CN105860264A - 一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料 - Google Patents

一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用葵瓜子壳‑粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯、葵瓜子壳、50‑100目粉煤灰、秸秆粉、水泥渣、煅烧高岭土、四氟乙烯树脂、亚油酸、己二酸二辛酯、二甲基亚砜、液体石蜡、氨基磺酸胍、马来酸酐接枝聚丙烯、乙烯基三氯基硅烷、抗菌剂。本发明的聚丙烯基木塑复合材料的原料来源简单、回收利用如葵瓜子壳、水泥渣和粉煤灰等生活、工业废弃物，实现节能环保，同时也降低成本。本发明所制备的木塑复合材料综合性能良好，可在包装材料、环保用品、建筑材料以及装饰材料等领域具有较佳的应用前景。

Description

一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料。
背景技术
木塑复合材料是一种新型绿色环保材料，木塑复合材料是指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺加工成型，主要用于建材、家具、物流包装等行业。
随着石油和木材资源的日趋枯竭，人们对资源的合理利用备受关注，而提高材料的附加值以及合理的回收利用废弃物成为一种重要且有效的途径。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为现有的石油和木材资源的日趋枯竭等问题，提供一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明公开了一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯50-80份、葵瓜子壳10-30份、50-100目粉煤灰8-15份、秸秆粉5-11份、水泥渣4-12份、煅烧高岭土4-9份、四氟乙烯树脂6-16份、亚油酸1.2-4份、己二酸二辛酯0.8-5份、二甲基亚砜1.5-3份、液体石蜡0.5-2份、氨基磺酸胍0.2-2份、马来酸酐接枝聚丙烯0.4-2.3份、乙烯基三氯基硅烷0.2-1.6份、抗菌剂0.2-1份。
优选的，所述的木塑复合材料，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯57-80份、葵瓜子壳15-30份、50-100目粉煤灰10-15份、秸秆粉7-11份、水泥渣6-12份、煅烧高岭土4-7份、四氟乙烯树脂6-14份、亚油酸1.8-4份、己二酸二辛酯0.8-3份、二甲基亚砜1.9-3份、液体石蜡0.8-2份、氨基磺酸胍0.7-2份、马来酸酐接枝聚丙烯0.4-1.5份、乙烯基三氯基硅烷0.5-1.6份、抗菌剂0.5-1份。
所述的木塑复合材料，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯62份、葵瓜子壳21份、50-100目粉煤灰12份、秸秆粉8份、水泥渣8份、煅烧高岭土5份、四氟乙烯树脂9份、亚油酸2.3份、己二酸二辛酯1.7份、二甲基亚砜2.1份、液体石蜡1.1份、氨基磺酸胍1.3份、马来酸酐接枝聚丙烯0.9份、乙烯基三氯基硅烷1.2份、抗菌剂0.6份。
所述抗菌剂为质量比为3:2的碳酸锂和磷酸镧的混合物。
该木塑复合材料由如下制备步骤制备而成：
（1）将回收聚丙烯、葵瓜子壳分别经清洗、干燥、破碎、粉碎后的到预处理物料备用；
（2）将50-100目粉煤灰、水泥渣、煅烧高岭土、秸秆粉、四氟乙烯树脂、亚油酸以及步骤（1）中经预处理的回收聚丙烯和葵瓜子壳加入到搅拌机中，搅拌温度80-110℃，搅拌转速800-2000rpm，搅拌时间20-45分钟；
（3）待搅拌机的温度降温40-60℃，依次加入氨基磺酸胍、己二酸二辛酯、二甲基亚砜、乙烯基三氯基硅烷、液体石蜡、马来酸酐接枝聚丙烯和抗菌剂，搅拌转速200-500rpm，搅拌时间15-30分钟，得到混合料；
