CN102086306A - 含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机材料领域，公开了含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料及其制备方法。该复合材料包括增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、增硬剂、热塑性塑料，还包括秸秆粉体料，秸秆粉体料包括麦秆、棉花杆、黄豆杆、玉米杆中的一种或任意两种以上的组合。其制备方法，具体步骤为：将秸秆料进行破碎、研磨、筛分后，脱水处理至含水量≤1‰，得到细度在10～40目的纤维粉体料；将按上述重量份配比的增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、增硬剂和热塑性塑料充分混合，于80-130℃混合3～5分钟后，冷却20-40分钟；将按上述重量份配比的秸秆粉体料与上述冷却后的物料混合、成型。本发明有效解决了秸秆废弃物料出路问题。
Description
技术领域
本发明属于有机材料领域，尤其涉及一种含纯天然有机草本纤维秸秆粉体料的高分子复合材料及其制备方法。
背景技术
小麦、棉花、黄豆、玉米等草本农作物在我国大江南北大量种植，每年收割后产生了大量的秸秆废弃物料，目前对于秸秆废弃物料只有燃烧处理，这样的处理方式严重的污染了环境，影响了飞机的正常飞行，有的甚至引发了火灾，造成了很重的财产损失。由此国家环保部颁布了条令，规定秸秆等废弃物料不能燃烧。因此大量的秸秆废弃物料没有了出路，农民们甚是苦恼。介于此种情况，研发了一种含纯天然有机草本纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，制成板材产品后能完全替代原木产品，从而有力的保护了森林资源。含有机秸秆粉体制成的高分子复合材料，既利用了秸秆废弃物料，又为农民增加了的收入，保护了环境。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的秸秆废弃物料未被有效利用的不足，提供了一种利用秸秆粉体料可与其他添加剂、改性剂共混/ 共聚及有机包覆的作用机理，制成物理、化学性能稳定，无毒、无味、耐高低温的含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，包括增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、增硬剂、热塑性塑料，还包括秸秆粉体料，秸秆粉体料包括麦秆、棉花杆、黄豆杆、玉米杆中的一种或任意两种以上的组合。
作为优选，含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，由按重量份计的以下组分组成：秸秆粉体料60～80份、增塑剂3～6份、内外润滑剂0.9～1.2份、交联改性剂1.2～1.6份、增硬剂3～4份、热塑性塑料17～34份。
作为优选，所述的秸秆粉体料的细度为10～40目。
作为优选，增塑剂为无规聚丙烯。
作为优选，内外润滑剂为聚乙烯蜡、硬酯酸。其中聚乙烯蜡为外润滑剂，硬脂酸内润滑剂。
作为优选，交联改性剂为马来酸酐接支。
作为优选，增硬剂为滑石粉。
作为优选，热塑性塑料为聚丙烯或聚乙烯。
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料的制备方法，具体步骤为：
（1）将秸秆料进行破碎、研磨、筛分后，脱水处理至含水量≤1‰，得到细度在10～40目的纤维粉体料；
（2）将按上述重量份配比的增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、增硬剂和热塑性塑料充分混合，于80-130℃混合3～5分钟后，冷却20-40分钟；
（3）将按上述重量份配比的秸秆粉体料与上述冷却后的物料混合、成型。
本发明的有益效果为：本发明的技术方案，利用了秸秆废弃物料与其他介质进行无机共聚、包覆的机理，制得一种高附加值、高填充的秸秆粉体料，有效解决了秸秆废弃物料出路问题。能够节能减排，秸秆废弃物料资源再生利用，对于环境保护意义十分突出。本发明所指的秸秆废弃物料是由麦秆、棉花杆、黄豆杆、玉米杆的纤维粉体料经过破碎、研磨、筛分后，脱水处理至含水量≤1‰，细度在10～40目的纤维粉体料，因此整体有机纤维粉体物料作为高填充的添加料运用于塑胶工业等领域能大大增加成品的硬度与钢性强度。经配合由高填充有机纤维粉体物料制得的材料或成品，其物理理化指标性能相当优越，硬度、钢性强度明显高于国家标准。作为高填充有机纤维粉体物料与热塑性塑料配合并通过后续的挤压、注塑、压铸等工艺手段可制造各种工业与民用建筑、装饰材料。有机纤维粉体物料与聚丙烯/聚乙烯配合制造板材，其板材的硬度，强度等理化指标便优于现有纯木或木塑板材，有机纤维粉体物料化学性能稳定，耐高低温，无毒，无味，运用于相关绝缘材料制品中即经济、又适用。因此有机纤维粉体物料的发明兼顾了环境效益与经济效益之双重性。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明的技术方案，但不以实施例为限。
实施例1
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，由按重量份计的以下组分组成：
秸秆粉体料，为麦秆的纤维粉体料，细度为30目 60份
增塑剂，为无规聚丙烯 6份
外润滑剂，为聚乙烯蜡 0.9份
内润滑剂，为硬脂酸 0.9份
交联改性剂，为马来酸酐接支 1.2份
增硬剂，为滑石粉 3份
热塑性塑料，为聚丙烯 34份。
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料的制备方法，其具体步骤为：
1、将秸秆料进行破碎、研磨、筛分后，脱水处理至含水量≤1‰，得到细度在10～40目的纤维粉体料；
2、按上述重量份配比准备原料；
3、将增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、增硬剂放入高混机与热塑性塑料进行充分混合，于110℃混合5分钟，卸出物料送入储存设备冷却30分钟左右后，直接送入主计量料斗，由主计量料斗按要求份数比喂入主螺杆机；
4、将秸秆粉体料放入子计量料斗，由子计量料斗按要求份数比喂入子螺杆机并进入主螺杆机，从而制备得到高分子复合材料，包装入库或直接进入下一工序制造成品。
实施例2
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，由按重量份计的以下组分组成：
秸秆粉体料，为棉花杆的纤维粉体料，细度为25目 65份
增塑剂，为无规聚丙烯 5.25份
外润滑剂，为聚乙烯蜡 0.975份
内润滑剂，为硬脂酸 0.975份
交联改性剂，为马来酸酐接支 1.3份
