CN105585868B - 一种秸塑复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种秸塑复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105585868B CN105585868B CN201510964970.8A CN201510964970A CN105585868B CN 105585868 B CN105585868 B CN 105585868B CN 201510964970 A CN201510964970 A CN 201510964970A CN 105585868 B CN105585868 B CN 105585868B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- straw
- area
- composite materials
- plastic composite
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
- C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/04—Particle-shaped
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
- B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
- B29C48/002—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with surface shaping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
- B29C48/911—Cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/92704—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
- B29C48/919—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling using a bath, e.g. extruding into an open bath to coagulate or cool the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/006—Additives being defined by their surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/08—Polymer mixtures characterised by other features containing additives to improve the compatibility between two polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
- C08L2207/20—Recycled plastic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种秸塑复合材料及其制备方法,属于复合材料领域。一种秸塑复合材料,包括以下质量百分比的组分:改性再生塑料颗粒20~40%、秸秆粉50~70%、矿物填充物2~10%、相容剂2~5%、润滑剂1~5%、着色剂1~3%、抗氧剂1~3%、光稳定剂1~3%。改性再生塑料颗粒包括以下质量份数的组分:再生塑料颗粒100~105份、石墨烯纳米片0.1~1份、分散剂1~4份、偶联剂4~10份。一种秸塑复合材料的制备方法,包括秸秆预处理、再生塑料颗粒改性、混料工艺、造粒工艺、挤出成型和表面后处理。通过本发明的实施,能够显著提高秸塑复合材料的物理性能、力学性能和热稳定性,满足市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域,尤其涉及一种秸塑复合材料及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料是指以富含木质纤维素的生物质材料和热塑性塑料为原料,经挤压、注塑、压制成型而制成的一种新型复合材料。木塑复合材料的生产和使用,不会向周围环境散发危害人类健康的挥发物,具有不龟裂、不变形、耐腐蚀、无污染、无公害等优点,可循环利用,是一种全新的绿色环保产品,也是一种生态洁净的复合材料。同时,该种材料的用途非常广泛,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、建筑模板等装修与装饰材料,公共场所的露天铺板、桌椅、板凳、廊架等景观美化和休闲材料,汽车内装饰材、管材等汽车内装饰材料。目前,生产木塑复合材料中的植物纤维基本上采用木粉,木粉的使用需要耗费大量的木材,造成木材资源紧缺。但是,我国是世界上森林资源最短缺的国家之一,我国林木实施了严格的禁伐、限伐政策,每年允许的林木砍伐量远远不能满足社会需要,因此,木塑复合材料生产需要的林木缺口巨大,必须尽快寻找林木替代品。所以,利用其他植物纤维生产木塑复合材料是世界各国研究的前沿,也是我国木塑行业发展的必要途径。
