CN101693784B - 一种木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木塑复合材料，该复合材料是由以下按质量百分比配比的原料制备而成：木糠纤维38～44％、高密度聚乙烯22～24％、碳酸钙31％～40％、ACR1～2％。该复合材料的制备工艺步骤包括高速混合、混炼和模压。本发明采用木糠纤维作为木塑复合材料的添加物，其添加比例最高可达到44％，生产成本低，所用的原料种类少，生产工序简单，给生产企业带来良好的经济效益和社会效益，同时，由于采用的化学原料添加比例减小，从而可进一步减轻生产污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料，具体是一种木塑复合材料以及该复合材料的制备方法。
背景技术
木塑复合材料在我国属于一个朝阳产业，它是一种可循环利用、健康环保的新型材料。目前市场上的木塑复合材料是以谷糠、花生壳、甘蔗渣等初级生物质材料为原料，利用化学合成原理与塑料基物进行填充，经过一系列工艺的处理后，可加工合成一种可降解、可循环利用、产品种类多、可塑性强的基础性材料。
经大量市场调查得知，目前市场上的木塑复合板材和异型材制备所需的原料中纤维含量多为25％～30％，而其它原料是相对纤维来说价格较为昂贵的化工原料，而且制备所需的原料种类较多，制备工序较为复杂，添加太多的化工原料也大大增加了生产成本，还会在工业生产上造成一定量的污染。而如何降低复合材料的生产成本以及如何减少生产污染是人们不断研究的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产成本低、所用的原料种类少以及生产污染小的木塑复合材料以及它的制备方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：本发明木塑复合材料是由以下按质量百分比配比的原料制备而成：木糠纤维38～44％、高密度聚乙烯22～24％、碳酸钙31％～40％、ACR1～2％。
本发明木塑复合材料的制备方法是按以下工艺步骤进行的：
(1)首先将木糠纤维放入80℃烤箱中，烘干备用；
(2)高速混合
将上述配方中所有原料放入高速混合机中以1430r/min的转速混合搅拌2分钟后得基本混合原料，放原料时，先放木糠纤维，后放其余原料；
(3)混炼
将上述基本混合原料放入升温至170℃～181℃的转矩流变仪-混炼机进行混炼，当料温上升至182℃～187℃时，将混合物取出备用；
(4)模压
将上述混合物放入底部铺有一张PET聚酯膜的模具中，然后在模具的顶部加盖另一张PET聚酯膜，再将模具放入平板硫化机内暂不加压，先用160℃～170℃的温度预热10分钟，然后保持该温度并以14.5MPa加压固化10分钟，再升温至171℃～175℃并保持14.5MPa的压力加压10分钟后取出成型模板。
本发明的制备原料中采用木糠纤维作为木塑复合材料的添加物，其总添加比例最高可达到44％，生产成本低，所用的原料种类少，生产工序简单，给生产企业带来良好的经济效益和社会效益。同时，由于采用的化学原料添加比例减小，从而可进一步减轻生产污染。
具体实施方式
本发明采用木糠纤维作为主要制备原料，配上高密度聚乙烯和碳酸钙并按一定的工艺步骤制备出聚合物复合材料，所述ACR是一种丙烯酸脂类，它的中文名是丙稀酸树脂加工助剂。
制备时，先将非化工原料即木糠纤维均匀慢速放入高速混合机中，再将其余化工原料以同样速度均匀的放在非化学原料上方，使其在搅拌过程中化工原料较少沉淀在机器底部，从而更好地搅拌均匀；将混合好的基本混合原料经加料斗加入到已经升温至170℃～181℃的转矩流变仪-混炼机中进行混炼，过程中释放少量HCL气体。当实际物料温度上升至182℃～187℃时停止电机，即可将混炼好的混合物料取出。此时聚合物在高温下溶解，并且与纤维交错粘合，形成网状结构(成板后达到增强冲击强度和弯曲强度的作用)，取出的混合物备用。然后在长、宽匀为15cm、厚度为1cm的模具底部放入一张PET聚酯膜，再将上述混合物经切割成颗粒状后均匀平铺于模具(混合物可适量高出模具的厚度)，然后再在顶部加盖另一张PET聚酯膜，放入平板硫化机内暂不加压，先以160℃～170℃的温度预热10分钟，然后保持该温度并在压力为14.5MPa下加压固化10分钟，然后升温至171℃～175℃保持14.5MPa的压力下加压10分钟取出，即可制得成型模板，得出的模板表面光滑平整、色泽均匀。