增硬剂，为滑石粉 3.25份
热塑性塑料，为聚乙烯 29.75份。
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料的制备方法，在实施例1的基础上，将按上述重量份配比的增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、增硬剂和热塑性塑料充分混合，于80℃混合5分钟后，冷却20分钟。
实施例3
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，由按重量份计的以下组分组成：
秸秆粉体料，为黄豆杆的纤维粉体料，细度为20目 70份
增塑剂，为无规聚丙烯 4.5份
外润滑剂，为聚乙烯蜡 1.05份
内润滑剂，为硬脂酸 1.05份
交联改性剂，为马来酸酐接支 1.4份
增硬剂，为滑石粉 3.5份
热塑性塑料，为聚丙烯 25.5份。
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料的制备方法，在实施例1的基础上，将按上述重量份配比的增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、增硬剂和热塑性塑料充分混合，于90℃混合5分钟后，冷却25分钟。。
实施例4
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，由按重量份计的以下组分组成：
秸秆粉体料，为玉米杆的纤维粉体料，细度为18目 75份
增塑剂，为无规聚丙烯 4.5份
外润滑剂，为聚乙烯蜡 1.125份
内润滑剂，为硬脂酸 1.125份
交联改性剂，为马来酸酐接支 1.5份
增硬剂，为滑石粉 3.75份
热塑性塑料，为聚乙烯 21.25份。
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料的制备方法，在实施例1的基础上，将按上述重量份配比的增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、增硬剂和热塑性塑料充分混合，于100℃混合5分钟后，冷却30分钟。。
实施例5
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，由按重量份计的以下组分组成：
秸秆粉体料，为麦秆、棉花杆、黄豆杆和玉米杆混合的纤维粉体料，细度为40目，
其中，麦秆的纤维粉体料 20份
其中，棉花杆的纤维粉体料 20份
其中，黄豆杆的纤维粉体料 20份
其中，玉米杆的纤维粉体料 20份
增塑剂，为无规聚丙烯 3份
外润滑剂，为聚乙烯蜡 1.2份
内润滑剂，为硬脂酸 1.2份
交联改性剂，为马来酸酐接支 1.6份
增硬剂，为滑石粉 4份
热塑性塑料，为聚丙烯 17份。
含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料的制备方法，在实施例1的基础上，将按上述重量份配比的增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、增硬剂和热塑性塑料充分混合，于130℃混合5分钟后，冷却40分钟。
实施例5
在实施例1的基础上，秸秆粉体料采用麦秆和棉花杆混合的纤维粉体料，细度为30目，其中麦秆的纤维粉体料30份，棉花杆的纤维粉体料30份。
实施例6
在实施例2的基础上，秸秆粉体料采用黄豆杆和棉花杆混合的纤维粉体料，细度为25目，其中黄豆杆的纤维粉体料30份，棉花杆的纤维粉体料35份。
实施例7
在实施例3的基础上，秸秆粉体料采用黄豆杆和玉米杆混合的纤维粉体料，细度为20目，其中黄豆杆的纤维粉体料30份，玉米杆的纤维粉体料40份。
实施例8
在实施例4的基础上，秸秆粉体料采用麦秆和玉米杆混合的纤维粉体料，细度为18目，其中麦秆的纤维粉体料30份，玉米杆的纤维粉体料45份。
实施例9
在实施例1的基础上，秸秆粉体料采用麦秆和玉米杆混合的纤维粉体料，细度为30目，其中麦秆的纤维粉体料30份，玉米杆的纤维粉体料30份，合计60份。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (9)
1.含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，包括增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、 增硬剂、热塑性塑料，其特征在于：还包括秸秆粉体料，秸秆粉体料包括麦秆、棉花杆、黄豆杆、玉米杆中的一种或任意两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，其特征在于：由按重量份计的以下组分组成：秸秆粉体料60～80份、增塑剂3～6份、内外润滑剂0.9～1.2份、交联改性剂1.2～1.6份、增硬剂3～4份、热塑性塑料17～34份。
3.根据权利要求1所述的含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，其特征在于：所述的秸秆粉体料的细度为10～40目。
4.根据权利要求1或2或3所述的含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，其特征在于：所述的增塑剂为无规聚丙烯。
5.根据权利要求1或2或3所述的含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，其特征在于：所述的内外润滑剂为聚乙烯蜡和硬酯酸，其中聚乙烯蜡为外润滑剂，硬脂酸为内润滑剂。
6.根据权利要求1或2或3所述的含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，其特征在于：所述的交联改性剂为马来酸酐接支。
7.根据权利要求1或2或3所述的含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，其特征在于：所述的增硬剂为滑石粉。
8.根据权利要求1或2或3所述的含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料，其特征在于：所述热塑性塑料为聚丙烯或聚乙烯。
9.根据权利要求1或2或3所述的含纤维秸秆粉体料的高分子复合材料的制备方法，其特征在于：具体步骤为：
将秸秆料进行破碎、研磨、筛分后，脱水处理至含水量≤1‰，得到细度在10～40目的纤维粉体料；
将按上述重量份配比的增塑剂、内外润滑剂、交联改性剂、增硬剂和热塑性塑料充分混合，于80-130℃混合3～5分钟后，冷却20-40分钟；
将按上述重量份配比的秸秆粉体料与上述冷却后的物料混合、成型。
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