秸秆作为一种生物质资源,其潜在利用价值已被政府部门、科研单位和企业重视,从不同领域开展秸秆生物质综合利用的研发,并取得了系列成果。目前,研发和产业化重点主要集中在秸秆能源化、秸秆肥料化、秸秆饲料化及利用秸秆造纸和生产建材。农林生物质资源综合开发利用已经列入国家的中长期发展战略规划优先主题,然而从目前技术储备以及成本方面考虑,尚不存在大规模工业化推广的基础和技术支持。秸秆造纸是我国目前秸秆工业化利用的主体,但呈逐年下降的趋势,主要是由于中小型企业的污染问题。秸秆饲料和肥料化是我国秸秆利用的传统领域,但目前也尚未达到大规模工业化利用。研究发现,秸秆纤维的物理特性、化学特性以及机械性能均可替代木塑复合材料中的木粉。
处理废旧塑料的主要方法有焚烧填埋和回收利用。焚烧法会产生大量有毒气体,造成二次污染,填埋法会占用较大空间,且填埋后土壤中残留的塑料碎片又会影响土壤透气性,使农作物减产,因此,废旧塑料处理技术的发展趋势是再生利用。目前废旧塑料的再生利用率低,主要是回收利用技术难以配套,特别是改性再生技术不够完善。直接再生利用的优点是工艺简单、成本低,缺点是再生料制品力学性能低,应用面窄。改善再生塑料力学性能的最好途径就是采取改性方法对再生塑料进行改性,以接近、达到或超过纯塑料(树脂)的性能。
目前,我国秸秆和废旧塑料资源丰富,但是得不到有效地综合利用,秸秆与废旧塑料的焚烧,造成环境污染,危害极大,已经成为社会的重大难题。因此,利用秸秆和再生塑料生产秸塑复合材料,具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷,提出一种秸塑复合材料及其制备方法。通过本发明的实施,能够显著提高秸塑复合材料的物理性能、力学性能和热稳定性,满足市场需求。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种秸塑复合材料,包括以下质量百分比的组分:改性再生塑料颗粒20~40%、秸秆粉50~70%、矿物填充物2~10%、相容剂2~5%、润滑剂1~5%、着色剂1~3%、抗氧剂1~3%、光稳定剂1~3%。
进一步的技术方案,所述改性再生塑料颗粒包括以下质量份数的组分:再生塑料颗粒100~105份、石墨烯纳米片0.1~1份、分散剂1~4份、偶联剂4~10份;所述石墨烯纳米片是粉末状固体,纯度为90%~99%,比表面积为2~17m2/g,厚度为0.3~2nm,横向尺寸为1~5μm;所述再生塑料颗粒为再生聚乙烯颗粒、再生聚丙烯颗粒中至少一种;所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中一种;所述分散剂为阳离子型、阴离子型、非离子型表面活性剂中一种。
进一步的技术方案,所述秸秆粉为小麦秸秆粉、水稻秸秆粉、玉米秸秆粉、油菜秸秆粉、棉花秸秆粉中一种;所述矿物填充物为碳酸钙、硫酸钙、滑石粉、粉煤灰、硅酸钙中一种;所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚丙烯中至少一种;所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺中至少一种;所述着色剂为炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、钛白粉、酞青蓝、酞青绿中至少一种;所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂BHT、抗氧剂TNP中一种;所述光稳定剂为光稳定剂AM-101、光稳定剂GW-540、光稳定剂944、光稳定剂744、紫外线吸收剂UV-326、紫外线吸收剂UV-531中一种。
一种秸塑复合材料的制备方法,包括如下所述步骤:
(1)秸秆粉预处理:采用干燥法对秸秆粉进行预处理;
(2)再生塑料颗粒改性:按照质量份数将再生塑料颗粒100~105份、石墨烯纳米片0.1~1份、分散剂1~4份、偶联剂4~10份投入混料机中,充分混合后放入双螺杆挤出机中,制得改性再生塑料颗粒;
(3)混料工艺:将改性再生塑料颗粒20~40%、秸秆粉50~70%、矿物填充物2~10%、相容剂2~5%、润滑剂1~5%、着色剂1~3%、抗氧剂1~3%、光稳定剂1~3%,倒入混料机中,充分混合;
