CN104530736B - 一种塑木复合材料的制备装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合材料的制备装置及工艺，尤其涉及一种塑木复合材料制备装置及工艺，属于材料技术领域。本发明的原料包括以下质量百分比的组分：聚乙烯20‑40%、植物纤维50‑70%、矿物填充物2‑10%、相容剂2‑5%、颜料1‑10%、抗氧化剂1‑5%、抗紫外线剂1‑5%和抗菌剂1‑5%。本发明的装置，包括混料机、造粒机和侧喂料机，所述的混料机出料口处连接造粒机，所述造粒机连接传送带，所述传送带通过传送管道串联两个储料罐，靠近造粒机的一个储料罐底部连接输送风机，所述输送风机的机口连接侧喂料机，另一个储料罐底部连接粉碎机，与传送带连接的管道上还连接另一个输送风机。其优点是可以减少环境污染，改善工作环境，降低生产成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料的制备装置及工艺，尤其涉及一种塑木复合材料的制备装置及工艺，属于材料技术领域。
背景技术
塑木复合材料是将塑料和生物质纤维及其它添加剂混合，通过挤出、模压或注射等工艺成型的一种新型复合材料，具有不龟裂、不变形、无污染、耐腐蚀等优良特性，属于一种绿色可循环利用的环保产品。塑木复合材料集中了塑料和木材的优点，对废弃资源进行了很好的回收利用，并减少了木材的使用，可用作托盘、包装箱等包装材料，铺板、铺梁等仓储材料，房屋、地板、建筑模板等装修材料，公园、球场、街道等场合使用的露天桌椅、板凳等休闲材料，汽车内装饰材、管材等装饰材料。目前，在塑木复合材料的造粒过程中,生产车间普遍存在大量白烟，造成环境污染，影响工人健康。同时，造粒料的水分含量较高，颗粒直径较大，影响塑木复合材料的成型工艺，造成塑木制品的性能下降和外观缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种塑木复合材料制备设备及工艺，以减少环境污染，改善工作环境，降低生产成本，提高生产效率。
本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种塑木复合材料，其原料包括以下质量百分比的组分：聚乙烯20-40％、植物纤维50-70％、矿物填充物2-10％、相容剂2-5％、颜料1-10％、抗氧化剂1-5％、抗紫外线剂1-5％和抗菌剂1-5％。
以上原料中，所述植物纤维包括木粉、竹粉、稻糠粉、秸秆粉、 椰壳粉、花生壳粉、甘蔗渣等植物纤维中的至少一种，所述植物纤维的细度为20-200目。
所述矿物填充物包括碳酸钙、硫酸钙、滑石粉、粉煤灰或者硅酸钙中的至少一种；所述矿物填充物细度为100-2000目。
本发明进一步提供制备塑木复合材料的装置，包括混料机、造粒机和侧喂料机，其特征在于：所述的混料机出料口处连接造粒机，所述造粒机连接传送带，所述传送带通过传送管道串联两个储料罐，靠近造粒机的一个储料罐底部连接输送风机，所述输送风机的机口连接侧喂料机，另一个储料罐底部连接粉碎机，与传送带连接的管道上还连接另一个输送风机。
所述侧喂料机包括经电动机驱动的储料箱和继电器，所述储料箱的下端设有两个输送螺杆，所述输送螺杆与输送风机的机口连接。
本发明还提供塑木复合材料的制备工艺，用塑木复合材料装置进行制备，包括以下步骤，
预处理--将回收的聚乙烯塑料进行分拣、清洗后造粒；将回收的纤维材料干燥，再粉碎筛分得到20-200目的粉末；
混料--将聚乙烯、植物纤维、矿物填充物、相容剂、颜料、抗氧化剂、抗紫外线剂和抗菌剂等，按照所述比例倒入混料机混合；
造粒---预先在侧喂料机中，添加润滑剂，将上述混合料加入造粒挤出机中，直接挤出成熔融状态的块状物料，然后启动侧喂料机，通过输送螺杆进入储料罐中，使润滑剂与块状的熔融物料充分混合，再经过粉碎机粉碎成为柔软干燥的小块粒料，最后冷却，使粒料温度降至60℃以下，从而制得塑木复合材料的造粒料。
