CN102276900B - 一种废纸浆成型木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents

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一种废纸浆成型木塑复合材料及其制备方法。废纸浆成型木塑复合材料是由废瓦楞纸浆与相容剂马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧化剂1010和润滑剂硬脂酸的混合物与高密度聚乙烯树脂组成，其混合物与高密度聚乙烯的重量百分比为55～85∶15～45。本发明的木塑复合材料中废瓦楞纸浆含量高，生产成本低，易降解；且物理机械强度高，表面光泽度好，耐水耐化学腐蚀，是一种绿色环保的代木代塑新产品。

Description

一种废纸浆成型木塑复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种废纸浆成型木塑复合材料及其制备方法。
背景技术
塑料的来源主要为天然石油，而这些能源的贮藏量是有一定限度的，而且塑料在天然条件下很难快速降解，从而给环境和资源造成了很大的压力。
木塑复合材料性能优良，使用方便，可锯、可刨、可钉，既保留了木材在加工性能方面的优势，又克服了木材不耐用怕虫蛀的缺点，可以替代外运货物木制包装材料和铺垫材料，也可以用于化工行业的耐腐工棚搭建，装饰板、地板、通道、台架及铸造模型机器罩、水泵壳、电器结构件等制造。  但是，由于木塑复合材料中木纤维与树脂基体之间较差的相容性以及纤维本身的特点，使得纤维的添加量受到严重的限制，目前工业化生产的木塑复合材料中，植物纤维的含量大多只有10-25%，这样低的植物纤维含量对于降低木塑复合材料的成本而言，意义并不太大，而昂贵的改性添加剂成本，又使得这种复合材料的市场价格相当于甚至高于通用塑料及实木，从而制约了木塑复合材料的发展与应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有木塑复合材料存在的上述缺陷，提供一种价格低廉，综合性能优良的废纸浆成型木塑复合材料。
本发明之废纸浆成型木塑复合材料，是由废瓦楞纸浆与相容剂马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧化剂1010和润滑剂硬脂酸的混合物与高密度聚乙烯树脂组成，其混合物与高密度聚乙烯的重量百分比为55～85∶15～45。
所述混合物中各组分的重量百分比为为废瓦楞纸浆∶马来酸酐接枝聚乙烯∶抗氧化剂101∶润滑剂硬脂酸=100∶3～6∶1～2∶4～8。
本发明之木塑复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）回收废瓦楞纸浆预处理：将回收瓦楞纸纸纤维粉碎成40～120目的粉末，用质量浓度为2～8%的氢氧化钠溶液浸泡1-8小时，再用清水洗涤至中性，干燥烘干至含水率<5%，备用；
（2）将废瓦楞纸浆与相容剂马来酸酐接枝聚乙烯、助剂抗氧化剂1010和润滑剂硬脂酸置于高速混合机中混合4-6分钟；
（3）挤出成型：设定双螺杆挤出机温度165～175℃；将高密度聚乙烯树脂及其回收粒料置于双螺杆挤出机中塑化熔融为粘性液体，然后将步骤（2）所得废瓦楞纸浆与相容剂马来酸酐接枝聚乙烯、助剂抗氧化剂1010和润滑剂硬脂酸的混合物加入已成为粘性液体的高密度聚乙烯树脂塑化熔融物中，在螺杆作用下，得到废瓦楞纸浆高密度聚乙烯树脂并含有相关助剂的复合体系，再通过口模和切粒机挤出造粒，最后在锥形双螺杆中挤出各种木塑复合材料型材。
本发明的木塑复合材料中废瓦楞纸浆含量高，生产成本低，易降解；且物理机械强度高，表面光泽度好，耐水耐化学腐蚀，是一种绿色环保的代木代塑新产品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述：
实施例1：
（1）回收废瓦楞纸浆预处理：将回收瓦楞纸纸纤维粉碎成40目的粉末，再用质量浓度为4%的氢氧化钠溶液浸泡3小时，然后用清水洗涤至中性，干燥烘干至含水率<5%，备用；
（2）取含水率<5%的废瓦楞纸浆100公斤；加入马来酸酐接枝聚乙烯3公斤、抗氧化剂1010（四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯）1公斤和润滑剂硬脂酸5公斤混合：置于高速混合机中混合6分钟；（3）挤出成型：设定双螺杆挤出机温度165-175℃；将80公斤高密度聚乙烯树脂及其回收粒料置于双螺杆挤出机中塑化熔融为粘性液体，然后将步骤（2）所得混合物加入已成为粘性液体的高密度聚乙烯树脂塑化熔融物中，在螺杆作用下，废瓦楞纸浆在塑化熔融物中均匀分散、取向，得到表观均一，分散程度较高的废瓦楞纸浆高密度聚乙烯树脂并含有相关助剂的复合体系，再通过口模和切粒机挤出造粒，最后在锥形双螺杆中挤出各种木塑复合材料型材。
对得到的废纸浆木塑复合材料进行以下力学性能测试：拉伸强度按GB/T1040-92测试；悬臂梁缺口冲击强度按GB/T1843-80测试；弯曲强度按GB/T1042-79测试。测试数据如表1所示。
实施例2：
（1）回收废瓦楞纸浆预处理：将回收瓦楞纸纸纤维粉碎成60目的粉末，再用质量浓度为5%的氢氧化钠溶液浸泡4小时，然后用清水洗涤至中性，干燥烘干至含水率<5%，备用；
（2）取含水率<5%的废瓦楞纸浆100公斤；加入马来酸酐接枝聚乙烯5公斤、抗氧化剂1010（四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯）2公斤和润滑剂硬脂酸6公斤混合：置于高速混合机中混合6分钟；
（3）挤出成型：设定双螺杆挤出机温度165-175℃；将高密度聚乙烯树脂及其回收粒料60公斤置于双螺杆挤出机中塑化熔融为粘性液体，然后将步骤（2）所得的混合物加入已成为粘性液体的高密度聚乙烯树脂塑化熔融物中，在螺杆作用下，得到表观均一的复合体系，再通过口模和切粒机挤出造粒，最后在锥形双螺杆中挤出各种木塑复合材料型材。
对得到的废纸浆木塑复合材料进行以下力学性能测试：拉伸强度按GB/T1040-92测试；悬臂梁缺口冲击强度按GB/T1843-80测试；弯曲强度按GB/T1042-79测试。测试数据如表1所示。
实施例3：
（1）回收废瓦楞纸浆预处理：将回收瓦楞纸纸纤维粉碎成100目的粉末，再用质量浓度为2%的氢氧化钠溶液浸泡6小时，然后用清水洗涤至中性，干燥烘干至含水率<5%，备用；
（2）取含水率<5%的废瓦楞纸浆100公斤；加入马来酸酐接枝聚乙烯6公斤、抗氧化剂1010（四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯）2公斤和润滑剂硬脂酸8公斤混合：置于高速混合机中混合6分钟；
（3）挤出成型：设定双螺杆挤出机温度165-175℃；将高密度聚乙烯树脂及其回收粒料30公斤置于双螺杆挤出机中塑化熔融为粘性液体，然后将步骤（2）所得的混合物加入到高密度聚乙烯树脂塑化熔融物中，在螺杆作用下，得到表观均一复合体系，再通过口模和切粒机挤出造粒，最后在锥形双螺杆中挤出各种木塑复合材料型材。
对得到的废纸浆木塑复合材料进行力学性能测试：拉伸强度按GB/T1040-92测试；悬臂梁缺口冲击强度按GB/T1843-80测试；弯曲强度按GB/T1042-79测试。测试数据如表1所示。
表1：
项目 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度（MPa） 32 35 29
断裂伸长率（%） 58 51 40
抗弯强度（MPa） 37 42 39
悬臂梁缺口冲击强度（MPa） 18 17 11