实施例1
原料配比：木糠纤维121克，高密度聚乙烯75.5克，碳酸钙113.5克，ACR 5.3克。
制备工艺：
(1)先将木糠纤维放入80℃烤箱中，烘干备用。
(2)再按上述配方将木糠纤维均匀慢速倒入高速混合机中，再以同样速度将其余原料倒入高速混合机中，然后以1430r/min的转速混合搅拌2分钟，得到基本混合原料。
(3)取出基本混合物将其经加料斗加入预先升温至175℃的转矩流变仪-混炼机中，加温混炼80秒，此时实际物料温度达到185℃即停止电机，取出混合物备用。
(4)将取出的混合物经切割成颗粒状后均匀平铺在长、宽匀为15cm、厚度为1cm、底板铺垫有PET聚酯膜的模具上，顶部再加盖另一张PET聚酯膜，底板覆盖好后放入平板硫化机内暂不加压，先在165℃的温度下预热10分钟，然后保持该温度并以14.5MPa的压力加压10分钟，然后升温至175℃保持14.5MPa的压力加压10分钟后即可取出成型模板。
(5)测试结果：本实例的测试结果见表一。
实施例2
原料配比：木糠纤维136克，高密度聚乙烯75.5克，碳酸钙98.5克，ACR5.3克。
制备工艺：
(1)先将木糠纤维放入80℃烤箱中，烘干备用。
(2)再按上述配方将所有原料加入到高速混合机中以1430r/min运搅拌2分钟，得到基本混合原料，放原料时先放入非化工原料，后加入化工原料。
(3)取出上述基本混合原料将其经加料斗加入预先升温至172℃的转矩流变仪-混炼机中，加温混炼60秒，此时实际料温温度到达182℃，停止电机，取出混合物备用。
(4)将取出的混合物经切割成颗粒状后均匀平铺在长、宽都为15cm，厚度为1cm的底板铺垫有PET聚酯膜的模具上，顶部加盖另一张PET聚酯膜，底板覆盖好后放入平板硫化机暂不加压，先在160℃的温度下预热10分钟，然后保持该温度并以14.5MPa的压力加压10分钟，然后再升温至171℃保持14.5MPa的压力加压10分钟后可取出成型模板。
(5)测试结果：本实例的测试结果见表一。
实施例3
原料配比：木糠纤维130克，高密度聚乙烯72克，碳酸钙108克，ACR5克。
制备工艺：
(1)先将木糠纤维放入80℃烤箱中，烘干备用。
(2)再按上述配方将所有原料加入到高速混合机中以1430r/min运转搅拌2分钟，得到基本混合原料，放原料时先放入纤维原料，后加入化工原料。
(3)取出上述基本混合原料将其经加料斗加入预先升温181℃的转矩流变仪-混炼机中，加温混炼70秒，此时实际物料温度到达187℃，停止电机，取出混合物备用。
(4)将取出的混合物经切割成颗粒状后均匀平铺在长、宽匀为15cm、厚度为1cm、底板铺垫有PET聚酯膜的模具上，顶部加盖另一张PET聚酯膜，底板覆盖好后放入平板硫化机内暂不加压，先在170℃的温度下预热10分钟，然后保持该温度并以14.5MPa的压力加压10分钟，再升温至174℃保持14.5MPa的压力加压10分钟后即可取出成型模板。
(5)测试结果：本实例的测试结果见表一。
上述3个实施例的测试结果见表一：
表一
Claims (2)
1.一种木塑复合材料，其特征在于它是由以下按质量百分比配比的原料制备而成：木糠纤维38～44％、高密度聚乙烯22～24％、碳酸钙31％～40％和ACR1～2％。
2.一种木塑复合材料的制备方法，其特征在于：该制备方法所需的原料按质量百分比配比是：木糠纤维38～44％、高密度聚乙烯22～24％、碳酸钙31％～40％和ACR 1～2％；
制备工艺是：
(1)先将木糠纤维放入80℃烤箱中，烘干备用；
(2)高速混合
按配方将所有原料放入高速混合机中以1430r/min的转速混合搅拌2分钟后得基本混合原料，放原料时，先放木糠纤维，后放其余原料；
(3)混炼
将上述基本混合原料放入升温至170℃～181℃的转矩流变仪-混炼机进行混炼，当料温上升至182℃～187℃时，将混合物取出备用；
(4)模压
将上述混合物放入底部铺有一张PET聚酯膜的模具中，然后在模具的顶部加盖另一张PET聚酯膜，再将模具放入平板硫化机内暂不加压，先用160℃～170℃的温度预热10分钟，然后保持该温度并以14.5MPa加压固化10分钟，再升温至171℃～175℃并保持14.5MPa的压力加压10分钟后取出成型模板。
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