CN101747651A - 高分子材料与纤维素或/和木质素复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分子材料与纤维素或/和木质素复合材料的制备方法，旨在提供一种不含偶联剂及其他相容剂，生产成本低，无污染的复合材料的制备方法。将含有纤维素或/和木质素的原料制成粒径为60-260μm的原料粉末，并干燥至水分含量≤1％。将高分子真溶液与干燥后的原料粉末充分搅拌混合后在闪蒸温度为60-300℃、闪蒸压力为400-7000Pa、闪蒸速度为60-560kg/h的条件下闪蒸，再进入双螺杆挤压机挤压成型得到复合材料。本发明的方法不使用偶联剂或其他相容剂，高分子真溶液经闪蒸发生不稳定相分离，形成极细的纳米级微粒，与纤维素或/和木质素粉末由于小分子效应及表面效应牢固的结合在一起，大大降低了生产成本，产品成本低，无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子材料与纤维素或/和木质素复合材料的制备方法。
背景技术
高分子聚合物与纤维素或/和木质素复合材料广泛应用于建筑领域。目前，制备高分子聚合物与纤维素复合材料的方法是采用物理混合的方法，由于是大分子的高分子颗粒与木粉等含有纤维素的材料的结合，需要使用偶联剂或其他相容剂，通过偶联剂或其他相容剂将两种大分子物质结合在一起。由于偶联剂和相容剂比较昂贵，一般占复合材料成本的30％左右，造成复合材料的生产成本高。而且，偶联剂和相容剂又会给复合材料带来一定的污染物，因此，降低复合材料的生产成本，合成清洁型环保的产品是目前高分子聚合物与纤维素复合材料的研究目标。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种不含偶联剂及其他相容剂，生产成本低，无污染的高分子材料与纤维素或/和木质素复合材料的制备方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种高分子材料与纤维素或/和木质素复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将高分子材料与溶剂充分搅拌使高分子材料溶解制成质量百分比浓度为4-40％的高分子真溶液，所述高分子材料为热塑性高分子聚合物、热塑性高分子聚合物合金、热固性高分子聚合物、热固性高分子聚合物合金中的任一种；
(2)将含有纤维素或/和木质素的原料制成粒径为60-260μm的原料粉末，并干燥至水分含量≤1％；
(3)将步骤(1)中的高分子真溶液与步骤(2)中干燥后的原料粉末充分搅拌混合后在闪蒸温度为60-300℃、闪蒸压力为400-7000Pa、闪蒸速度为60-560kg/h的条件下闪蒸，之后进入双螺杆挤压机挤压成型，得到复合材料。或者，将步骤(1)中的高分子真溶液在闪蒸温度为60-300℃、闪蒸压力为400-7000Pa、闪蒸速度为60-560kg/h的条件下闪蒸至质量百分比浓度为26-98％的高分子浓溶液，将闪蒸后的高分子浓溶液与步骤(2)中干燥后的原料粉末分别进入双螺杆挤压机挤压成型，得到复合材料，其中，按质量百分比高分子真溶液为40-90％，干燥后的原料粉末为10-60％。
所述双螺杆挤压机为带有微闪蒸分离器的双螺杆挤压机，挤出机的进口温度为100-200℃，中间段的温度为150-205℃，出口段的温度为160-210℃，闪蒸分离器的真空度为3000-7000Pa，闪蒸分离器的温度为150-200℃。
所述含有纤维素或/和木质素的原料为木粉、麦秸秆、稻壳、稻草、椰壳、桔子皮、杂草、树皮、树根、棉杆、棉壳等中的任一种。
所述溶剂为卤代烃(如三氯乙烯、三氯乙烷、氯苯、二氯苯等)、芳香烃(如甲苯、二甲苯、十氢萘、四氢萘、异丙苯等)、直链烷烃(如4-甲基-2-戊烷等)、环状烷烃(如环己烷等)、环状醇(如环己醇等)、烷酮(如2-十一烷酮等)、环状酮(如环己酮等)、酰胺(如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)、环状醚(如四氢呋喃等)、缩醛(如甲缩醛等)、酯类(如乙酸戊酯、马来酸二乙酯等)、杂环类化合物(如N甲基吡咯烷酮等)中的任一种。
本发明具有下述技术效果：
本发明的制备方法中不使用偶联剂或其他相容剂，高分子真溶液经闪蒸发生不稳定相分离，形成极细的纳米级微粒，与纤维素或/和木质素粉末由于小分子效应及表面效应牢固的结合在一起，大大降低了生产成本，而且，由于产品中不含有偶联剂或其他相容剂，产品成本低，无污染。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明详细说明。