(4)造粒工艺:将步骤(3)所得混合料加入造粒机中,按照预设的温度和工艺,挤成熔融状态的块状物料,风送冷却,经破碎机破碎成柔软干燥的造粒料;
(5)挤出成型:将步骤(4)所得造粒料放入挤出机中,按照预设的温度和工艺,以400~1000mm/min的线速度经模具挤出,冷却成型,得到秸塑复合材料产品;
(6)表面后处理:将步骤(5)所得秸塑复合材料产品的表面进行打磨、拉丝、压花中至少一种后处理。
进一步的技术方案,所述步骤(1)中的干燥法是将待干燥的秸秆粉经加料罐加至预先升温的导热管式干燥机的机筒内,使秸秆粉与干燥机内壁接触,并在干燥机内、外导热管往复式的旋转作用下,充分搅拌,从而使秸秆粉包含的水分及易挥发组分通过干燥机顶端带有负压的排气口进入循环冷却箱中,干燥后的秸秆粉通过放料箱放出;干燥后的秸秆粉含水量小于3%。
进一步的技术方案,所述步骤(2)中的石墨烯纳米片是粉末状固体,纯度为90%~99%,比表面积为2~17m2/g,厚度为0.3~2nm,横向尺寸为1~5μm;所述再生塑料颗粒为再生聚乙烯颗粒、再生聚丙烯颗粒中至少一种;所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中一种;所述分散剂为阳离子型、阴离子型、非离子型表面活性剂中一种。
进一步的技术方案,所述步骤(2)中所述混料机转速为100~150r/min,混合时间为3~5min;所述双螺杆挤出机温度:一区为220~230℃、二区为230~240℃、三区为230~250℃、四区为240~260℃,主机转速为100~500r/min,后经水槽冷却,风冷吹干,切粒后得到改性再生塑料颗粒;
进一步的技术方案,所述步骤(3)中混料机转速为80~150r/min,混合时间为10~20min。
进一步的技术方案,所述步骤(4)中的造粒机为平行双螺杆造粒机;所述平行双螺杆造粒机的温度:一区为80~100℃、二区为170~220℃、三区为150~200℃、四区为150~200℃、五区为120~180℃、六区为90~150℃,主机转速为350~450r/min,喂料转速为15~30r/min;所述造粒料直径为0.5~1.5cm,温度为40~60℃。
进一步的技术方案,所述步骤(5)中的挤出机为锥形双螺杆挤出机;所述锥形双螺杆挤出机的机筒温度:一区为190~230℃、二区为190~220℃、三区为170~190℃、四区为140~180℃、五区为120~170℃,合流芯温度为120~155℃,模头温度为130~170℃,主机转速为5~30r/min,喂料转速为5~30r/min;所述冷却成型是采用循环冷却水槽进行喷淋冷却定型。
有益效果
本发明相较于现有技术而言,具备如下优点:
1、本发明主要通过两种方法提高秸塑复合材料的性能,一种方法是添加相容剂,以提高再生塑料基体与秸秆纤维的复合能力;另一种方法是采用纳米颗粒填充再生塑料以提高秸塑复合材料的性能。这是由于纳米颗粒具有高比表面积、低密度和高弹性模量等,能够很好的分散在再生塑料基体中,再生塑料性能的提高也提升了秸塑复合材料的性能。
2、本发明使用干燥法处理秸秆纤维,能够有效降低秸秆纤维的含水量和易挥发组分,使制得的秸塑复合材料产品外观更加美观,性能更优越,且具有工艺简单、绿色环保等特点。
3、本发明使用了秸秆这一巨大的生物资源,降低了复合材料的生产成本,具有很强的经济实用性。同时,还使用了再生塑料,有效缓解了当前石油资源短缺和环境污染问题,对于保护生态环境、可再生资源的综合利用具有重要意义。
4、本发明限定石墨烯纳米片纯度90%~99%,比表面积为2~17m2/g,厚度为0.3~2nm,横向尺寸为1~5μm,能够确保质量,提高纳米粉体在再生塑料基体的分散性,从而能够提高秸塑产品的性能。
5、本发明采用风送冷却将造粒料的温度降低至40~60℃,能够防止造粒料的自燃,便于造粒料的存储。
6、本发明利用破碎机将造粒料破碎成直径为0.5~1cm,有利于造粒料在双螺杆挤出机中能够完全塑化,使制得秸塑复合材料产品的外观和性能更好。
7、本发明的挤出成型工艺,能够有效地减少秸塑复合材料鼓泡、鼓包、裂纹、撕裂等现象,使制得的秸塑复合材料产品外观和性能更好。
8、本发明的冷却成型是采用循环冷却水槽进行喷淋,该工艺的优点是通过冷却水让秸塑复合材料产品迅速冷却,减少其尺寸变化,同时能够节约用水,达到清洁和节能生产。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,下面结合实施例对本发明的内容作进一步详细的阐明,但本发明的内容不局限于下面的实施例。
实施例1
一种秸塑复合材料及其制备方法,包括如下所述步骤:
(1)小麦秸秆粉预处理
采用干燥法将小麦秸秆粉进行预处理。将待干燥的小麦秸秆粉经加料罐加至预先升温的导热管式干燥机的机筒内,使小麦秸秆粉与干燥机内壁接触,并在干燥机内、外导热管往复式的旋转作用下,充分搅拌,从而使小麦秸秆粉包含的水分及易挥发组分通过干燥机顶端带有负压的排气口进入循环冷却箱中,干燥后的小麦秸秆粉通过放料箱放出;干燥后小麦秸秆粉的含水量为1.75%。
