CN103911011B - 钼废渣增强木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钼废渣增强木塑复合材料，其组分质量配比如下：稻壳粉45-52％、高密度聚乙烯20-30％、钼废渣10-20％、助剂添加剂8-15％，其中所述助剂添加剂包括偶联剂、润滑剂和抗氧剂。本发明还提供了上述钼废渣增强木塑复合材料的制备方法。本发明将钼废渣添加到稻壳粉和高密度聚乙烯中制成钼废渣增强木塑复合材料，制得的木塑复合材料强度和耐水性能明显提升，且实现了矿物废渣的回收利用，大幅降低木塑复合材料的生产成本。由于金属钼废渣、稻壳粉以及高密度聚乙烯之间的相容性较差，导致板材的表面容易开裂，本发明加入偶联剂及润滑剂，以改善金属钼废渣、稻壳粉以及高密度聚乙烯之间的相容性，制成符合质量要求的木塑复合材料。

Description

钼废渣增强木塑复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种钼废渣增强木塑复合材料及其制备方法，属于木塑加工技术领域。

背景技术

木塑复合材料(Wood-plasticComposites，缩写WPC)是以木质纤维为原料与塑料通过增容共混工艺加工成型使其成为具有二者优点的高性能、高附加值的新型复合材料。目前木塑加工行业中塑料基体一般选用熔点相对较低的高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等，其中以HDPE应用较为广泛，而填充纤维则常选用廉价的具有高长径比的天然植物纤维，如木粉、甘蔗渣、稻壳粉、棉桔杆、亚麻。为了提高木塑复合材料内各相材料的相容性和分散性，通常需要加入偶联剂、相容剂以及一些其他助剂来改善材料之间的界面相容性。

目前随着木塑复合材料制备领域发展日益成熟，目前制备木塑复合材料的主要成型工艺有：挤出成型、热压成型以及挤压成型工艺。木塑制品的应用已经遍布建筑、物流、室内装潢、园林等各个行业。其今后的应用趋势将主要向着高档化、高附加值功能化的方向发展。但是木塑复合材料由于其制备材料的限制，其强度低，韧性差，明显制约了其使用范围。

冶炼废渣作为钢铁产业的副产品，其巨大的剩余量已经给环境带来的沉重的负担，造成资源的浪费，因此急需寻找可以将其二次加工利用的途径，变废为宝，节约资源。钼废渣作为一种重要的无机矿物，可以从冶炼工业中回收，由于其特殊的特点，近年来应用发展较快，钼粉在造纸行业可以代替木浆改善纸张亮度、结构和均匀度方面的性能，同时它也是一种重要聚合物生产行业的填充剂。

发明内容

本发明提供了一种钼废渣增强木塑复合材料，制备得到的木塑复合材料强度和韧性均有显著提高。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：一种钼废渣增强木塑复合材料，稻壳粉45-52％、高密度聚乙烯20-30％、钼废渣10-20％、助剂添加剂8-15％，其中所述助剂添加剂包括偶联剂、润滑剂和抗氧剂。

进一步的，所述助剂添加剂还包括防菌剂、紫外线稳定剂、着色剂、热稳定剂。

进一步的，所述钼废渣增强木塑复合材料中助剂添加剂的质量配比如下：偶联剂：3-5％；润滑剂：2-2.5％；防菌剂+紫外线稳定剂1-5％；着色剂+抗氧剂+热稳定剂：2-2.5％。

进一步的，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种；所述偶联剂为硅烷偶联剂。

进一步的，所述稻壳粉粒径在50-80目，含水量为2-6％。

进一步的，所述钼废渣粒径不小于200目。

进一步的，所述高密度聚乙烯为回收的废弃饮料瓶盖，其粒径在60-100目。

本发明还提供了上述钼废渣增强木塑复合材料的制备方法，其步骤包括：

a、物料准备：将稻壳粉粉碎成粒径50-80目，高密度聚乙烯粉碎成粒径60-100目，用200目筛网筛出粒径不小于200目的钼废渣备用，将稻壳粉、钼废渣经烘箱105℃干燥8h；

b、预处理：将钼废渣用硅烷偶联剂处理后烘干，其中硅烷偶联剂的质量占处理钼废渣质量的1.5％；

c、高混：将高密度聚乙烯、干燥后的稻壳粉纤维、钼废渣以及全部助剂添加剂放入80-100℃的高速搅拌机中混合均匀；

d、造粒：以步骤c获得的混合物为基材，在造粒机中150-180℃下造粒；

e、挤出：步骤d得到的颗粒经过单螺杆挤出机挤出成宽50-80mm，厚10mm的板材，并冷却截断。

本发明针对目前冶炼资源利用率不高的现状，将钼废渣添加到稻壳粉和高密度聚乙烯中制成钼废渣增强木塑复合材料，制得的木塑复合材料强度和耐水性能明显提升，且实现了矿物废渣的回收利用，大幅降低木塑复合材料的生产成本。由于金属钼废渣、稻壳粉以及高密度聚乙烯之间的相容性较差，导致板材的表面容易开裂，本发明加入偶联剂及润滑剂，以改善金属钼废渣、稻壳粉以及高密度聚乙烯之间的相容性，制成符合质量要求的木塑复合材料。

