12份。
[0011] 本發明的木塑復合材料,其原料的重量配比優選為:PVC樹脂粉50份;秸桿粉20 份;廢PVC塑料粉50份;赤泥60份;納米碳酸鈣5份;穩定劑3份;丙烯酸酯類加工改性劑 ACR3份;硬脂酸0. 5份;聚乙烯蠟0. 5份;抗沖擊改性劑MBS1份。
[0012] 本發明的木塑復合材料,其原料的重量配比優選為:PVC樹脂粉50份;秸桿粉30 份;廢PVC塑料粉50份;赤泥40份;納米碳酸鈣7份;穩定劑5份;丙烯酸酯類加工改性劑 ACR5份;硬脂酸1份;聚乙烯蠟1份;抗沖擊改性劑MBS5份。
[0013] 本發明的木塑復合材料,其原料的重量配比優選為:PVC樹脂粉50份;秸桿粉60 份;廢PVC塑料粉50份;赤泥20份;納米碳酸鈣8份;穩定劑7份;丙烯酸酯類加工改性劑 ACR8份;硬脂酸1. 5份;聚乙烯蠟1. 5份;抗沖擊改性劑MBS9份。
[0014] 本發明的木塑復合材料,其原料的重量配比優選為:PVC樹脂粉50份;秸桿粉40 份;廢PVC塑料粉50份;赤泥30份;納米碳酸鈣10份;穩定劑9份;丙烯酸酯類加工改性 劑ACR10份;硬脂酸2. 5份;聚乙烯蠟2. 5份;抗沖擊改性劑MBS12份。
[0015] 本發明的木塑復合材料,所述秸桿粉的粒徑范圍為80~120目;所述穩定劑可以 選擇無塵復合鉛鹽穩定劑和/或無塵稀土復合穩定劑;所述的沖擊改性劑MBS系甲基丙稀 酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的接枝共聚物。
[0016] 本發明的木塑復合材料的制備方法,包括如下步驟:
[0017] (1)秸桿粉的粒徑為80~120目,赤泥粒徑范圍為400~800目;
[0018] (2)將各種原料混合,在90~120°C的Z型捏合機中捏合10~20min;
[0019] (3)取出物料,加入加熱式開式雙輥混煉機中混煉,混煉溫度保持在130~140°C, 混煉時間為5~lOmin;
[0020] (4)取出混合料,模壓成型,成型溫度為160~180°C,模壓壓力為5~lOMPa,模壓 時間為10~20min,出模,即得。
[0021] 優選的,本發明的木塑復合材料的制備方法,包括如下步驟:
[0022] (1)秸桿粉的粒徑為80~120目,赤泥粒徑范圍為400~800目;
[0023] (2)將各種原料混合,在90°C的Z型捏合機中捏合lOmin;
[0024](3)取出物料,加入加熱式開式雙輥混煉機中混煉,混煉溫度保持在135°C,混煉 時間為5min;
[0025] (4)取出混合料,均勻鋪裝在表面平整的模具中,成型溫度為175°C,模壓壓力為 8MPa,模壓時間為15min,出模,即得。
[0026] 優選的,所述的納米碳酸鈣使用時含水率不高于5%。
[0027] 木塑復合材料的厚度,寬度,長度可根據客戶的要求定制。
[0028]與現有技術相比,本發明生產的秸桿、廢PVC塑料和赤泥木塑復合材料具有如下 優點:
[0029] (1)本發明制備出的木塑復合材料表面結皮硬、平整,耐磨性,耐久性好,能夠節省 木材資源;
[0030] 納米碳酸鈣的加入,可改善PVC的流變性,提高其成型性,使PVC可以更好的包覆 農作物秸桿粉和赤泥,提高界面粘結強度,增韌補強,提高木塑復合材料的彎曲強度和彎曲 彈性模量,熱變形溫度和尺寸穩定性。
[0031] 穩定劑可以減慢反應,保持化學平衡,降低表面張力,防止光、熱分解或氧化分解 等作用。
[0032] PVC塑料加工時易分解、流動性差、沖擊強度低、耐候性差,因此需要在加工過程中 以改善其性能。所述丙烯酸酯類加工改性劑ACR的加入可以提高與PVC相容性、耐候性、穩 定性、加工性,使木塑復合材料具有優良的抗沖擊性、低溫韌性。
[0033] 硬脂酸是PVC熱穩定劑,具有很好的潤滑性和較好的光、熱穩定作用。在塑料PVC 管中,硬脂酸有助于防止加工過程中的〃焦化",在PVC復合材料加工中添加一種有效的熱 穩定劑,同時可以防御暴置于硫化物中所引起的成品變色。
[0034] 聚乙烯蠟提高木塑復合材料產品脫膜后的表面光亮度及光滑度,降低生產成本。
[0035] 所述的沖擊改性劑MBS系甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的接枝共聚物,主要 作用是改善高分子材料的低溫脆化,賦予其更高的韌性,具有提高木塑復合材料的抗沖擊 性能。
[0036] (2)本發明木塑復合材料使用數年后可以100%回收利用。
[0037] (3)本發明利用農作物秸桿、廢PVC塑料和赤泥生產木塑復合材料的工藝簡單,具 有可設計性,操作方便,成本低,可重復性好,便于大規模生產。
[0038] (4)本發明的木塑復合材料為高附加值,良好機械性能,低成本的木塑復合材料。
【具體實施方式】
[0039] 以下實施例僅用于說明本發明,但不用來限制本發明的發明范圍。該技術領域的 技術工程師可根據上述發明的內容作出一些非本質性的改進和調整。
[0040] 如無特殊說明,所采用的方法是本領域常用的方法。本實施例采用的設備是常用 的設備。PVC樹脂粉選用齊魯石化S-700 ;廢PVC樹脂粉為市購回收PVC粉;赤泥是鋁業公 司的廢棄物,曬干,粉磨,過篩;納米碳酸鈣來自佛山市科之塑新型材料有限公司;穩定劑 選用深圳市森德塑料助劑有限公司CZX768鈣鋅穩定劑;丙烯酸酯類加工改性劑ACR來自山 東萊蕪美星化工有限公司;硬脂酸來自深圳市東江環保股份有限公司;聚乙烯蠟來自江陰 紅盛塑料助劑廠;抗沖擊改性劑MBS來自山東萬達集團。
[0041] 實施例1:按下述重量分數稱取各原料:
[00