(2)再生聚乙烯颗粒改性
按照质量份数将再生聚乙烯颗粒100份,石墨烯纳米片0.1份、阳离子表面活性剂1份、硅烷偶联剂4份投入混料机中,混料机转速为100r/min,混合时间为3min,充分混合后放入双螺杆挤出机中,挤出机温度:一区为220℃、二区为230℃、三区为235℃、四区为240℃,螺杆转速为100r/min,后经水槽冷却,风冷吹干,切粒后得到改性再生聚乙烯颗粒。所述石墨烯纳米片为粉末状固体,纯度为99%,比表面积为2m2/g,厚度为0.5nm,横向尺寸为2μm。
(3)混料工艺
将改性再生聚乙烯颗粒30%、小麦秸秆粉50%、滑石粉10%、马来酸酐接枝聚乙烯2%、硬脂酸1%、乙撑双硬脂酰胺2%、氧化铁红1%、抗氧剂10103%、光稳定剂AM-1011%,倒入混料机中,混料机转速为80r/min,混合时间为10min。
(4)造粒工艺
将步骤(3)所得混合料加入平行双螺杆造粒机中,按照预设温度:一区为80℃、二区为210℃、三区为200℃、四区为180℃、五区为150℃、六区为120℃以及主机转速为400r/min,喂料转速为15r/min的条件下,挤成熔融状态的块状物料,风送冷却,经破碎机破碎成为柔软干燥的造粒料。造粒料直径为0.5~0.9cm,温度为40℃。
(5)挤出成型
将步骤(4)所得造粒料放入锥型双螺杆挤出机中,按照预设机筒温度:一区为220℃、二区为210℃、三区为185℃、四区为180℃、五区为165℃,合流芯温度为135℃,模头温度为上:130℃、左:130℃、下:130℃、右:130℃以及主机转速为12r/min,喂料转速为15r/min,线速度650mm/min的条件下,经模具挤出,采用循环冷却水槽进行喷淋冷却定型,制得秸塑复合材料产品。
(6)表面后处理
将步骤(5)所得秸塑复合材料产品的表面进行打磨处理。
实施例2
一种秸塑复合材料的制备方法,包括如下所述步骤:
(1)水稻秸秆粉预处理
采用干燥法将水稻秸秆粉进行预处理。将待干燥的水稻秸秆粉经加料罐加至预先升温的导热管式干燥机的机筒内,使水稻秸秆粉与干燥机内壁接触,并在干燥机内、外导热管往复式的旋转作用下,充分搅拌,从而使水稻秸秆粉包含的水分及易挥发组分通过干燥机顶端带有负压的排气口进入循环冷却箱中,干燥后的水稻秸秆粉通过放料箱放出;干燥后水稻秸秆粉的含水量为2.04%。
(2)再生聚丙烯颗粒改性
按照质量份数将再生聚丙烯颗粒105份,石墨烯纳米片0.5份、阴离子表面活性剂2份、硅烷偶联剂6份投入混料机中,混料机转速为120r/min,混合时间为5min,充分混合后放入双螺杆挤出机中,挤出机温度:一区为220℃、二区为230℃、三区为240℃、四区为255℃,螺杆转速为200r/min,后经水槽冷却,风冷吹干,切粒后得到改性再生聚丙烯颗粒。所述石墨烯纳米片为粉末状固体,纯度为99%,比表面积为10m2/g,厚度为0.9nm,横向尺寸为5μm。
(3)混料工艺
将改性再生聚丙烯颗粒20%、水稻秸秆粉70%、碳酸钙2%、马来酸酐接枝聚丙烯2%、聚乙烯蜡3%、酞青蓝1%、抗氧剂BHT 1%、光稳定剂7441%,倒入混料机中,混料机转速为90r/min,混合时间为11min。
(4)造粒工艺
将步骤(3)所得混合料加入平行双螺杆造粒机中,按照预设温度:一区为90℃、二区为220℃、三区为190℃、四区为170℃、五区为130℃、六区为100℃以及主机转速为350r/min,喂料转速为25r/min的条件下,挤成熔融状态的块状物料,风送冷却,经破碎机破碎成为柔软干燥的造粒料。造粒料直径为0.6~1.3cm,温度为50℃。
(4)挤出成型
将步骤(4)所得造粒料放入锥型双螺杆挤出机中,按照预设机筒温度:一区为230℃、二区为220℃、三区为190℃、四区为170℃、五区为160℃,合流芯温度为140℃,模头温度为上:150℃、左:150℃、下:150℃、右:150℃以及主机转速为10r/min,喂料转速为17r/min,线速度600mm/min的条件下,经模具挤出,采用循环冷却水槽进行喷淋冷却定型,制得秸塑复合材料产品。
(5)表面后处理
将步骤(5)所得秸塑复合材料产品的表面进行打磨、压花处理。
实施例3
一种秸塑复合材料的制备方法,包括如下所述步骤:
(1)玉米秸秆粉预处理
采用干燥法将玉米秸秆粉进行预处理。将待干燥的玉米秸秆粉经加料罐加至预先升温的导热管式干燥机的机筒内,使玉米秸秆粉与干燥机内壁接触,并在干燥机内、外导热管往复式的旋转作用下,充分搅拌,从而使玉米秸秆粉包含的水分及易挥发组分通过干燥机顶端带有负压的排气口进入循环冷却箱中,干燥后的玉米秸秆粉通过放料箱放出;干燥后玉米秸秆粉的含水量为2.48%。
(2)再生聚乙烯颗粒和再生聚丙烯颗粒改性