本发明中所使用的双螺杆挤出机最好使用专利号为200520025237.1实用新型名称为《微闪蒸挤出机》中所公开的设备，便于溶剂的回收。
实施例1
(1)将5kgPVC与50kg四氢呋喃在50℃充分搅拌制成PVC真溶液。
(2)将麦秸经冲击磨或拉伸式磨碎机制成粒径不大于200μm的原料粉末，并将粉末干燥至水分含量≤1％。
(3)将55kgPVC真溶液与40kg干燥后的麦秸粉末充分搅拌混合后在闪蒸温度为60℃、闪蒸压力为7000Pa、闪蒸速度为260kg/h的条件下闪蒸，之后进入微闪蒸挤压机挤压成型，得到PVC与麦秸复合材料。挤出机的进口温度为100℃，中间段的温度为150℃，出口段的温度为160℃，闪蒸分离器的真空度为7000Pa，闪蒸分离器的温度为150℃。
该复合材料拉伸强度26.3Mpa，弯曲强度40.8Mpa，IZOD冲击强度(缺口)23.9J/m。该复合材料可制铺板、门窗、护墙板、地板、屋面板、建筑模板、铁路枕木、船舶隔舱、栅栏、百叶窗等。
实施例2
(1)将60kgPS与300kg二甲苯在不大于30℃充分搅拌1小时制成PS真溶液。
(2)将稻壳经冲击磨或拉伸式磨碎机制成粒径为不大于160μm的原料粉末，并将粉末干燥至水分含量≤1％。
(3)将360kgPS真溶液在闪蒸温度130℃、闪蒸压力5000Pa、闪蒸速度为360kg/h的条件下闪蒸至质量百分比浓度为70％的PS浓溶液，将闪蒸后的PS浓溶液与360kg干燥后的稻壳粉末分别进入微闪蒸挤压机挤压成型，得到PS与稻壳复合材料。挤出机的进口温度为150℃，中间段的温度为205℃，出口段的温度为180℃，闪蒸分离器的真空度为5000Pa，闪蒸分离器的温度为150℃。
该复合材料拉伸强度为23.9Mpa，弯曲强度33.2Mpa，IZOD冲击强度(缺口)21.8J/m。该复合材料可制铺板、门窗、护墙板、地板、屋面板、建筑模板、铁路枕木、船舶隔舱、栅栏、百叶窗等。
实施例3
(1)将15kgPET与300kg N-甲基吡咯烷酮在160℃充分搅拌2小时制成PET真溶液。
(2)将杂木经冲击磨或拉伸式磨碎机制成粒径为不大于180μm的原料粉末，并将粉末干燥至水分含量≤1％。
(3)将315kgPET真溶液在闪蒸温度300℃、闪蒸压力400Pa、闪蒸速度为260kg/h的条件下闪蒸至质量百分比浓度为70％的PET浓溶液，将闪蒸后的PET浓溶液与210kg干燥后的杂木粉末分别进入微闪蒸挤压机挤压成型，得到PET与杂木复合材料。挤出机的进口温度为200℃，中间段的温度为205℃，出口段的温度为210℃，闪蒸分离器的真空度为3000Pa，闪蒸分离器的温度为200℃。
该复合材料拉伸强度为28.8Mpa，弯曲强度46.9Mpa，IZOD冲击强度(缺口)36.2J/m。该复合材料可制铺板、门窗、护墙板、地板、屋面板、建筑模板、铁路枕木、船舶隔舱、栅栏、百叶窗等。
实施例4
(1)将120kgPS/PP合金与300kg环己酮在100℃充分搅拌1.5小时制成PS/PP真溶液。
(2)将椰壳经冲击磨或拉伸式磨碎机制成粒径为不大于190μm的原料粉末，并将粉末干燥至水分含量≤1％。
(3)将420kgPS/PP真溶液在闪蒸温度150℃、闪蒸压力1000Pa、闪蒸速度为200kg/h的条件下闪蒸至质量百分比浓度为80％的PS/PP浓溶液，将闪蒸后的PS/PP浓溶液与360kg干燥后的椰壳粉末分别进入微闪蒸挤压机挤压成型，得到PS/PP与椰壳复合材料。挤出机的进口温度为120℃，中间段的温度为180℃，出口段的温度为160℃，闪蒸分离器的真空度为3000Pa，闪蒸分离器的温度为180℃。
该复合材料拉伸强度为28.9Mpa，弯曲强度36.2Mpa，IZOD冲击强度(缺口)30.1J/m。该复合材料可制铺板、门窗、护墙板、地板、屋面板、建筑模板、铁路枕木、船舶隔舱、栅栏、百叶窗等。
实施例5
(1)将30kg酚醛树脂与300kg2-十一烷酮在100℃充分搅拌2小时制成酚醛树脂真溶液。
(2)将生物杂草经冲击磨或拉伸式磨碎机制成粒径为不大于200μm的原料粉末，并将粉末干燥至水分含量≤1％。
(3)将330kg酚醛树脂真溶液在闪蒸温度160℃、闪蒸压力1000Pa、闪蒸速度为200kg/h的条件下闪蒸至质量百分比浓度为70％的酚醛树脂浓溶液，将闪蒸后的酚醛树脂浓溶液与470kg干燥后的生物杂草粉末分别进入微闪蒸挤压机挤压成型，得到酚醛树脂与生物杂草复合材料。挤出机的进口温度为180℃，中间段的温度为200℃，出口段的温度为180℃，闪蒸分离器的真空度为2000Pa，闪蒸分离器的温度为180℃。
