CN103131072A - 一种利用废纸制成的聚乙烯复合材料的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料，提供一种生产效率高、制备的复合材料质量好、综合性能优良、稳定性好的利用废纸制成的聚乙烯复合材料的生产工艺，包括以下步骤：（1）废纸浆预处理：将废纸粉碎成粉末，将该粉末与质量浓度为3-5%的氢氧化钠溶液一齐送入搅拌机内，预热至30-40℃，以50r/min的速度搅拌45min，对反应后的废纸浆进行过滤，用清水洗涤至中性，烘干得到再生废纸浆粉；（2）原料混合：将再生废纸浆粉、高密度聚乙烯、聚乙烯、增溶剂PE-g-MAH、偶联剂和发泡剂进行原料混合；（3）混炼：将上述步骤（2）中的混合物，在混炼温度为150-170℃的条件下混炼20-30min；（4）加压成型得到聚乙烯复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料，特别涉及一种利用废纸制成的聚乙烯复合材料的生产工艺。
背景技术
目前人们用过的各种废纸大都是采用回收再造纸所用，这种回收再利用成本高，且生产出来的纸质质量差。废纸的主要成分是纤维素，基于这一属性，将废纸用在复合材料中的潜在优势，尤其是它价格低廉、密度小，具有较高的弹性模量等特点，已接近无机纤维，而它的生物降解性和可再生性是其它增强材料无法比拟的。为此利用废纸制备废弃物复合材料的技术应运而生。中国专利号：200810058629.6，公开了一种废纸增强再生高密度聚乙烯复合材料及其生产工艺,其特征在于由下列质量百分比的原料组成:废纸5-15%,再生高密度聚乙烯85-95%,偶联剂0-4%,相容剂0-10%,经过废纸纤维分散,与再生HDPE、偶联剂、相容剂混合,送入开放式双辊混炼设备混炼、均化后,再用型模压制,冷却、脱模,制成废纸增强再生高密度聚乙烯复合材料。此发明工艺所制得的复合材料是一项利国、利民、利企业的废物利用项目，但是其产品的稳定性较差，同时其废纸中提取纤维浆料只是采用清水洗涤3次后风干得到，此种方式提取纤维浆料速度慢，生产效率低，同时对于混杂在废纸中的订书钉等杂物排除的不够彻底，影响制备的复合材料的质量。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种生产效率高、制备的复合材料质量好、综合性能优良、稳定性好的利用废纸制成的聚乙烯复合材料的生产工艺。
为解决此技术问题，本发明采取以下方案：一种利用废纸制成的聚乙烯复合材料的生产工艺，包括以下步骤：
（1）废纸浆预处理：将废纸粉碎成粉末，将该粉末与质量浓度为3-5%的氢氧化钠溶液一齐送入搅拌机内，预热至30-40℃，以50r/min的速度搅拌45min，对反应后的废纸浆进行过滤，用清水洗涤至中性，烘干得到再生废纸浆粉；
（2）原料混合：按下列重量份数配比，将原料进行混合：
再生废纸浆粉 50-70份
高密度聚乙烯 80-100份
聚乙烯 20-40份
增溶剂PE-g-MAH 20-30份
偶联剂 1.5-2份
发泡剂 0.5-1份；
（3）混炼：将上述步骤（2）中的混合物，在混炼温度为150-170℃的条件下混炼20-30min；
（4）加压成型：将步骤（3）所得混炼物料放入模具中，在成型压力为10-15MPa、保压时间10-20min的条件下压制成型，再冷却脱模，即得到聚乙烯复合材料。
进一步的，所述步骤（2）中偶联剂为硅烷偶联剂KH792或者钛酸酯或者钛酸正丁酯中的一种。