具体实施方式

实施例1

本钼废渣增强木塑复合材料的制备方法，其步骤包括：

a、物料准备：将稻壳粉粉碎成粒径50-80目，高密度聚乙烯，粉碎成粒径60-100目，钼废渣原料经筛网晒出不小于200目的钼废渣，将稻壳粉、钼废渣经烘箱105℃干燥8h；

b、预处理：取南京曙光化工集团有限公司生产的型号为KH550的硅烷偶联剂溶液与乙醇水溶液(无水乙醇/水的体积比为10/1)混合，将钼废渣浸泡其中，搅拌20min，其中硅烷偶联剂的质量占处理钼废渣质量的1.5％，加入乙醇水溶液的量以将全部钼废渣浸润为准，随后将处理后的钼废渣置于真空烘箱中105℃干燥24h；

c、高混：将高密度聚乙烯27％wt、干燥后的稻壳粉纤维48％wt、处理后的钼废渣15％wt以及助剂添加剂10％放入90℃的高速搅拌机中混合均匀；其中偶联剂为上海泰斌商贸有限公司生产的型号为KH550的粉状硅烷偶联剂，其用量为3％；润滑剂为聚乙烯蜡+硬脂酸锌，其用量分别为1％；防菌剂选用异噻唑类，其用量为1.5％；紫外线稳定剂选用受阻胺类光稳定剂，其用量为0.5％；着色剂为颜料，其用量为1％；抗氧剂选用抗氧剂168，其用量为1％；热稳定剂为稀土稳定剂，其用量为1％；

d、造粒：以步骤c获得的混合物为基材，在造粒机中150℃下造粒；

e、挤出：步骤d得到的颗粒经过单螺杆挤出机挤出成宽50-80mm，厚10mm的板材，并冷却截断。

依据GB/T24508—2009《木塑地板》、GB/T17657—1999《人造板及饰面理化性能试验方法》检验本实施例得到的钼废渣增强木塑复合材料，其结果如下：

可以看出，本发明方法制得的钼废渣增强木塑复合材料完全符合国家标准，其强度和耐水性能明显提升。

实施例2

本钼废渣增强木塑复合材料的制备方法，其步骤包括：

a、物料准备：将稻壳粉粉碎成粒径50-80目，高密度聚乙烯粉碎成粒径60-100目，钼废渣原料经筛网筛出不小于200目的钼废渣，将稻壳粉、钼废渣经烘箱105℃干燥8h；

b、预处理：取南京曙光化工集团有限公司生产的型号为KH550的硅烷偶联剂溶液与乙醇水溶液(无水乙醇/水的体积比为10/1)混合，将钼废渣浸泡其中，搅拌20min，其中硅烷偶联剂的质量占处理钼废渣质量的1.5％，加入乙醇水溶液的量以将全部钼废渣浸润为准；随后将处理后的钼废渣置于真空烘箱中105℃干燥24h。

c、高混：将高密度聚乙烯20％wt、干燥后的稻壳粉纤维45％wt、处理后的钼废渣20％wt，以及助剂添加剂15％wt，放入80℃的高速搅拌机中混合均匀，其中偶联剂为上海泰斌商贸有限公司生产的型号为KH550的粉状硅烷偶联剂，其用量为5％；润滑剂为硬脂酸和乙撑双硬脂酰胺，其用量分别为1.5％和1％；防菌剂选用异噻唑类，其用量为3％；紫外线稳定剂选用受阻胺类光稳定剂，其用量为1％；着色剂为颜料，其用量为1％；抗氧剂选用抗氧剂168，其用量为0.5％；热稳定剂为稀土稳定剂，其用量为2％；