该复合材料拉伸强度为19.9Mpa，弯曲强度31.2Mpa，IZOD冲击强度(缺口)19.8J/m。该复合材料可制铺板、门窗、护墙板、地板、屋面板、建筑模板、铁路枕木、船舶隔舱、栅栏、百叶窗等。
实施例6
(1)将60kgPE/PS合金与300kg环己醇在120℃充分搅拌1小时制成PE/PS真溶液。
(2)将桔子皮经冲击磨或拉伸式磨碎机制成粒径为不大于200μm的原料粉末，并将粉末干燥至水分含量≤1％。
(3)将360kgPE/PS真溶液在闪蒸温度110℃、闪蒸压力3000 Pa、闪蒸速度为300kg/h的条件下闪蒸至质量百分比浓度为90％的PE/PS浓溶液，将闪蒸后的PE/PS浓溶液与60kg干燥后的桔子皮粉末分别进入微闪蒸挤压机挤压成型，得到PE/PS与桔子皮复合材料。挤出机的进口温度为150℃，中间段的温度为190℃，出口段的温度为160℃，闪蒸分离器的真空度为5000Pa，闪蒸分离器的温度为150℃。
该复合材料拉伸强度为21.9Mpa，弯曲强度29.8Mpa，IZOD冲击强度(缺口)19.5J/m。该复合材料可制铺板、门窗、护墙板、地板、屋面板、建筑模板、铁路枕木、船舶隔舱、栅栏、百叶窗等。
实施例7
(1)将60kg高抗冲聚苯乙烯与300kg异丙苯在110℃充分搅拌1小时制成高抗冲聚苯乙烯真溶液。
(2)将棉杆经冲击磨或拉伸式磨碎机制成粒径为不大于260μm的原料粉末，并将粉末干燥至水分含量≤1％。
(3)将360kg高抗冲聚苯乙烯真溶液在闪蒸温度100℃、闪蒸压力5000Pa、闪蒸速度为320kg/h的条件下闪蒸至质量百分比浓度为70％的高抗冲聚苯乙烯浓溶液，将闪蒸后的高抗冲聚苯乙烯浓溶液与360kg干燥后的棉杆粉末分别进入微闪蒸挤压机挤压成型，得到高抗冲聚苯乙烯与棉杆复合材料。挤出机的进口温度为100℃，中间段的温度为150℃，出口段的温度为160℃，闪蒸分离器的真空度为7000Pa，闪蒸分离器的温度为150-200℃
该复合材料拉伸强度为31.9-Mpa，弯曲强度40.1Mpa，IZOD冲击强度(缺口)25.5J/m。该复合材料可制铺板、门窗、护墙板、地板、屋面板、建筑模板、铁路枕木、船舶隔舱、栅栏、百叶窗等。
实施例8
(1)将60kgPC与300kg四氢萘在170℃充分搅拌2小时制成PC真溶液。
(2)将棉壳经冲击磨或拉伸式磨碎机制成粒径为不大于60μm的原料粉末，并将粉末干燥至水分含量≤1％。
(3)将360kgPC真溶液在闪蒸温度150℃、闪蒸压力1000Pa、闪蒸速度为270kg/h的条件下闪蒸至质量百分比浓度为70％的PC浓溶液，将闪蒸后的PC浓溶液与360kg干燥后的棉壳粉末分别进入微闪蒸挤压机挤压成型，得到PC与棉壳复合材料。挤出机的进口温度为180℃，中间段的温度为200℃，出口段的温度为180℃，闪蒸分离器的真空度为4000Pa，闪蒸分离器的温度为180℃。
该复合材料拉伸强度为28.9Mpa，弯曲强度41.2Mpa，IZOD冲击强度(缺口)31.1J/m。该复合材料可制铺板、门窗、护墙板、地板、屋面板、建筑模板、铁路枕木、船舶隔舱、栅栏、百叶窗等。
Claims (2)
1.一种高分子材料与纤维素或/和木质素复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将高分子材料与溶剂充分搅拌使高分子材料溶解制成质量百分比浓度为4-40％的高分子真溶液，所述高分子材料为热塑性高分子聚合物、热塑性高分子聚合物合金、热固性高分子聚合物、热固性高分子聚合物合金中的任一种；
(2)将含有纤维素或/和木质素的原料制成粒径为60-260μm的原料粉末，并将粉末干燥至水分含量≤1％；
(3)将步骤(1)中的高分子真溶液与步骤(2)中干燥后的原料粉末充分搅拌混合后在闪蒸温度为60-300℃、闪蒸压力为400-7000Pa、闪蒸速度为60-560kg/h的条件下闪蒸，之后进入双螺杆挤压机挤压成型，得到复合材料；或者，将步骤(1)中的高分子真溶液在闪蒸温度为60-180℃、闪蒸压力为400-7000Pa、闪蒸速度为60-360kg/h的条件下闪蒸至质量百分比浓度为26-98％的高分子浓溶液，将闪蒸后的高分子浓溶液与步骤(2)中干燥后的原料粉末分别进入双螺杆挤压机挤压成型，得到复合材料；其中，按质量百分比高分子真溶液为40-90％，干燥后的原料粉末为10-60％。