进一步的，所述步骤（2）中发泡剂为偶氮二甲酰胺或AC发泡剂中的一种。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：通过采用氢氧化钠溶液和废纸混合于搅拌机中反应处理，再过滤去除杂物，提高了再生废纸浆的质量，与现有技术相比大大提高了生产效率，又将再生废纸浆粉与高密度聚乙烯、聚乙烯、增溶剂PE-g-MAH、偶联剂和发泡剂混合制成聚乙烯复合材料，此种复合材料比现有制得的复合材料具有更强的稳定性，更好的抗弯强度、抗拉强度，本发明工艺简单无污染物排放，符合环保节能，可广泛推广使用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来具体介绍本发明。
实施例1
（1）废纸浆预处理：将废纸粉碎成粉末，将该粉末与质量浓度为3%的氢氧化钠溶液一齐送入搅拌机内，预热至30℃，以50r/min的速度搅拌45min，对反应后的废纸浆采用板框压滤机进行过滤，再用清水洗涤至中性，再进行烘干得到再生废纸浆粉；
（2）原料混合：按下列重量份数配比，将各原料进行混合：
再生废纸浆粉：高密度聚乙烯：聚乙烯：增溶剂PE-g-MAH：偶联剂：发泡剂=50份：100份：20份：30份：1.5份：1份，其中偶联剂为硅烷偶联剂KH792，发泡剂为偶氮二甲酰胺；
（3）混炼：将上述步骤（2）中的混合物，在混炼温度为150℃的条件下混炼30min；
（4）加压成型：将步骤（3）所得混炼物料放入模具中，在成型压力为10MPa、保压时间20min的条件下压制成型，再冷却脱模，即得到聚乙烯复合材料。
实施例2
（1）废纸浆预处理：将废纸粉碎成粉末，将该粉末与质量浓度为3%的氢氧化钠溶液一齐送入搅拌机内，预热至35℃，以50r/min的速度搅拌45min，对反应后的废纸浆采用板框压滤机进行过滤，再用清水洗涤至中性，再进行烘干得到再生废纸浆粉；
（2）原料混合：按下列重量份数配比，将各原料进行混合：
再生废纸浆粉：高密度聚乙烯：聚乙烯：增溶剂PE-g-MAH：偶联剂：发泡剂=60份：90份：30份：25份：1.5份：0.5份，其中偶联剂为钛酸正丁酯，发泡剂为偶氮二甲酰胺；
（3）混炼：将上述步骤（2）中的混合物，在混炼温度为155℃的条件下混炼30min；
（4）加压成型：将步骤（3）所得混炼物料放入模具中，在成型压力为15MPa、保压时间10min的条件下压制成型，再冷却脱模，即得到聚乙烯复合材料。
实施例3
（1）废纸浆预处理：将废纸粉碎成粉末，将该粉末与质量浓度为3%的氢氧化钠溶液一齐送入搅拌机内，预热至35℃，以50r/min的速度搅拌45min，对反应后的废纸浆采用板框压滤机进行过滤，再用清水洗涤至中性，再进行烘干得到再生废纸浆粉；
（2）原料混合：按下列重量份数配比，将各原料进行混合：
再生废纸浆粉：高密度聚乙烯：聚乙烯：增溶剂PE-g-MAH：偶联剂：发泡剂=70份：80份：40份：25份：2份：1份，其中偶联剂为钛酸酯，发泡剂为AC发泡剂；
（3）混炼：将上述步骤（2）中的混合物，在混炼温度为160℃的条件下混炼25min；
（4）加压成型：将步骤（3）所得混炼物料放入模具中，在成型压力为12MPa、保压时间15min的条件下压制成型，再冷却脱模，即得到聚乙烯复合材料。
实施例4
（1）废纸浆预处理：将废纸粉碎成粉末，将该粉末与质量浓度为3%的氢氧化钠溶液一齐送入搅拌机内，预热至35℃，以50r/min的速度搅拌45min，对反应后的废纸浆采用板框压滤机进行过滤，再用清水洗涤至中性，再进行烘干得到再生废纸浆粉；
（2）原料混合：按下列重量份数配比，将各原料进行混合：
再生废纸浆粉：高密度聚乙烯：聚乙烯：增溶剂PE-g-MAH：偶联剂：发泡剂=70份：100份：40份：30份：2份：1份，其中偶联剂为钛酸酯，发泡剂为AC发泡剂；
（3）混炼：将上述步骤（2）中的混合物，在混炼温度为170℃的条件下混炼20min；
（4）加压成型：将步骤（3）所得混炼物料放入模具中，在成型压力为13MPa、保压时间15min的条件下压制成型，再冷却脱模，即得到聚乙烯复合材料。
实施例5