按照质量份数将再生聚乙烯颗粒55份,再生聚丙烯颗粒50份,石墨烯纳米片1份、非离子表面活性剂4份、钛酸酯偶联剂10份投入混料机中,混料机转速为150r/min,混合时间为5min,充分混合后放入双螺杆挤出机中,挤出机温度:一区为220℃、二区为240℃、三区为250℃、四区为260℃,螺杆转速为500r/min,后经水槽冷却,风冷吹干,切粒后得到改性再生聚乙烯颗粒和再生聚丙烯颗粒。所述石墨烯纳米片为粉末状固体,纯度为99%,比表面积为17m2/g,厚度为2nm,横向尺寸为4μm。
(3)混料工艺
将改性再生聚乙烯颗粒和再生聚丙烯颗粒25%、玉米秸秆粉60%、粉煤灰2%、马来酸酐接枝聚乙烯3%、马来酸酐接枝聚丙烯2%、硬脂酸钙2%、氧化聚乙烯蜡1%、氧化铁黄1%、抗氧剂2641%、紫外线吸收剂UV-5313%,倒入混料机中,混料机转速为100r/min,混合时间为15min。
(4)造粒工艺
将步骤(3)所得混合料加入平行双螺杆造粒机中,按照预设温度:一区为100℃、二区为180℃、三区为160℃、四区为150℃、五区为140℃、六区为110℃以及主机转速为390r/min,喂料转速为23r/min的条件下,挤成熔融状态的块状物料,风送冷却,经破碎机破碎成为柔软干燥的造粒料。造粒料直径为0.5~1.0cm,温度为60℃。
(5)挤出成型
将步骤(4)所得造粒料放入锥型双螺杆挤出机中,按照预设机筒温度:一区200℃、二区190℃、三区170℃、四区150℃、五区125℃,合流芯温度:150℃,模头温度为上:140℃、左:140℃、下:140℃、右:140℃以及主机转速为13r/min,喂料转速为22r/min,线速度700mm/min的条件下,经模具挤出,采用循环冷却水槽进行喷淋冷却定型,制得秸塑复合材料产品。
(6)表面后处理
将步骤(5)所得秸塑复合材料产品的表面进行拉丝处理。
实施例4
一种秸塑复合材料的制备方法,包括如下所述步骤:
(1)油菜秸秆粉预处理
采用干燥法将油菜秸秆粉进行预处理。将待干燥的油菜秸秆粉经加料罐加至预先升温的导热管式干燥机的机筒内,使油菜秸秆粉与干燥机内壁接触,并在干燥机内、外导热管往复式的旋转作用下,充分搅拌,从而使油菜秸秆粉包含的水分及易挥发组分通过干燥机顶端带有负压的排气口进入循环冷却箱中,干燥后的油菜秸秆粉通过放料箱放出;干燥后油菜秸秆粉的含水量为1.89%。
(2)再生聚乙烯颗粒改性
按照质量份数将再生聚乙烯颗粒100份,石墨烯纳米片0.5份、阳离子表面活性剂3份、钛酸酯偶联剂8份投入混料机中,混料机转速为130r/min,混合时间为4min,充分混合后放入双螺杆挤出机中,挤出机温度:一区为225℃、二区为240℃、三区为245℃、四区为260℃,螺杆转速为300r/min,后经水槽冷却,风冷吹干,切粒后得到改性再生聚乙烯颗粒。所述石墨烯纳米片为粉末状固体,纯度为99%,比表面积为8m2/g,厚度为1.4nm,横向尺寸为3μm。
(3)混料工艺
将改性再生聚乙烯颗粒40%、油菜秸秆粉50%、硅酸钙2%、马来酸酐接枝聚乙烯4%、硬脂酸锌1%、炭黑1%、抗氧剂TNP 1%、紫外线吸收剂UV-3261%,倒入混料机中,混料机转速为100r/min,混合时间为20min。
(4)造粒工艺
将步骤(3)所得混合料加入平行双螺杆造粒机中,按照预设温度:一区为80℃、二区为190℃、三区为170℃、四区为170℃、五区为130℃、六区为90℃以及主机转速为450r/min,喂料转速为30r/min的条件下,挤成熔融状态的块状物料,风送冷却,经破碎机破碎成为柔软干燥的造粒料。造粒料直径为0.8~1.2cm,温度为45℃。
(5)挤出成型
将步骤(4)所得造粒料放入锥型双螺杆挤出机中,按照预设机筒温度:一区为210℃、二区为210℃、三区为185℃、四区为160℃、五区为145℃,合流芯温度为145℃,模头温度为上:150℃、左:150℃、下:150℃、右:150℃以及主机转速为5r/min,喂料转速为7r/min,线速度400mm/min的条件下,经模具挤出,采用循环冷却水槽进行喷淋冷却定型,制得秸塑复合材料产品。
(6)表面后处理
将步骤(5)所得秸塑复合材料产品的表面进行打磨、拉丝处理。
依据GB/T24508—2009《木塑地板》对上述实施例的秸塑复合材料产品进行性能检测,检测结果如表1所示。
表1本发明的秸塑复合材料性能检测结果
实验结果表明,本发明的秸塑复合材料的性能标均符合甚至高于国家标准中的指标要求,能够满足市场需求。
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。
Claims (10)
1.一种秸塑复合材料,其特征在于,包括以下质量百分比的组分:改性再生塑料颗粒20~40%、秸秆粉50~70%、矿物填充物2~10%、相容剂2~5%、润滑剂1~5%、着色剂1~3%、抗氧剂1~3%、光稳定剂1~3%;
所述改性再生塑料颗粒包括以下质量份数的组分:再生塑料颗粒100~105份、石墨烯纳米片0.1~1份、分散剂1~4份、偶联剂4~10份。
2.根据权利要求1所述的一种秸塑复合材料,其特征在于:
所述石墨烯纳米片是粉末状固体,纯度为90%~99%,比表面积为2~17m2/g,厚度为0.3~2nm,横向尺寸为1~5μm;所述再生塑料颗粒为再生聚乙烯颗粒、再生聚丙烯颗粒中至少一种;所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中一种;所述分散剂为阳离子型、阴离子型、非离子型表面活性剂中一种。
3.根据权利要求1所述的一种秸塑复合材料,其特征在于:
所述秸秆粉为小麦秸秆粉、水稻秸秆粉、玉米秸秆粉、油菜秸秆粉、棉花秸秆粉中一种;
所述矿物填充物为碳酸钙、硫酸钙、滑石粉、粉煤灰、硅酸钙中一种;
所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚丙烯中至少一种;
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺中至少一种;
所述着色剂为炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、钛白粉、酞青蓝、酞青绿中至少一种;
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂BHT、抗氧剂TNP中一种;
所述光稳定剂为光稳定剂AM-101、光稳定剂GW-540、光稳定剂944、光稳定剂744、紫外线吸收剂UV-326、紫外线吸收剂UV-531中一种。
4.一种秸塑复合材料的制备方法,其特征在于:包括如下所述步骤:
(1)秸秆粉预处理:采用干燥法对秸秆粉进行预处理;
(2)再生塑料颗粒改性:按照质量份数将再生塑料颗粒100~105份、石墨烯纳米片0.1~1份、分散剂1~4份、偶联剂4~10份投入混料机中,充分混合后放入双螺杆挤出机中,制得改性再生塑料颗粒;
(3)混料工艺:将改性再生塑料颗粒20~40%、秸秆粉50~70%、矿物填充物2~10%、相容剂2~5%、润滑剂1~5%、着色剂1~3%、抗氧剂1~3%、光稳定剂1~3%,倒入混料机中,充分混合;
(4)造粒工艺:将步骤(3)所得混合料加入造粒机中,按照预设的温度和工艺,挤成熔融状态的块状物料,风送冷却,经破碎机破碎成柔软干燥的造粒料;
(5)挤出成型:将步骤(4)所得造粒料放入挤出机中,按照预设的温度和工艺,以400~1000mm/min的线速度经模具挤出,冷却成型,得到秸塑复合材料产品;
(6)表面后处理:将步骤(5)所得秸塑复合材料产品的表面进行打磨、拉丝、压花中至少一种后处理。
5.根据权利要求4所述的一种秸塑复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中的干燥法是将待干燥的秸秆粉经加料罐加至预先升温的导热管式干燥机的机筒内,使秸秆粉与干燥机内壁接触,并在干燥机内、外导热管往复式的旋转作用下,充分搅拌,从而使秸秆粉包含的水分及易挥发组分通过干燥机顶端带有负压的排气口进入循环冷却箱中,干燥后的秸秆粉通过放料箱放出;干燥后的秸秆粉含水量小于3%。
6.根据权利要求4所述的一种秸塑复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的石墨烯纳米片是粉末状固体,纯度为90%~99%,比表面积为2~17m2/g,厚度为
0.3~2nm,横向尺寸为1~5μm;所述再生塑料颗粒为再生聚乙烯颗粒、再生聚丙烯颗粒中至少一种;所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中一种;所述分散剂为阳离子型、阴离子型、非离子型表面活性剂中一种。
7.根据权利要求4所述的一种秸塑复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中所述混料机转速为100~150r/min,混合时间为3~5min;所述双螺杆挤出机温度:一区为220~230℃、二区为230~240℃、三区为230~250℃、四区为240~260℃,主机转速为100~500r/min,后经水槽冷却,风冷吹干,切粒后得到改性再生塑料颗粒。
8.根据权利要求4所述的一种秸塑复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中混料机转速为80~150r/min,混合时间为10~20min。
9.根据权利要求4所述的一种秸塑复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中的造粒机为平行双螺杆造粒机;所述平行双螺杆造粒机的温度:一区为80~100℃、二区为170~220℃、三区为150~200℃、四区为150~200℃、五区为120~180℃、六区为90~150℃,主机转速为350~450r/min,喂料转速为15~30r/min;所述造粒料直径为0.5~1.5cm,温度为40~60℃。