在混料步骤中，将原料投放到混料机中，混合时间为10-20min，压力为常压。
在所述侧喂料机中，添加润滑剂2-10％。所述润滑剂包括硬脂酸、 硬脂酸盐或者复合润滑剂。
所述造粒步骤中，冷却为经过管路风送冷却。
本发明的塑木复合材料的制备装置及工艺，其优点如下：
植物纤维含水量较高，影响塑木制品的性能和外观。通过本发明的制备工艺，将植物纤维和塑料等的混合料通过造粒工艺变为颗粒状物料，从而减少植物纤维与空气接触，降低植物纤维的含水量，提高植物纤维与塑料基体的界面相容性，最终降低生产能耗、提高产品性能。同时，植物纤维粉末重量轻，很容易飞扬，引起粉尘污染，通过本发明的制备工艺，可进一步改善车间环境。
传统的塑木复合材料制备工艺，通常将润滑剂与其它主料和助剂一齐混合和造粒，由于常用的润滑剂，如硬脂酸、硬脂酸盐等，其沸点较低，在较高的造粒过程中，极易挥发，产生大量的白烟，造成润滑剂的损失，影响造粒料的润滑性；通常将熔融的造粒料冷却后直接挤出、模压或注射成型，粒径较大的造粒料使得成型工艺不易控制。本发明通过侧喂料机将润滑剂与熔融的粒料充分混合，减少白烟生成，明显改善塑木复合材料造粒料的润滑性，从而提高塑木制品的性能。在造粒料的下料口处，增设粉碎机，使得造粒料的粒径均一，有利于成型工艺。
附图说明
图1为本发明的塑木复合材料制备工艺流程图。
具体实施方式
实施例
本实施例的工作过程及所用装置如图1所示，制备塑木复合材料的装置，包括混料机1、位于混料机1出料口处的造粒机2和侧喂料机组成，造粒机2连接传送带3，传送带3通过输送管道11串联两 个储料罐5和12，储料罐5底部连接输送风机4，输送风机4的机口处连接侧喂料机，另一个储料罐12底部连接粉碎机10，与传送带3连接的管道上还连接另一个输送风机4。侧喂料机包括经电动机7驱动的储料箱6和继电器9，储料箱6的下端设有两根输送螺杆8，输送螺杆8与输送风机4的机口连接。
本实施例按以下步骤制备塑木复合材料：
1、将回收的聚乙烯塑料进行分拣、清洗后造粒；将回收的木粉干燥，粉碎筛分得到80目的粉末。
2、将聚乙烯30％、木粉50％、矿物填充物6％、相容剂4％、颜料2％、抗氧化剂3％、抗紫外线剂2％和抗菌剂3％，有序地倒入混料机混合，混合时间为15min，压力为常压。
3、将上述混合料倒入混料机1中混匀，经过造粒机2挤出成熔融状态的块状物料，物料进入传送带3，由输送管道11先进入储料罐5，此时在侧喂料机的储料箱6中添加硬脂酸，通过输送螺杆8喂料进入储料罐5中，使硬脂酸与物料充分混合，由输送管道11送入与储料罐5串联的储料罐12中，最后经过粉碎机10破碎成柔软干燥的小块粒料，粒径约为5-8mm。测试造粒料的水分。
4、上述造粒料通过65锥形双螺杆挤出机挤出成为塑木型材，并测试型材的性能。挤出机设置温度为130-180℃。
对比例1：
1、将回收的聚乙烯塑料进行分拣、清洗后造粒；将回收的木粉干燥，粉碎筛分得到80目的粉末。
2、将聚乙烯30％、木粉50％、矿物填充物6％、相容剂4％、颜料2％、抗氧化剂3％、抗紫外线剂2％和抗菌剂3％，有序地倒入混料机混合，混合时间为15min，压力为常压。
3、将上述混合料倒入混料机1中混匀，经过造粒机2挤出成熔 融状态的块状物料，物料进入传送带3，由输送管道11先进入储料罐5，然后由输送管道11送入与储料罐5串联的储料罐12中，最后经过粉碎机10破碎成柔软干燥的小块粒料，粒径约为5-8mm。测试造粒料的水分。
4、上述造粒料通过65锥形双螺杆挤出机挤出成为塑木型材，并测试型材的性能。挤出机设置温度为130-180℃。
对比例2：
1、将回收的聚乙烯塑料进行分拣、清洗后造粒；将回收的木粉干燥，粉碎筛分得到80目的粉末。
2、将聚乙烯30％、木粉50％、矿物填充物6％、相容剂4％、颜料2％、抗氧化剂3％、抗紫外线剂2％和抗菌剂3％，有序地倒入混料机混合，混合时间为15min，压力为常压。测试造粒料的水分。