（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机挤出造粒，其螺杆长径比为15:1-50:1，挤出机各区的温度分别为160-180℃，185-196℃，190-202℃，200-210℃，185-200℃，挤出转速为20-80rpm，得到所述木塑复合材料。
优选的，所述步骤（2）中搅拌温度93℃，搅拌转速1400rpm，搅拌时间35分钟。
所述步骤（4）中双螺杆挤出机中长径比为25:1，挤出机各区的温度分别为167℃，188℃，195℃，203℃，192℃，挤出转速为45rpm。
由于采用了以上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明的聚丙烯基木塑复合材料的原料来源简单、回收利用如葵瓜子壳、水泥渣和粉煤灰等生活、工业废弃物，实现节能环保，同时也降低成本。本发明的原料选择和配比合理，所制备的聚丙烯基木塑复合材料的耐冲击强度达15.7-18.1 kJ/m2，拉伸强度达54-67MPa，阻燃等级达到UL-94 V0级，综合性能良好，可在包装材料、环保用品、建筑材料以及装饰材料等领域具有较佳的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例所述一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯50份、葵瓜子壳10份、50-100目粉煤灰8份、秸秆粉5份、水泥渣4份、煅烧高岭土4份、四氟乙烯树脂6份、亚油酸1.2份、己二酸二辛酯0.8份、二甲基亚砜1.5份、液体石蜡0.5份、氨基磺酸胍0.2份、马来酸酐接枝聚丙烯0.4份、乙烯基三氯基硅烷0.2份、抗菌剂0.2份。
其中，所述抗菌剂为质量比为3:2的碳酸锂和磷酸镧的混合物。
该木塑复合材料由如下制备步骤制备而成：
（1）将回收聚丙烯、葵瓜子壳分别经清洗、干燥、破碎、粉碎后的到预处理物料备用；
（2）将50-100目粉煤灰、水泥渣、煅烧高岭土、秸秆粉、四氟乙烯树脂、亚油酸以及步骤（1）中经预处理的回收聚丙烯和葵瓜子壳加入到搅拌机中，搅拌温度80℃，搅拌转速800rpm，搅拌时间20分钟；
（3）待搅拌机的温度降温40℃，依次加入氨基磺酸胍、己二酸二辛酯、二甲基亚砜、乙烯基三氯基硅烷、液体石蜡、马来酸酐接枝聚丙烯和抗菌剂，搅拌转速200rpm，搅拌时间15分钟，得到混合料；
（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机挤出造粒，其螺杆长径比为15:1，挤出机各区的温度分别为160℃，185℃，190℃，200℃，185℃，挤出转速为20rpm，得到所述木塑复合材料。
实施例2
本实施例所述一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯80份、葵瓜子壳30份、50-100目粉煤灰15份、秸秆粉11份、水泥渣12份、煅烧高岭土9份、四氟乙烯树脂16份、亚油酸4份、己二酸二辛酯5份、二甲基亚砜3份、液体石蜡2份、氨基磺酸胍2份、马来酸酐接枝聚丙烯2.3份、乙烯基三氯基硅烷1.6份、抗菌剂1份。
其中，所述抗菌剂为质量比为3:2的碳酸锂和磷酸镧的混合物。
该木塑复合材料由如下制备步骤制备而成：
（1）将回收聚丙烯、葵瓜子壳分别经清洗、干燥、破碎、粉碎后的到预处理物料备用；
（2）将50-100目粉煤灰、水泥渣、煅烧高岭土、秸秆粉、四氟乙烯树脂、亚油酸以及步骤（1）中经预处理的回收聚丙烯和葵瓜子壳加入到搅拌机中，搅拌温度110℃，搅拌转速2000rpm，搅拌时45分钟；
（3）待搅拌机的温度降温60℃，依次加入氨基磺酸胍、己二酸二辛酯、二甲基亚砜、乙烯基三氯基硅烷、液体石蜡、马来酸酐接枝聚丙烯和抗菌剂，搅拌转速500rpm，搅拌时间30分钟，得到混合料；
（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机挤出造粒，其螺杆长径比为50:1，挤出机各区的温度分别为180℃，196℃，202℃，210℃，200℃，挤出转速为80rpm，得到所述木塑复合材料。
实施例3