2.根据权利要求1所述的高分子材料与纤维素或/和木质素复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤压机为带有微闪蒸分离器的双螺杆挤压机，挤出机的进口温度为100-200℃，中间段的温度为150-205℃，出口段的温度为160-210℃，闪蒸分离器的真空度为3000-7000Pa，闪蒸分离器的温度为150-200℃。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013144445A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | Upm-Kymmene Corporation | Lignin and method and system for processing lignin |
| WO2013173939A1 (zh) * | 2012-05-21 | 2013-11-28 | Chong Chenpang | 一种稻壳纤维合成树脂粉及稻壳纤维产品的制作工艺 |
| CN103897295A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-02 | 华南理工大学 | 一种生物质pvc复合材料及其制备方法 |
| CN105421114A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-03-23 | 深圳市联星服装辅料有限公司 | Pbt树脂染色拉链和制作方法 |
| CN109808149A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-28 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种基于纳米复材制备不同结构色光子晶体制件的成形方法 |
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2009
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013144445A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | Upm-Kymmene Corporation | Lignin and method and system for processing lignin |
| CN104204103A (zh) * | 2012-03-29 | 2014-12-10 | 芬欧汇川集团 | 木质素以及加工木质素的方法和系统 |
| CN104204103B (zh) * | 2012-03-29 | 2017-09-08 | 芬欧汇川集团 | 木质素以及加工木质素的方法和系统 |
| WO2013173939A1 (zh) * | 2012-05-21 | 2013-11-28 | Chong Chenpang | 一种稻壳纤维合成树脂粉及稻壳纤维产品的制作工艺 |
| US9637636B2 (en) | 2012-05-21 | 2017-05-02 | Husk's Green Technology Co., Limited | Manufacturing process for rice husk fiber synthetic resin powder and rice husk fiber product |
| CN103897295A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-02 | 华南理工大学 | 一种生物质pvc复合材料及其制备方法 |
| CN103897295B (zh) * | 2014-03-06 | 2016-08-24 | 华南理工大学 | 一种生物质pvc复合材料及其制备方法 |
| CN105421114A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-03-23 | 深圳市联星服装辅料有限公司 | Pbt树脂染色拉链和制作方法 |
| CN109808149A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-28 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种基于纳米复材制备不同结构色光子晶体制件的成形方法 |
| CN109808149B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-06-15 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种基于纳米复材制备不同结构色光子晶体制件的成形方法 |
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