10.根据权利要求4所述的一种秸塑复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中的挤出机为锥形双螺杆挤出机;所述锥形双螺杆挤出机的机筒温度:一区为190~230℃、二区为190~220℃、三区为170~190℃、四区为140~180℃、五区为120~170℃, 合流芯温度为120~155℃,模头温度为130~170℃,主机转速为5~30r/min,喂料转速为5~30r/min;所述冷却成型是采用循环冷却水槽进行喷淋冷却定型。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510964970.8A CN105585868B (zh) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | 一种秸塑复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510964970.8A CN105585868B (zh) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | 一种秸塑复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105585868A CN105585868A (zh) | 2016-05-18 |
CN105585868B true CN105585868B (zh) | 2018-02-09 |
Family
ID=55925789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510964970.8A Active CN105585868B (zh) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | 一种秸塑复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105585868B (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106349547A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-01-25 | 泉州信和石墨烯研究院有限公司 | 一种用于包装食品的石墨烯包装体及其制备方法 |
CN106881887A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-06-23 | 杨太松 | 一种秸秆碳纤维复合板的加工方法 |
CN108467603A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-08-31 | 韩毅忠 | 一种可降解秸秆粉体材料 |
CN109054189B (zh) * | 2018-08-16 | 2021-02-26 | 中山市点石塑胶有限公司 | 一种植物复合纤维填充聚丙烯复合材料及其制备方法 |
CN109627556A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-16 | 安徽领塑科技有限公司 | 一种小麦秸秆纤塑材料及其制备方法和用途 |
CN110305413B (zh) * | 2019-07-23 | 2022-06-03 | 汕头市金江科技有限公司 | Pp复合谷麦纤维料及制备方法 |
CN111269482A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-12 | 镇江恒达包装股份有限公司 | 一种硅铝微珠共混改性聚乙烯复合材料及其制备方法 |
CN112171947A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-05 | 安徽环嘉天一再生资源有限公司 | 一种具有中空结构的再生塑料瓦制备工艺 |
CN112322065A (zh) * | 2020-11-28 | 2021-02-05 | 江苏凯盛环保科技有限公司 | 一种利用pp废料制备木塑复合板材的方法 |
CN112538199A (zh) * | 2020-11-28 | 2021-03-23 | 江苏凯盛环保科技有限公司 | 一种利用废旧pe料制备环保耐磨材料的方法 |
CN112538276A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-03-23 | 湖北声荣再生资源利用有限公司 | 一种秸秆/粉煤灰/废塑料复合材料及其制备方法和应用 |