本实施例所述一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯65份、葵瓜子壳20份、50-100目粉煤灰11份、秸秆粉8份、水泥渣8份、煅烧高岭土6份、四氟乙烯树脂11份、亚油酸2.6份、己二酸二辛酯2.9份、二甲基亚砜2.2份、液体石蜡1.2份、氨基磺酸胍1.1份、马来酸酐接枝聚丙烯1.3份、乙烯基三氯基硅烷0.9份、抗菌剂0.6份。
其中，所述抗菌剂为质量比为3:2的碳酸锂和磷酸镧的混合物。
该木塑复合材料由如下制备步骤制备而成：
（1）将回收聚丙烯、葵瓜子壳分别经清洗、干燥、破碎、粉碎后的到预处理物料备用；
（2）将50-100目粉煤灰、水泥渣、煅烧高岭土、秸秆粉、四氟乙烯树脂、亚油酸以及步骤（1）中经预处理的回收聚丙烯和葵瓜子壳加入到搅拌机中，搅拌温度95℃，搅拌转速1400rpm，搅拌时间32分钟；
（3）待搅拌机的温度降温50℃，依次加入氨基磺酸胍、己二酸二辛酯、二甲基亚砜、乙烯基三氯基硅烷、液体石蜡、马来酸酐接枝聚丙烯和抗菌剂，搅拌转速350rpm，搅拌时间22分钟，得到混合料；
（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机挤出造粒，其螺杆长径比为32:1，挤出机各区的温度分别为170℃，190℃，196℃，205℃，192℃，挤出转速为50rpm，得到所述木塑复合材料。
实施例4
本实施例所述一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯62份、葵瓜子壳21份、50-100目粉煤灰12份、秸秆粉8份、水泥渣8份、煅烧高岭土5份、四氟乙烯树脂9份、亚油酸2.3份、己二酸二辛酯1.7份、二甲基亚砜2.1份、液体石蜡1.1份、氨基磺酸胍1.3份、马来酸酐接枝聚丙烯0.9份、乙烯基三氯基硅烷1.2份、抗菌剂0.6份。
其中，所述抗菌剂为质量比为3:2的碳酸锂和磷酸镧的混合物。
该木塑复合材料由如下制备步骤制备而成：
（1）将回收聚丙烯、葵瓜子壳分别经清洗、干燥、破碎、粉碎后的到预处理物料备用；
（2）将50-100目粉煤灰、水泥渣、煅烧高岭土、秸秆粉、四氟乙烯树脂、亚油酸以及步骤（1）中经预处理的回收聚丙烯和葵瓜子壳加入到搅拌机中，搅拌温度93℃，搅拌转速1400rpm，搅拌时间35分钟；
（3）待搅拌机的温度降温48℃，依次加入氨基磺酸胍、己二酸二辛酯、二甲基亚砜、乙烯基三氯基硅烷、液体石蜡、马来酸酐接枝聚丙烯和抗菌剂，搅拌转速400rpm，搅拌时间20分钟，得到混合料；
（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机挤出造粒，其螺杆长径比为25:1，挤出机各区的温度分别为167℃，188℃，195℃，203℃，192℃，挤出转速为45rpm，得到所述木塑复合材料。
实施例5
本实施例所述一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯57份、葵瓜子壳15份、50-100目粉煤灰10份、秸秆粉7份、水泥渣6份、煅烧高岭土7份、四氟乙烯树脂14份、亚油酸1.8份、己二酸二辛酯3份、二甲基亚砜1.9份、液体石蜡0.8份、氨基磺酸胍0.7份、马来酸酐接枝聚丙烯1.5份、乙烯基三氯基硅烷0.5份、抗菌剂0.5份。
其中，所述抗菌剂为质量比为3:2的碳酸锂和磷酸镧的混合物。
该木塑复合材料由如下制备步骤制备而成：
（1）将回收聚丙烯、葵瓜子壳分别经清洗、干燥、破碎、粉碎后的到预处理物料备用；
（2）将50-100目粉煤灰、水泥渣、煅烧高岭土、秸秆粉、四氟乙烯树脂、亚油酸以及步骤（1）中经预处理的回收聚丙烯和葵瓜子壳加入到搅拌机中，搅拌温度92℃，搅拌转速1500rpm，搅拌时间30分钟；
（3）待搅拌机的温度降温48℃，依次加入氨基磺酸胍、己二酸二辛酯、二甲基亚砜、乙烯基三氯基硅烷、液体石蜡、马来酸酐接枝聚丙烯和抗菌剂，搅拌转速380rpm，搅拌时间24分钟，得到混合料；
（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机挤出造粒，其螺杆长径比为30:1，挤出机各区的温度分别为172℃，190℃，198℃，204℃，195℃，挤出转速为50rpm，得到所述木塑复合材料。
