CN104788855A - 一种利用甘蔗渣制备pvc基木塑复合材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用甘蔗渣制备PVC基木塑复合材料的方法。将甘蔗渣浸泡在氢氧化钠水溶液中碱化处理后用蒸馏水洗涤，然后干燥处理，经机械粉碎，制得甘蔗渣粉；按以下质量比称取原料，PVC:混合热稳定剂:增韧剂:润滑调节剂:填料:甘蔗渣粉=90:13.5:10~20:4:15~25:50~70，将原料高速搅拌混合，制得混合物料；将混合物料倒入开炼机的两辊筒间，塑炼后放置冷却，制得塑炼物料，将装有塑炼物料的模具放在平板硫化机上压制，即制得PVC基木塑复合材料。本发明方法操作简单，易于大规模推广应用，且各种助剂的加入，提高了加工工程中的加工流变性及材料的硬度、热稳定性和抗冲击性等关键性能。

Description

一种利用甘蔗渣制备PVC基木塑复合材料的方法
技术领域
本发明属于木塑复合材料制备技术领域，特别涉及一种利用甘蔗渣制备PVC基木塑复合材料的方法。
背景技术
本发明属于木塑复合材料制备技术领域，特别涉及一种利用甘蔗渣制备PVC基木塑复合材料的方法。
背景技术
木塑复合材料中含有木粉和塑料，因此复合材料兼具了木材和塑料的优点：①良好的加工性能。木塑复合材料内含塑料和纤维，因此，具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料。机械性能优于木质材料。握钉力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。②良好的强度性能。木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于内含纤维并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高，一般是木材的2~5倍。③具有耐水、耐腐性能，使用寿命长。木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌。使用寿命长，可达50年以上。④优良的可调整性能。通过助剂，塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变，从而改变木塑材料的密度、强度等特性，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。
甘蔗是制糖的主要原料之一，经过榨糖之后剩下的甘蔗渣，是一种重要的农业废弃物，随着现代工业的发展，甘蔗渣已成为一种非常重要的生物质资源，其约有50%的纤维可以用来造纸，另外，甘蔗渣粉碎后可做木塑复合材料的木粉。从生产原料的角度而言，木塑复合材料减缓和免除了塑料废弃物的公害污染，也免除了甘蔗渣堆砌和焚烧给环境带来的污染。
由于木塑复合材料有着如此之多的性能，就决定着它将被广泛使用。①建筑业。用木纤维复合材料做成的地板比目前中低度木质纤维板性能上优越的多，不胀缩、防水、表面美观。符合材料若用于多层共挤型材，内层采用回收料，外层采用新料，制成的制品各项力学性能可以与硬木产品相媲美。②汽车行业的应用。近年来，木塑板材以其合理的价位、优越的性能，在汽车装饰材料方面应用增多， 如汽车的门板、后放物箱、行李箱侧围、座椅板等。③其他行业。除了传统的产业外，复合材料的应用领域不断扩大，目前已经开始应用的如托盘、花盆、工具手柄、办公用品、攻速公路路牌、吸声板及音箱等工程组件。
PVC价格较低，为木塑复合材料的发展提供了价格优势。PVC树脂是线型聚合物，具有热塑性。由于分子链上每隔一个碳原子就由一个带负电性较强的Cl原子，因而分子链具有较强的极性，大分子链之间的相互作用力大，阻碍了分子链之间的相对滑移。因此PVC树脂宏观上表现出一定的刚性和硬度，并具有良好的耐化学腐蚀性。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用甘蔗渣制备PVC基木塑复合材料的方法。
具体步骤为：
(1) 将甘蔗渣浸泡在质量百分比浓度为10~20%的氢氧化钠水溶液中碱化处理3~4小时，碱化温度为30~40℃，制得碱化处理甘蔗渣。
(2) 将步骤(1)制得的碱化处理甘蔗渣用蒸馏水洗涤3~4次，除去甘蔗渣上的碱及其他杂质，然后在65~75℃下干燥处理2~3小时，再经机械粉碎，制得粒径为100~200目的甘蔗渣粉。
(3) 按照以下质量比称取原料，PVC:混合热稳定剂:增韧剂:润滑调节剂:填料:步骤(2)制得的甘蔗渣粉=90:13.5:10~20:4:15~25:50~70，将原料混合，以4000~8000转/分钟的速度搅拌均匀，制得混合物料。
(4) 设置开炼机的前辊温度为1400℃ ，后辊温度也为1400℃，待开炼机的温度上升至设置的温度后，恒温10分钟，然后开启开炼机，将步骤(3)制得的混合物料倒入开炼机的两辊筒间，塑炼2~3分钟，将物料取下，放置冷却，制得塑炼物料。
(5) 对平板硫化机进行加热，设置上模板的温度为1700℃，下模板的温度为1700℃，待温度上升至设置的温度，恒温10分钟，将模具放置到两模板之间预热30分钟，然后打开模具，将步骤(4)制得的塑炼物料放入模具的型腔内，盖上模具将其放到平板硫化机的模板内再预热10分钟，进行第一次排气，排气后在9~11Mpa下模压3分钟，再进行第二次排气，然后在8~10Mpa下模压4分钟，进行冷却，待温度下降至800℃，泄压，取出模具，并打开，把压制成的板取出，室温下自然冷却，即制得PVC基木塑复合材料。
所述PVC选用的型号为SG5。
所述混合热稳定剂含3质量份的三盐基硫酸铅、1.5质量份的二盐基硬脂酸铅和9质量份的金属藻类稳定剂BaSt。
所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
所述润滑调节剂为润滑剂HSt。
所述填料为 CaCO3。
本发明方法操作简单，易于大规模推广应用，且通过各种助剂的加入，提高了加工工程中的加工流变性以及材料的硬度、热稳定性和抗冲击性等关键性能。
具体实施方式
实施例：
(1) 将甘蔗渣浸泡在质量百分比浓度为15%的氢氧化钠水溶液中碱化处理3.5小时，碱化温度为35℃，制得碱化处理甘蔗渣。
(2) 将步骤(1)制得的碱化处理甘蔗渣用蒸馏水洗涤4次，除去甘蔗渣上的碱及其他杂质，然后在70℃下干燥处理2.5小时，再经机械粉碎，制得粒径为150目的甘蔗渣粉。
(3) 按照以下质量比称取原料，PVC:混合热稳定剂:增韧剂:润滑调节剂:填料:步骤(2)制得的甘蔗渣粉=90:13.5:15:4:20:60，将原料混合，以6000转/分钟的速度搅拌均匀，制得混合物料。
(4) 设置开炼机的前辊温度为1400℃ ，后辊温度也为1400℃，待开炼机的温度上升至设置的温度后，恒温10分钟，然后开启开炼机，将步骤(3)制得的混合物料倒入开炼机的两辊筒间，塑炼3分钟，将物料取下，放置冷却，制得塑炼物料。
(5) 对平板硫化机进行加热，设置上模板的温度为1700℃，下模板的温度为1700℃，待温度上升至设置的温度，恒温10分钟，将模具放置到两模板之间预热30分钟，然后打开模具，将步骤(4)制得的塑炼物料放入模具的型腔内，盖上模具将其放到平板硫化机的模板内再预热10分钟，进行第一次排气，排气后在10Mpa下模压3分钟，再进行第二次排气，然后在9Mpa下模压4分钟，进行冷却，待温度下降至800℃，泄压，取出模具，并打开，把压制成的板取出，室温下自然冷却，即制得PVC基木塑复合材料。
所述PVC选用的型号为SG5。
所述混合热稳定剂含3质量份的三盐基硫酸铅、1.5质量份的二盐基硬脂酸铅和9质量份的金属藻类稳定剂BaSt。
所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
所述润滑调节剂为润滑剂HSt。
所述填料为 CaCO3。
本实施例中，各种助剂的加入，使制得的PVC基木塑复合材料与未加助剂的相比，硬度增加15%，冲击强度提高25%，拉伸强度提高105%，均较为优异。

Claims (1)

1.一种利用甘蔗渣制备PVC基木塑复合材料的方法，其特征在于具体步骤为：
(1) 将甘蔗渣浸泡在质量百分比浓度为10~20%的氢氧化钠水溶液中碱化处理3~4小时，碱化温度为30~40℃，制得碱化处理甘蔗渣；
(2) 将步骤(1)制得的碱化处理甘蔗渣用蒸馏水洗涤3~4次，除去甘蔗渣上的碱及其他杂质，然后在65~75℃下干燥处理2~3小时，再经机械粉碎，制得粒径为100~200目的甘蔗渣粉；
(3) 按照以下质量比称取原料，PVC:混合热稳定剂:增韧剂:润滑调节剂:填料:步骤(2)制得的甘蔗渣粉=90:13.5:10~20:4:15~25:50~70，将原料混合，以4000~8000转/分钟的速度搅拌均匀，制得混合物料；
(4) 设置开炼机的前辊温度为1400℃ ，后辊温度也为1400℃，待开炼机的温度上升至设置的温度后，恒温10分钟，然后开启开炼机，将步骤(3)制得的混合物料倒入开炼机的两辊筒间，塑炼2~3分钟，将物料取下，放置冷却，制得塑炼物料；
(5) 对平板硫化机进行加热，设置上模板的温度为1700℃，下模板的温度为1700℃，待温度上升至设置的温度，恒温10分钟，将模具放置到两模板之间预热30分钟，然后打开模具，将步骤(4)制得的塑炼物料放入模具的型腔内，盖上模具将其放到平板硫化机的模板内再预热10分钟，进行第一次排气，排气后在9~11Mpa下模压3分钟，再进行第二次排气，然后在8~10Mpa下模压4分钟，进行冷却，待温度下降至800℃，泄压，取出模具，并打开，把压制成的板取出，室温下自然冷却，即制得PVC基木塑复合材料；
所述PVC选用的型号为SG5；
所述混合热稳定剂含3质量份的三盐基硫酸铅、1.5质量份的二盐基硬脂酸铅和9质量份的金属藻类稳定剂BaSt；
所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；
所述润滑调节剂为润滑剂HSt；
所述填料为 CaCO3。
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