3、将上述混合料倒入混料机1中混匀，经过造粒机2挤出成熔融状态的块状物料，物料进入传送带3，由输送管道11先进入储料罐5，此时在侧喂料机的储料箱6中添加硬脂酸，通过输送螺杆8喂料进入储料罐5中，使硬脂酸与物料充分混合，由输送管道11送入与储料罐5串联的储料罐12中，造粒料直接下料。
4、上述造粒料通过65锥形双螺杆挤出机挤出成为塑木型材，并测试型材的性能。挤出机设置温度为130-180℃。
实验结果见表1
表1
除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种塑木复合材料的制备工艺，所述塑木复合材料的原料包括以下质量百分比的组分：聚乙烯20-40%、植物纤维50-70%、矿物填充物2-10%、相容剂2-5%、颜料1-10%、抗氧化剂1-5%、抗紫外线剂1-5%和抗菌剂1-5%；将所述原料用塑木复合材料装置进行制备，包括以下步骤，
预处理---将回收的聚乙烯塑料进行分拣、清洗后造粒；将回收的植物纤维干燥，粉碎筛分得到20-200目的粉末；
混料---将聚乙烯、植物纤维、矿物填充物、相容剂、颜料、抗氧化剂、抗紫外线剂和抗菌剂，按照所述质量百分比倒入混料机混合，得到混合料；
造粒---预先在侧喂料机中，添加润滑剂，将混合料加入造粒挤出机中，直接挤出成熔融状态的块状物料，然后启动侧喂料机，通过输送螺杆进入储料罐中，使润滑剂与熔融状态的块状物料充分混合，再经过粉碎机粉碎成为柔软干燥的小块粒料，最后冷却，使粒料温度降至60℃以下，从而制得塑木复合材料。
2.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备工艺，其特征在于：所述植物纤维包括木粉、竹粉、稻糠粉、秸秆粉、椰壳粉、花生壳粉、甘蔗渣中的至少一种，所述植物纤维的细度为20-200目。
3.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备工艺，其特征在于：所述矿物填充物包括碳酸钙、硫酸钙、滑石粉、粉煤灰或者硅酸钙中的至少一种；所述矿物填充物的细度为100-2000目。
4.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备工艺，其特征在于：所述塑木复合材料装置包括混料机、造粒机和侧喂料机，所述的混料机出料口处连接造粒机，所述造粒机连接传送带，所述传送带通过传送管道串联两个储料罐，靠近造粒机的一个储料罐底部连接输送风机，所述输送风机的机口连接侧喂料机，另一个储料罐底部连接粉碎机，与传送带连接的管道上还连接另一个输送风机。
5.根据权利要求4所述塑木复合材料的制备工艺，其特征在于：所述侧喂料机包括经电动机驱动的储料箱和继电器，所述储料箱的下端设有两个输送螺杆，所述输送螺杆与输送风机的机口连接。
6.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备工艺，其特征在于：混料步骤中，将原料倒入混料机混合，混合时间为10-20min，压力为常压。
7.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备工艺，其特征在于：在所述侧喂料机中添加润滑剂2-10%。
8.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备工艺，其特征在于：所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸盐或者复合润滑剂。
9.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备工艺，其特征在于：所述造粒步骤中，冷却为管路风送冷却。
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