CN115536862A (zh) * | 2022-10-24 | 2022-12-30 | 汉麻总部(广东)投资有限公司 | 一种改性汉麻秆芯粉、增强聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101186754A (zh) * | 2006-11-16 | 2008-05-28 | 滨州华晨新型建材有限公司 | 一种利用农业植物秸秆生产高分子复合木塑材料的方法 |
CN101955676A (zh) * | 2010-06-09 | 2011-01-26 | 常熟通江机械有限公司 | 一种塑木复合材料及制备方法 |
CN103483841A (zh) * | 2013-09-02 | 2014-01-01 | 天津瑞和塑料制品有限公司 | 一种耐磨、防水、抗老化型木塑复合材料及其成型工艺 |
CN104151853A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-19 | 浙江圆德新材料科技有限公司 | 一种再生木塑复合材料的制备方法 |
-
2015
- 2015-12-21 CN CN201510964970.8A patent/CN105585868B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101186754A (zh) * | 2006-11-16 | 2008-05-28 | 滨州华晨新型建材有限公司 | 一种利用农业植物秸秆生产高分子复合木塑材料的方法 |
CN101955676A (zh) * | 2010-06-09 | 2011-01-26 | 常熟通江机械有限公司 | 一种塑木复合材料及制备方法 |
CN103483841A (zh) * | 2013-09-02 | 2014-01-01 | 天津瑞和塑料制品有限公司 | 一种耐磨、防水、抗老化型木塑复合材料及其成型工艺 |
CN104151853A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-19 | 浙江圆德新材料科技有限公司 | 一种再生木塑复合材料的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105585868A (zh) | 2016-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105585868B (zh) | 一种秸塑复合材料及其制备方法 | |
CN105419369B (zh) | 一种秸秆增强再生塑料复合材料及其制备方法 | |
CN105419371B (zh) | 一种茶塑复合材料及其制备方法 | |
CN101367977B (zh) | 一种pvc微发泡木塑卷材及其生产方法 | |
CN105400052A (zh) | 一种中药渣增强再生塑料复合材料及其制备方法 | |
CN103435882B (zh) | 热塑性木塑复合材料及其生产方法 | |
CN100491471C (zh) | 木塑共混复合材料制品的制造方法 | |
CN101724190B (zh) | 石棉纤维增强的热塑基木塑复合材料及其制备方法 | |
CN101880464B (zh) | 一种竹基/热塑性塑料纳米复合材料 | |
CN104530736B (zh) | 一种塑木复合材料的制备装置及工艺 | |
CN102321318A (zh) | Pvc高耐候仿木结皮发泡材料 | |
CN101081934B (zh) | 一种麻茎秆与塑料复合材料的制备方法 | |
CN105566755B (zh) | 一种表芯层同步共挤阻燃木塑复合材料及其制造方法 | |
CN102250476A (zh) | 一种竹纤维基微发泡木塑复合材料及其制备方法 | |
CN103059596A (zh) | 一种纳米增强木塑复合材料及其制备方法 | |
CN102153801A (zh) | 一种秸秆塑料及其生产方法 | |
WO2014067156A1 (zh) | 一种秸秆再生环保板材 | |
CN102492305A (zh) | 利用造纸固体废弃物制备木塑复合材料的配方及其方法 | |
CN102408737A (zh) | 一种棉花杆增强塑木产品及其制备方法 | |
CN102775802A (zh) | 农作物秸秆纤维基复合材料 | |
CN109337311A (zh) | 一种易降解高性能塑料袋 | |
CN103436317A (zh) | 一种生物质燃料及其生产方法 | |
CN102492198B (zh) | 一种聚烯烃环境友好复合材料的制备方法 | |
CN103709773B (zh) | 碱脲解缠结秸秆/树脂复合板的制备方法 | |
CN107057390A (zh) | 一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |