CN101274445B - 聚乙烯-秸秆复合材料的预热式热压制造方法 - Google Patents
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Abstract
聚乙烯-秸秆复合材料的预热式热压制造方法，它涉及一种秸秆材料的制造方法。本发明解决了传统挤出方式生产木材-塑料复合材料时只能采用细小纤维、板材幅面较窄、秸秆易热解炭化的问题。本发明方法如下：将聚乙烯塑料粉末与秸秆细粉混合，将混合料铺装成板坯，在压力为1～3MPa、温度为135～145℃的条件下将板坯预热，并保持1～3MPa的压力，预压35～45min，然后在压力为4～6MPa、温度为170～190℃的条件下，保持板坯4～6MPa的压力8～12min，最后在3～6MPa的压力下冷却到室温。本发明热压前进行预热，减少了热压时间，避免了秸秆长时间承受高温造成的降解、颜色变深现象的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种秸秆材料的制造方法。
背景技术
木材-塑料复合材料由于有效地利用了废弃木材和塑料制造出高性能的环保材料而受到广泛重视，目前的生产技术主要为挤出方式。其不足之处是植物纤维含量高时出料困难，只能采用纤维形态为40-80目的细小纤维，并且板材幅面因为受模具限制较窄，并且因为秸秆在挤出过程中容易热解炭化，所以原材料主要以木材原料为主。采用挤出工艺制得的复合材料的宽度基本上是在200mm左右，现有工艺塑料颗粒\无预热热压方法制造的板材抗弯强度为9～11MPa。目前还没有成形的木材-塑料复合材热压加工方法，一般试验研究中的热压法由于采用的塑料颗粒料未经粉碎，形态较大，在热压时融化不充分，起不到粘结秸秆碎料的作用，而如果过度延长热压时间，又会造成秸秆的热解，这些都是普通热压方法制造的木塑复合材性能低的原因。
我国是农业大国，麦秸和稻草等农作物秸秆具有广泛来源，其化学成分类似于木材，大多数作物秸秆都被丢弃或焚烧，致使大量的植物纤维资源白白浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统挤出方式生产木材-塑料复合材料时只能采用细小纤维、板材幅面较窄、秸秆易热解炭化的问题，提供了一种可以加工出大幅面聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法。
本发明聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法如下：一、将聚乙烯塑料粉末研磨成60～100目的粉末，然后与细度为10～40目的秸秆细粉混合即得到混合料，使秸秆细粉占混合料总重量的45～65％；二、将混合料铺装成板坯，在压力为1～3MPa、温度为135～145℃的条件下将板坯预热，并保持1～3MPa的压力，预压35～45min；三、将经过步骤二处理后的板坯在压力为4～6MPa、温度为170～190℃的条件下，保持板坯4～6MPa的压力8～12min， 最后在3～6MPa的压力下冷却到室温，即得到聚乙烯-秸秆复合材料。
在本发明将塑料颗粒研磨成粉末状后再与纤维混合，热压前对板坯进行预热，减少了热压时板材的升温时间；并且由于塑料是粉末状的，易于融化和传热，从而减少了总的热压时间，避免了秸秆长时间承受高温造成的降解、颜色变深现象的发生，融化良好的塑料可以把秸秆很好地粘结到一起，提高了力学强度。
采用普通热压法工艺，塑料颗粒\无预热热压方法制造的板材抗弯强度为9～11MPa，而采用本发明的方法制造出来的板材的抗弯强度为13.87～17.495MPa。本发明用廉价的秸秆作为原材料，既充分利用了资源又节省了开支，适合大型工业生产。采用本发明方法生产出来的材料幅面可达2440*1220mm。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式中聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法如下：一、将聚乙烯塑料粉末研磨成60～100目的粉末，然后与细度为10～40目的秸秆细粉混合即得到混合料，使秸秆细粉占混合料总重量的45～65％；二、将混合料铺装成板坯，在压力为1～3MPa、温度为135～145℃的条件下将板坯预热，并保持1～3MPa的压力，预压35～45min；三、将经过步骤二处理后的板坯在压力为4～6MPa、温度为170～190℃的条件下，保持板坯4～6MPa的压力8～12min，最后在3～6MPa的压力下冷却到室温，即得到聚乙烯-秸秆复合材料。
本实施方式中不同条件下制造的板材抗弯强度的性能测试如下表：
| 温度 时间 秸秆与塑料的重量比 | 2H吸水厚度 膨胀率 | 24H吸水厚度 膨胀率 | 抗弯强度 |
| 170℃，10min，60∶40 | 0.053725 | 0.358845 | 14.87 |
| 170℃，12min，50∶50 | 0.02772 | 0.246671 | 17.495 |
| 180℃，8min，60∶40 | 0.034051 | 0.378146 | 13.87 |
| 180℃，10min，50∶50 | 0.025177 | 0.207826 | 15.325 |
| 190℃，8min，50∶50 | 0.01569 | 0.191907 | 15.3325 |
| 190℃，12min，60∶40 | 0.026157 | 0.238638 | 14.14 |
由图表可知采用本发明的方法制造出来的板材的抗弯强度为13.87～17.495MPa，大于采用普通热压工艺(塑料颗粒/无预热)制造的板材抗弯强度即9～11MPa。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中秸秆占混合料总重量的46～51％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中秸秆占混合料总重量的51～64％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中秸秆占混合料总重量的50％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中秸秆细粉的细度为11～20目。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中秸秆细粉的细度为21～39目。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中塑料研磨成60～80目粉末。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中塑料研磨成80～100目粉末。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中板坯的预热温度为136～139℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中板坯的预热温度为140～144℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中板坯的预热温度为138℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中板坯的预热温度为143℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中在温度为171～175℃的条件下保持4～6MPa的压力。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中在温度为176～189℃的条件下保持4～6MPa的压力。其它与具体实施方式一相同。
Claims (10)
1.一种聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法，其特征在于按以下步骤进行聚乙烯-秸秆复合材料的制造：一、将聚乙烯塑料粉末研磨成60～100目的粉末，然后与细度为10～40目的秸秆细粉混合即得到混合料，使秸秆细粉占混合料总重量的45～65％；二、将混合料铺装成板坯，在压力为1～3MPa、温度为135～145℃的条件下将板坯预热，并保持1～3MPa的压力，预压35～45min；三、将经过步骤二处理后的板坯在压力为4～6MPa、温度为170～190℃的条件下，保持板坯4～6MPa的压力8～12min，最后在3～6MPa的压力下冷却到室温，即得到聚乙烯-秸秆复合材料。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法，其特征在于步骤一中秸秆细粉占混合料总重量的46～51％。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法，其特征在于步骤一中秸秆细粉占混合料总重量的51～64％。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法，其特征在于步骤一中秸秆细粉占混合料总重量的50％。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法，其特征在于步骤一中秸秆细粉的细度为11～20目。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法，其特征在于步骤一中秸秆细粉的细度为21～39目。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法，其特征在于步骤二中板坯的预热温度为136～139℃。
8.根据权利要求1所述的聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法，其特征在于步骤二中板坯的预热温度为140～144℃。
9.根据权利要求1所述的聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法，其特征在于步骤二中板坯的预热温度为138℃。
10.根据权利要求1所述的聚乙烯-秸秆复合材料的预压式热压制造方法，其特征在于步骤二中板坯的预热温度为143℃。
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