CN102924954A - 一种利用棉花秸秆制备木塑复合材料的方法 - Google Patents

一种利用棉花秸秆制备木塑复合材料的方法 Download PDF

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代少俊
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Abstract

本发明公开了一种利用棉花秸秆制备木塑复合材料的方法。木塑材料采用以下重量配比：100份热塑性塑料，50～150份棉花秸秆粉，5～25份复合偶联剂，0.5～1.5份石蜡，0.1~1份引发剂。将棉花秸秆粉、复合偶联剂、石蜡、引发剂在高速搅拌机中处理后与热塑性塑料混合，置于双螺杆挤出机中挤出得到制品。本发明能大量有效利用农作物秸秆，具有操作简单、所需的设备少，成本低的特点。本发明制得的产品强度高、韧性好、无毒环保、可回收、能满足多种场合的使用需要。

Description

一种利用棉花秸秆制备木塑复合材料的方法
技术领域
本发明涉及到一种木塑复合材料的组成及其制作方法，属于一种农作物纤维再利用的方法，特别涉及到一种利用棉花秸秆粉与热塑性塑料混合制备木塑复合材料的方法及其所制得的高强度木塑复合材料。
背景技术
当前木塑材料大多是采用原木木粉或木纤维与塑料复合的，对伐木毁林有一定的推动作用。而以热塑性塑料和农作物纤维制备木塑材料可以回收塑料及利用农作物纤维。废弃的木塑材料也可以经破碎重新进行生产，形成了循环使用的利用模式，符合发展循环经济和建设节约型社会的要求。
由于农作物纤维主要成分为纤维素和半纤维素，分子中存在大量羟基，极性比较强，在加工时不容易分散，而聚丙烯等热塑性塑料具有明显的非极性。两者复合时界面强度很差，从而大大削弱材料的力学性能，尤其是冲击性能。因此在配方中常常引入的偶联剂，从而改善两相之间的黏结性，提高材料的力学强度。申请号为201010528779.6的专利采用了添加1%~8%的偶联剂挤出制备木塑材料。申请号为201010528680.6的专利采用了添加1%~8%的偶联剂挤出制备木塑板材。
但现有技术利用农作物纤维与高分子混合制备木塑材料的方法，主要通过分子间的范德华力来增加农作物纤维与高分子之间的作用力，由于范德华力存在强度低的缺点，导致制得木塑材料农作物纤维添加量不高，木塑材料产品强度低，不能满足市场实际需要。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，其目的在于提供一种木塑材料的制备方法，即利用棉花秸秆粉与高分子混合制备木塑复合材料的方法。该法采用具有操作简单、成本低、棉花秸秆添加量高，制品强度高的优点。
本发明的另一个目的在于提供一种由上述方法制备的木塑材料。该方法的特点在于使用的复合偶联剂两端可以分别与农作物秸秆以及塑料形成牢固的化学键合，提高了/塑两相的界面相容性，制备的木塑材料具有强度高、成本低、无毒环保、可回收的优点。
本发明的技术方案是：一种木塑材料的制备方法，其特征在于：选用如下重量的原料
热塑性塑料 100份
棉花秸秆粉 50～150份
复合偶联剂 5～25份
石蜡 0.5～1.5份。
引发剂 0.1~1份
所述复合偶联剂是油酸与乙烯基三乙氧基硅烷或者油酸与乙烯基三甲氧基硅烷的混合物，该复合偶联剂可分别与塑料、棉花秸秆粉形成比范德华力强的多的化学键合力，从而提高木塑复合材料的强度。
所述的引发剂为过氧化苯甲酰或者过氧化二叔丁基或者过氧化二异丙苯或者为上述各组分任意组合成的复合物。
所述木塑复合材料的制备方法为：
A．对棉花秸秆粉进行干燥处理，具体为将棉花秸秆粉在100～120℃下处理1～2小时；
B．将偶联剂、石蜡、引发剂和棉花秸秆粉在高速搅拌机中处理15~30分钟；
C．将上述混合物与热塑性塑料混合，在挤出机中挤出，得到木塑复合材料。挤出机的温度在140~180℃。 
本发明的木塑材料的制备方法，具有如下特点：
所需的设备少，操作简单；
农作物添加量高，成本低，具有较强的竞争力；
产品强度高、韧性好，能满足多种场合的使用需要；
产品无毒环保、可回收。
具体实施方式
本发明的技术方案是：一种木塑材料的制备方法，其特征在于：选用如下重量的原料
按下述重量分数的物料进行备料
热塑性塑料 100份
棉花秸秆粉 50～150份
复合偶联剂 5～25份
石蜡 0.5～1.5份。
引发剂 0.1~1份
将棉花秸秆粉、复合偶联剂、石蜡、引发剂在高速搅拌机中处理后与热塑性塑料混合，置于双螺杆挤出机中挤出得到制品。
实施例1
聚丙烯 100份
棉花秸秆粉 100份
油酸/乙烯基三乙氧基硅烷 10份/5份
石蜡 1.5份。
过氧化二异丙苯/化二叔丁基 1份/1份
将棉花秸秆粉、油酸/乙烯基三乙氧基硅烷、石蜡、过氧化二叔丁基在高速搅拌机中处理20分钟后与聚丙烯混合，置于双螺杆挤出机中挤出得到制品。挤出机各区的温度分别为150℃、160℃、170℃和180℃。
实施例2
按下述重量分数的物料进行备料
聚乙烯塑料 100份
棉花秸秆粉 100份
油酸/乙烯基三甲氧基硅烷 10份/5份
石蜡 1.5份。
过氧化苯甲酰/过氧化二异丙苯 1份/1份
将棉花秸秆粉、油酸/乙烯基三甲氧基硅烷、石蜡、过氧化二异丙苯在高速搅拌机中处理20分钟后与聚丙烯混合，置于双螺杆挤出机中挤出得到制品。挤出机各区的温度分别为130℃、140℃、150℃和160℃。
本发明并不限于以上实施例子所列举的方案，只要是本说明书发明内容提及的方案均是可以实施的。

Claims (4)

1.一种利用棉花秸秆制备木塑复合材料的方法，其特征在于：选用如下重量的原料
 热塑性塑料       100份
棉花秸秆粉     50～150份
复合偶联剂     5～25份
石蜡             0.5～1.5份
引发剂         0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于，该复合偶联剂是油酸与乙烯基三乙氧基硅烷或者油酸与乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。
3.根据权利1要求所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为过氧化苯甲酰或者过氧化二叔丁基或者过氧化二异丙苯或者为上述各组分任意组合成的复合物。
4.根据权利要求1所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于，其制备方法为
A．对棉花秸秆粉进行干燥处理，具体为将棉花秸秆粉在100～120℃下处理1～2小时；
B．将偶联剂、石蜡、引发剂和棉花秸秆粉在高速搅拌机中处理15~30分钟；
C．将上述混合物与热塑性塑料混合，在挤出机中挤出，得到木塑复合材料。
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