Claims (3)

1. 一种废纸浆成型木塑复合材料，其特征在于，是由废瓦楞纸浆与相容剂马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧化剂1010和润滑剂硬脂酸的混合物与高密度聚乙烯树脂组成，其混合物与高密度聚乙烯的重量百分比为55～85∶15～45。
2.根据权利要求1所述的废纸浆成型木塑复合材料，其特征在于：所述混合物中各组分的重量百分比为废瓦楞纸浆∶马来酸酐接枝聚乙烯∶抗氧化剂1010∶润滑剂硬脂酸=100∶3～6∶1～2∶4～8。
3.一种如权利要求1所述废纸浆成型木塑复合材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）回收废瓦楞纸浆预处理：将回收瓦楞纸纸纤维粉碎成40～120目的粉末，用质量浓度为2～8%的氢氧化钠溶液浸泡1-8小时，再用清水洗涤至中性，干燥烘干至含水率<5%，备用；
（2）将废瓦楞纸浆与相容剂马来酸酐接枝聚乙烯、助剂抗氧化剂1010和润滑剂硬脂酸置于高速混合机中混合4-6分钟；
（3）挤出成型：设定双螺杆挤出机温度165～175℃；将高密度聚乙烯树脂置于双螺杆挤出机中塑化熔融为粘性液体，然后将步骤（2）所得废瓦楞纸浆与相容剂马来酸酐接枝聚乙烯、助剂抗氧化剂1010和润滑剂硬脂酸的混合物加入已成为粘性液体的高密度聚乙烯树脂塑化熔融物中，在螺杆作用下，得到废瓦楞纸浆高密度聚乙烯树脂并含有相关助剂的复合体系，再通过口模和切粒机挤出造粒，最后在锥形双螺杆中挤出各种木塑复合材料型材。
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