d、造粒：以步骤c获得的混合物为基材，在造粒机中180℃下造粒；

e、挤出：步骤d得到的颗粒经过单螺杆挤出机挤出成宽50-80mm，厚10mm的板材，并冷却截断。

依据GB/T24508—2009《木塑地板》、GB/T17657—1999《人造板及饰面理化性能试验方法》检验本实施例得到的钼废渣增强木塑复合材料，其结果如下：

可以看出，本发明方法制得的钼废渣增强木塑复合材料完全符合国家标准，其强度和耐水性能明显提升。

实施例3、

本钼废渣增强木塑复合材料的制备方法，其步骤包括：

a、物料准备：将稻壳粉粉碎成粒径50-80目，高密度聚乙烯粉碎成粒径60-100目，钼废渣原料经筛网筛出不小于200目的钼废渣，将稻壳粉、钼废渣经烘箱105℃干燥8h；

b、预处理：取南京曙光化工集团有限公司生产的型号为KH550的硅烷偶联剂溶液与乙醇水溶液(无水乙醇/水的体积比为10/1)混合，将钼废渣浸泡其中，搅拌20min，其中硅烷偶联剂的质量占处理钼废渣质量的1.5％，加入乙醇水溶液的量以将全部钼废渣浸润为准，随后将处理后的钼废渣置于真空烘箱中105℃干燥24h；

c、高混：将高密度聚乙烯30％wt、干燥后的稻壳粉纤维52％wt、处理后的钼废渣10％wt，以及助剂添加剂8％wt，放入100℃的高速搅拌机中混合均匀；其中偶联剂为上海泰斌商贸有限公司生产的型号为KH550的粉状硅烷偶联剂，其用量为3％；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，其用量分别为1％；防菌剂选用异噻唑类，其用量为0.5％；紫外线稳定剂选用受阻胺类光稳定剂，其用量为0.5％；着色剂为颜料，其用量为0.2％；抗氧剂选用抗氧剂168，其用量为0.5％；热稳定剂为稀土稳定剂，其用量为1.3％；

d、造粒：以步骤c获得的混合物为基材，在造粒机中160℃下造粒；

e、挤出：步骤d得到的颗粒经过单螺杆挤出机挤出成宽50-80mm，厚10mm的板材，并冷却截断。

依据GB/T24508—2009《木塑地板》、GB/T17657—1999《人造板及饰面理化性能试验方法》检验本实施例得到的钼废渣增强木塑复合材料，其结果如下：

可以看出，本发明方法制得的钼废渣增强木塑复合材料完全符合国家标准，其强度和耐水性能明显提升。

Claims (8)

1.一种钼废渣增强木塑复合材料，其组分质量配比如下：稻壳粉45-52％、高密度聚乙烯20-30％、钼废渣10-20％、助剂添加剂8-15％，其中所述助剂添加剂包括偶联剂、润滑剂和抗氧剂。

2.根据权利要求1所述的钼废渣增强木塑复合材料，其特征在于：所述助剂添加剂还包括防菌剂、紫外线稳定剂、着色剂、热稳定剂。

3.根据权利要求2所述的钼废渣增强木塑复合材料，其特征在于：所述钼废渣增强木塑复合材料中助剂添加剂的质量配比如下：偶联剂：3-5％；润滑剂：2-2.5％；防菌剂+紫外线稳定剂：1-5％；着色剂+抗氧剂+热稳定剂：2-2.5％。

4.根据权利要求2所述的钼废渣增强木塑复合材料，其特征在于：所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种；所述偶联剂为硅烷偶联剂。

5.根据权利要求2所述的钼废渣增强木塑复合材料，其特征在于：所述稻壳粉粒径在50-80目，含水量为2—6％。

6.根据权利要求2所述的钼废渣增强木塑复合材料，其特征在于：所述钼废渣粒径不小于200目。

7.根据权利要求2所述的钼废渣增强木塑复合材料，其特征在于：所述高密度聚乙烯为回收的废弃饮料瓶盖，其粒径在60-100目。

8.权利要求4-7中任一项所述的钼废渣增强木塑复合材料的制备方法，其步骤包括：

a、物料准备：将稻壳粉粉碎成粒径50-80目，高密度聚乙烯粉碎成粒径60-100目，用200目筛网筛出粒径不小于200目的钼废渣备用，将稻壳粉、钼废渣经烘箱105℃干燥8h；

b、预处理：将钼废渣用硅烷偶联剂处理后烘干，其中硅烷偶联剂的质量占处理钼废渣质量的1.5％；

c、高混：将高密度聚乙烯、干燥后的稻壳粉纤维、钼废渣以及全部助剂添加剂放入80-100℃的高速搅拌机中混合均匀；

d、造粒：以步骤c获得的混合物为基材，在造粒机中150-180℃下造粒；

e、挤出：步骤d得到的颗粒经过单螺杆挤出机挤出成宽50-80mm，厚10mm的板材，并冷却截断。