CN104893339B - 一种木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木塑复合材料,由以下物质按重量份组成:木粉30~70份、四级回收塑料30~100份、相容剂2~10份、偶联剂1~5份、无机填料1~5份、润滑剂1~5份、抗氧剂0.1~2份、抗冲击改性剂0~8份、着色剂0~5份、紫外线吸收剂0~2份、阻燃剂0~20份;本发明还公开了一种木塑复合材料的制备方法,本发明使四级回收塑料得以循环利用,降低了木塑制品的成本,充分利用了四级回收塑料,展了木塑复合材料塑料基的使用范围,在垃圾机械化分选处理工艺中新增利润增长点,改变了目前垃圾分选无利润的现状,推动了垃圾机械化分选技术的发展,为实现城市垃圾的减量化、无害化、资源化提供了可持续发展的技术保障,破解了消除白色污染的难题。

Description

一种木塑复合材料及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明属于木塑材料技术领域,具体涉及一种木塑复合材料及其制备方法。
背景技术
[0002] 木塑,即木塑复合材料(Wood- Plastic Composites,WPC),是国内外近年蓬勃兴 起的一类新型复合材料,指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等热塑性通用塑料,与超过 35%-70%以上的木粉、稻壳、秸杆等废植物纤维混合成新的木质材料,再经挤压、模压、注塑 成型等塑料加工工艺,生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、园林绿化,物流包装等行 业。
[0003] 主要木塑品种是PVC发泡木塑,PP木塑,PE木塑等。所用木粉的粒度可分为40-60 目、6〇-80目、80-120目、120目以上等目数,且要求将木粉的含水量控制在1%以下。这些木塑 制品一般用原生塑料制作,也有用再生塑料制作的产品。
[0004] 回收塑料(废弃塑料,废旧塑料,可再生塑料)的价值分级
[0005] 废旧塑料的回收利用可分为四个等级,每个等级的废旧塑料回收的难易程度不 同,可利用的价值不同。
[0006] 一级回收塑料:是指采用一般的加工方法,(采用与新塑料或者说原生塑料相同的 加工方式,)不用进行改性处理,就能生产出与用新塑料所生产出的制品性能相近似的制品 的废旧塑料。
[0007] 二级回收塑料:是指经过改性或多种工艺技术,可生产出比新塑料制品性能稍差 的制品的废旧塑料。
[0008] 三级回收塑料:是指无法直接或改性使用,只能通过热裂解提炼燃油或化工产品 的废旧塑料。
[0009] 四级回收塑料:是指无法再利用,只能通过焚烧从中回收热能的一类废旧塑料。
[0010] 在现有的塑料回收行业,能够回收利用的,废品回收企业都在回收,大家熟悉PET 饮料瓶,在垃圾填埋场出现的只是漏网之鱼,从垃圾分选线上观察,数量极少。
[0011] 一、二级回收料,也是废旧塑料,可以重复利用的,都有回收的渠道,而四级回收 料,无人回收,只能进入垃圾填埋场,也就是诸如家用塑料袋,家用商品的片状塑料包装物 等,造成很多环境问题,这也是造成“白色污染”的根源,其原因是没有可直接使用这些垃圾 塑料的技术,使得这些资源不能重复使用。
[0012] 城市垃圾的处置方式以填埋为主,垃圾发电为辅;在填埋法中,推广卫生填埋法, 建设垃圾填埋场,解决垃圾渗漏液等环境问题,现在己经有在垃圾填埋之前,建设垃圾分选 线,对垃圾机械化分选,对能够资源化利用的物品,分类堆放,现在面临的新问题是,分选出 的塑料,无人收购,焚烧又会产生二噁英。对这些塑料的循环利用,成为推广垃圾经机械化 分选后再填埋的技术瓶颈。
[0013] 城市垃圾中的塑料,占垃圾总体积的20%左右,占垃圾总重量的14%左右,从城市垃 圾工业化分选出的塑料,品种复杂,有十多种塑料,但主要集中在聚乙烯(PE),聚丙烯(PP), 聚苯乙烯(PS),聚氯乙烯(PVC),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),多元热缩膜,缠绕膜,双向拉 伸膜,金属镀膜,ABS等塑料品种上。随着经济的发展,塑料在垃圾中的比重会持续增长。
[0014] 城市垃圾中的混杂塑料,存在分选难、分类归集难、清洗难的困境,虽有报道利用 塑料的密度水选,风选,静电分选等分选技术,但很难形成大批量工业化生产,在垃圾产生 的当天就完成垃圾与塑料,不同塑料品种间的分离,归集工作。且水选则带来二次污染,有 的还要求热水清洗,用水量很大,增加了城市污水的处理量,增加了生产成本。这些塑料,混 杂在垃圾中,除焚烧外,无利用价值。
[0015] 但从现在开始,国家不再批准建设日产50吨以上的垃圾填埋场,新建的垃圾填埋 场必须采用机械化分选工艺,提高资源化利用率。
发明内容
[0016] 有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种木塑复合材料及其制备方法。