（1）废纸浆预处理：将废纸粉碎成粉末，将该粉末与质量浓度为3%的氢氧化钠溶液一齐送入搅拌机内，预热至35℃，以50r/min的速度搅拌45min，对反应后的废纸浆采用板框压滤机进行过滤，再用清水洗涤至中性，再进行烘干得到再生废纸浆粉；
（2）原料混合：按下列重量份数配比，将各原料进行混合：
再生废纸浆粉：高密度聚乙烯：聚乙烯：增溶剂PE-g-MAH：偶联剂：发泡剂=65份：90份：30份：20份：1.7份：0.8份，其中偶联剂为硅烷偶联剂KH792，发泡剂为偶氮二甲酰胺；
（3）混炼：将上述步骤（2）中的混合物，在混炼温度为165℃的条件下混炼23min；
（4）加压成型：将步骤（3）所得混炼物料放入模具中，在成型压力为13MPa、保压时间15min的条件下压制成型，再冷却脱模，即得到聚乙烯复合材料。
表1给出实施例1-5所得复合材料的性能
表1
| 实施例编号 | 抗拉强度（/MPa） | 抗弯强度（/MPa） | 断裂伸长率（/%） |
| 实施例1 | 30.12 | 33.75 | 10.33 |
| 实施例2 | 31.56 | 35.28 | 9.87 |
| 实施例3 | 33.29 | 38.65 | 9.12 |
| 实施例4 | 32.12 | 36.54 | 9.35 |
| 实施例5 | 30.06 | 32.88 | 10.09 |
从表1中可直观的发现与现有技术相比，本生产工艺制备的聚乙烯复合材料其综合性能具有显著地提升，且其具有更高的生产效率。
本发明通过采用氢氧化钠溶液和废纸混合于搅拌机中反应处理，再过滤去除杂物，提高了再生废纸浆的质量，与现有技术相比大大提高了生产效率，又将再生废纸浆粉与高密度聚乙烯、聚乙烯、增溶剂PE-g-MAH、偶联剂和发泡剂混合制成聚乙烯复合材料，此种复合材料比现有制得的复合材料具有更强的稳定性，更好的抗弯强度、抗拉强度，本发明工艺简单无污染物排放，符合环保节能，可广泛推广使用。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种利用废纸制成的聚乙烯复合材料的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）废纸浆预处理：将废纸粉碎成粉末，将该粉末与质量浓度为3-5%的氢氧化钠溶液一齐送入搅拌机内，预热至30-40℃，以50r/min的速度搅拌45min，对反应后的废纸浆进行过滤，用清水洗涤至中性，烘干得到再生废纸浆粉；
（2）原料混合：按下列重量份数配比，将原料进行混合：
再生废纸浆粉 50-70份
高密度聚乙烯 80-100份
聚乙烯 20-40份
增溶剂PE-g-MAH 20-30份
偶联剂 1.5-2份
发泡剂 0.5-1份；
（3）混炼：将上述步骤（2）中的混合物，在混炼温度为150-170℃的条件下混炼20-30min；
（4）加压成型：将步骤（3）所得混炼物料放入模具中，在成型压力为10-15MPa、保压时间10-20min的条件下压制成型，再冷却脱模，即得到聚乙烯复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种利用废纸制成的聚乙烯复合材料的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）中偶联剂为硅烷偶联剂KH792或者钛酸酯或者钛酸正丁酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种利用废纸制成的聚乙烯复合材料的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）中发泡剂为偶氮二甲酰胺或AC发泡剂中的一种。
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