[0017] 为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0018] 本发明一种木塑复合材料,由以下物质按重量份组成:
[0019] 木粉30〜70份、四级回收塑料30〜100份、相容剂2〜10份、偶联剂1〜5份、无机填料1〜5 份、润滑剂1〜5份、抗氧剂0.1〜2份、抗冲击改性剂0〜8份、着色剂0〜5份、紫外线吸收剂0〜2份、 阻燃剂〇~20份。
[0020]上述方案中,所述相容剂采用含氯量35%的CPE、马来酸酐、琥珀酸酐、富马酸酐中 的一种或多种混合。
[0021]上述方案中,所述偶联剂采用EVA、EEA、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂中的一种或多 种混合。
[0022]上述方案中,所述无机填料采用滑石粉、碳酸钙、高岭土、石粉、炭黑、石墨中的一 种或多种混合。
[0023]上述方案中,所述润滑剂采用液态石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、工业用白色 矿物油、聚乙烯蜡、聚醚蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或多种混合。
[0024]上述方案中,所述抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物。
[0025]上述方案中,所述抗冲击改性剂采用二硼化铝、ABS、EAA中的一种或多种混合。 [0026]上述方案中,所述着色剂采用氧化铁红、铁兰、铁棕、铬黄、铬绿中的一种或多种混 合。
[0027]上述方案中,所述紫外线吸收剂采用UV-9,所述阻燃剂采用氢氧化铝、水合氧化铝 中的一种或两种混合。
[0028] 本发明实施例还提供一种木塑复合材料的制备方法,该方法通过以下步骤实现: [0029] 步骤1:将清除异物后的四级回收塑料,投入捏合机熔融塑料混合体,冷却后粉碎 成粒径在1mm以下的颗粒或粉料待用;
[0030] 步骤2:将木粉称重,投入高速混合机,加入偶联剂,在8(TC—1 l〇°C以内,搅拌均 匀,使偶联剂充分包裹木粉;
[0031] 步骤3:将制备好的四级回收塑料,投入高速混合机,加入无机填料、相容剂、紫外 线吸收剂、抗氧剂、增强剂、阻燃剂、润滑剂,充分搅拌,使物料混合均匀后出料,获得制备好 的木塑复合材料。
[0032]与现有技术相比,本发明的有益效果:
[0033]本发明使四级回收塑料得以循环利用,降低了木塑制品的成本,充分利用了四级 回收塑料,为实现城市垃圾的减量化、无害化、资源化提供了可持续发展的技术保障,提高 了资源化利用率,增加了垃圾分选的利润,破解了消除白色污染的难题。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0035]本发明实施例提供一种木塑复合材料,由以下物质按重量份组成:
[0036] 木粉30〜70份、四级回收塑料30〜100份、相容剂2〜10份、偶联剂1〜5份、无机填料1〜5 份、润滑剂1~5份、抗氧剂0.1〜2份、抗冲击改性剂〇〜8份、着色剂0〜5份、紫外线吸收剂0〜2份、 阻燃剂〇〜20份。
[0037]所述四级回收塑料指无法再利用,只能通过焚烧从中回收热能的一类废旧塑料。
[0038] 所述四级回收塑料的源头塑料种类、品质,来源无法确定,用不确定的源头塑料制 成有确定力学性能指标的木塑制品是本发明的又一技术核心。
[0039] 特别是在利用都市垃圾中混杂在一起的袋状,片状,条状的十多种常见塑料的多 元超薄混杂体,不经精细分选,不水洗,直接使用这些多元混杂塑料制备木塑复合材料的制 备方法。工艺上克服了这些塑料分类难,归集难,清洗难的特征,技术上克服了在制备木塑 制品中,PVC与PE,PVC与??/¥(:、??、?£之间不相容,不能直接混合在一起使用的障碍,使四 级回收塑料得以循环利用,降低了木塑制品的成本,充分利用了四级回收塑料。为实现城市 垃圾的减量化、无害化、资源化提供了可持续发展的技术保障,破解了消除白色污染的难 题。
[0040] 所述相容剂采用含氯量35%的CPE、马来酸酐、琥珀酸酐、富马酸酐中的一种或多种 混合。
[0041] 所述偶联剂采用EVA、EEA、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂中的一种或多种混合。
[0042]所述无机填料采用滑石粉、碳酸钙、高岭土、石粉、炭黑、石墨中的一种或多种混 合。
[0043] 所述润滑剂采用液态石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、工业用白色矿物油、聚乙 烯蜡、聚醚蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或多种混合。
[0044]所述抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物。
[0045] 所述抗冲击改性剂采用二硼化铝、ABS、EM中的一种或多种混合。
[0046]所述着色剂采用氧化铁红、铁兰、铁棕、铬黄、铬绿中的一种或多种混合。
[0047]所述紫外线吸收剂采用UV-9,所述阻燃剂采用氢氧化铝、水合氧化铝中的一种或 两种混合。
[0048] 本发明拓宽了木塑材料的塑料基体的塑料品种范围,对塑料的品种,品质,密度, 相容性等不做特定的技术要求。
[0049] (1)源头塑料的多样化,包括聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯乙烯PS、聚氯乙烯PVC等十 几种不同种类的垃圾塑料混合使用,克服了这些塑料不相容的特性,与木粉共混,助剂改 性,挤出成型,制成板材、型材,使之达到设计要求的力学性能指标;
[0050] (2)木粉不需提前加工,插入对木粉或植物纤维的粒径没有特殊要求,自然晾干, 使含水量在15%左右,直接使用原生锯末;
[0051] (3)垃圾塑料不分选,不水洗,直接使用。
[0052]本发明实施例1提供的一种木塑复合材料的检测结果:
[0053]弯曲强度 16.7MPa
[0054] 弯曲模量 2410MPa
[0055] 握钉力 1710N
[0056] 邵氏硬度 D/15:61
[0057] 吸水膨胀率 0.42%
[0058] 涂层附着力 Grade 2
[0059] 甲醛释放 未检出。
[0060] 实施例1:
[0061] 本发明实施例提供一种木塑复合材料,由以下物质按重量份组成:
[0062] 木粉30份、四级回收塑料70份、相容剂2份、偶联剂1份、无机填料1份、润滑剂1份、 抗氧剂0.1份。
[0063] 所述相容剂采用含氯量35%的CPE。
[0064] 所述偶联剂采用EVA、钛酸酯混合而成。
[0065] 所述无机填料采用滑石粉。
[0066] 所述润滑剂采用液态石蜡。
[0067] 所述抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物。
[0068] 实施例2:
[0069] 本发明实施例提供一种木塑复合材料,由以下物质按重量份组成:
[0070] 木粉70份、四级回收塑料30份、相容剂10份、偶联剂5份、无机填料5份、润滑剂5份、 抗氧剂2份、抗冲击改性剂8份、着色剂5份、紫外线吸收剂2份、阻燃剂2〇份。
[0071] 所述相容剂采用含氯量35%的CPE、马来酸酐、琥珀酸酐、富马酸酐混合而成。
[0072] 所述偶联剂采用EVA、EEA、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂混合而成。
[0073] 所述无机填料采用滑石粉、碳酸钙、高岭土、石粉、炭黑、石墨混合而成。
[0074] 所述润滑剂采用液态石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、工业用白色矿物油、聚乙 烯蜡、聚醚蜡、氧化聚乙烯蜡混合而成。
[0075] 所述抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物。
[0076] 所述抗冲击改性剂采用二硼化铝、ABS、EAA混合而成。
[0077] 所述着色剂采用氧化铁红、铁兰、铁棕、铬黄、铬绿混合而成。
[0078] 所述紫外线吸收剂采用UV-9,所述阻燃剂采用氢氧化铝、水合氧化铝混合而成。
[0079] 实施例3:
[0080] 本发明实施例提供一种木塑复合材料,由以下物质按重量份组成:
[0081] 木粉50份、四级回收塑料90份、相容剂6份、偶联剂3份、无机填料3份、润滑剂3份、 抗氧剂1份、抗冲击改性剂4份、着色剂3份、紫外线吸收剂1份、阻燃剂1〇份。
[0082] 所述相容剂采用含氯量35%的CPE、马来酸酐混合而成。
[0083] 所述偶联剂采用EVA、EEA混合而成。
[0084] 所述无机填料采用滑石粉、碳酸齊混合而成。
[0085] 所述润滑剂采用液态石蜡、硬脂酸混合而成。
[0086] 所述抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物。
[0087] 所述抗冲击改性剂采用二硼化铝、ABS混合而成。
[0088] 所述着色剂采用氧化铁红、铁兰混合而成。
[0089]所述紫外线吸收剂采用UV-9,所述阻燃剂采用水合氧化铝。
[0090] 实施例4:
[0091]本发明实施例提供一种木塑复合材料,由以下物质按重量份组成:
[0092]木粉40份、四级回收塑料S0份、相容剂4份、偶联剂2份、无机填料2份、润滑剂2份、 抗氧剂0.7份、抗冲击改性剂3份、着色剂3份、紫外线吸收剂0.5份、阻燃剂8份。
[0093] 所述相容剂采用琥珀酸酐、富马酸酐混合而成。
[0094]所述偶联剂采用铝酸酯、硅烷偶联剂混合而成。
[0095] 所述无机填料采用炭黑、石墨混合而成。
[0096] 所述润滑剂采用氧化聚乙烯蜡。
[0097]所述抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物。
[0098] 所述抗冲击改性剂采用ABS、EM混合而成。
[0099] 所述着色剂采用铬黄、铬绿混合而成。
[0100]所述紫外线吸收剂采用UV-9,所述阻燃剂采用氢氧化铝、水合氧化铝混合而成。
[0101] 实施例5:
[0102] 本发明实施例提供一种木塑复合材料,由以下物质按重量份组成:
[0103]木粉60份、四级回收塑料100份、相容剂9份、偶联剂4份、无机填料4份、润滑剂4份、 抗氧剂1.8份、抗冲击改性剂7份、着色剂4份、紫外线吸收剂1.8份、阻燃剂18份。
[0104]所述相容剂采用马来酸酐、琥珀酸酐、富马酸酐混合而成。
[0105]所述偶联剂采用EEA、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂混合而成。
[0106] 所述无机填料采用碳酸钙、高岭土、石粉、炭黑、石墨混合而成。
[0107] 所述润滑剂采用硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、工业用白色矿物油、聚乙烯蜡、聚醚 蜡、氧化聚乙烯蜡混合而成。
[0108] 所述抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物。
[0109] 所述抗冲击改性剂采用ABS、EAA混合而成。
[0110]所述着色剂采用铁兰、铁棕、铬黄、铬绿混合而成。
[0111] 所述紫外线吸收剂采用UV-9,所述阻燃剂采用氢氧化铝、水合氧化铝混合而成。 [0112]本发明实施例还提供一种木塑复合材料的制备方法,该方法通过以下步骤实现: [0113]步骤1:将清除异物后的四级回收塑料,投入捏合机熔融塑料混合体,冷却后粉碎 成粒径在1mm以下的颗粒或粉料待用;
[0114] 步骤2:将木粉称重,投入高速混合机,加入偶联剂,在80°C — 110°C以内,搅拌均 匀;
[0115]所述木粉采用原生态锯末或植物纤维、废纸,不烘千,无木粉具体的目数要求。 [0116]步骤3:将制备好的四级回收塑料,投入高速混合机,加入无机填料、相容剂、紫外 线吸收剂、抗氧剂、增强剂、阻燃剂、润滑剂,充分搅拌,使物料混合均匀后出料,获得制备好 的木塑复合材料。
[0117] 将步骤3制备好的木塑复合材料,投入挤出机,挤出制成板材和型材。
[0118] 显而易见,也可将这些制备好的木塑复合材料,先造粒,再用粒料经挤出机挤出成 型,制成木塑制品。
[0119] 以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (1)

1. 一种木塑复合材料,其特征在于,由以下物质按重量份组成: 、, A 木粉30〜70份、四级回收塑料30〜100份、相容剂2〜10份、偶联剂1〜5份、无机填料1〜5份、 润滑剂1〜5份、抗氧剂0.1〜2份、抗冲击改性剂〇〜8份、着色剂0〜5份、紫外线吸收剂0〜2份、阻 燃剂0~20份; 所述相容剂采用含氯量35 %的CPE、马来酸酐、琥珀酸酐、富马酸酐中的一种或多种混 合; 所述偶联剂采用EVA、EEA、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂中的一种或多种混合; 所述无机填料采用滑石粉、碳酸钙、高岭土、炭黑、石墨中的一种或多种混合; 所述润滑剂采用液态石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、工业用白色矿物油、聚乙烯 蜡、聚醚蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或多种混合; 所述抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物; 所述抗冲击改性剂采用二硼化铝、ABS、EAA中的一种或多种混合; 所述着色剂采用氧化铁红、铁兰、铁棕、铬黄、铬绿中的一种或多种混合; 所述紫外线吸收剂采用UV-9,所述阻燃剂采用氢氧化铝; 所述木塑复合材料的制备方法通过以下步骤实现: 步骤1:将清除异物后的四级回收塑料,投入捏合机熔融塑料混合体,冷却后粉碎成粒 径在1mm以下的颗粒或粉料待用; 步骤2:将木粉称重,投入高速混合机,加入偶联剂,在8(TC--11(TC以内,搅拌均匀,使 偶联剂充分包裹木粉; 步骤3:将制备好的四级回收塑料,投入高速混合机,加入无机填料、相容剂、紫外线吸 收剂、抗氧剂、抗冲击改性剂、阻燃剂、润滑剂,充分搅拌,使物料混合均匀后出料,获得制备 好的木塑复合材料。
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