对比例1
本对比例与实施例1区别之处仅在于：不包含葵瓜子壳及其相关步骤，以及水泥渣。
对比例2
本对比例与实施例1区别之处仅在于：不包含氨基磺酸胍和50-100目粉煤灰。
性能测试
对本发明实施例1-5和对比例1、2所得聚丙烯基木塑复合材料进行性能测试，结果如下表：
由上表可知，本发明的聚丙烯基木塑复合材料（实施例1至5）的耐冲击强度达15.7-18.1 kJ/m2，拉伸强度达54-67MPa，阻燃等级达到UL-94 V0级，综合性能良好，可在包装材料、环保用品、建筑材料以及装饰材料等领域具有较佳的应用前景。
通过实施例1与对比例1、2可知，本发明的葵瓜子壳、水泥渣、氨基磺酸胍和50-100目粉煤灰均对制备的木塑复合材料的各项性能发挥一定作用。

Claims (7)

1. 一种利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯50-80份、葵瓜子壳10-30份、50-100目粉煤灰8-15份、秸秆粉5-11份、水泥渣4-12份、煅烧高岭土4-9份、四氟乙烯树脂6-16份、亚油酸1.2-4份、己二酸二辛酯0.8-5份、二甲基亚砜1.5-3份、液体石蜡0.5-2份、氨基磺酸胍0.2-2份、马来酸酐接枝聚丙烯0.4-2.3份、乙烯基三氯基硅烷0.2-1.6份、抗菌剂0.2-1份。
2. 根据权利要求1所述的利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯57-80份、葵瓜子壳15-30份、50-100目粉煤灰10-15份、秸秆粉7-11份、水泥渣6-12份、煅烧高岭土4-7份、四氟乙烯树脂6-14份、亚油酸1.8-4份、己二酸二辛酯0.8-3份、二甲基亚砜1.9-3份、液体石蜡0.8-2份、氨基磺酸胍0.7-2份、马来酸酐接枝聚丙烯0.4-1.5份、乙烯基三氯基硅烷0.5-1.6份、抗菌剂0.5-1份。
3. 根据权利要求1所述的利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：回收聚丙烯62份、葵瓜子壳21份、50-100目粉煤灰12份、秸秆粉8份、水泥渣8份、煅烧高岭土5份、四氟乙烯树脂9份、亚油酸2.3份、己二酸二辛酯1.7份、二甲基亚砜2.1份、液体石蜡1.1份、氨基磺酸胍1.3份、马来酸酐接枝聚丙烯0.9份、乙烯基三氯基硅烷1.2份、抗菌剂0.6份。
4. 根据权利要求1所述的利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，其特征在于，所述抗菌剂为质量比为3:2的碳酸锂和磷酸镧的混合物。
5. 根据权利要求1所述的利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，其特征在于，该木塑复合材料由如下制备步骤制备而成：
（1）将回收聚丙烯、葵瓜子壳分别经清洗、干燥、破碎、粉碎后的到预处理物料备用；
（2）将50-100目粉煤灰、水泥渣、煅烧高岭土、秸秆粉、四氟乙烯树脂、亚油酸以及步骤（1）中经预处理的回收聚丙烯和葵瓜子壳加入到搅拌机中，搅拌温度80-110℃，搅拌转速800-2000rpm，搅拌时间20-45分钟；
（3）待搅拌机的温度降温40-60℃，依次加入氨基磺酸胍、己二酸二辛酯、二甲基亚砜、乙烯基三氯基硅烷、液体石蜡、马来酸酐接枝聚丙烯和抗菌剂，搅拌转速200-500rpm，搅拌时间15-30分钟，得到混合料；
（4）将上述混合料加入双螺杆挤出机挤出造粒，其螺杆长径比为15:1-50:1，挤出机各区的温度分别为160-180℃，185-196℃，190-202℃，200-210℃，185-200℃，挤出转速为20-80rpm，得到所述木塑复合材料。
6. 根据权利要求5所述的利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，其特征在于，所述步骤（2）中搅拌温度93℃，搅拌转速1400rpm，搅拌时间35分钟。
7. 根据权利要求5所述的利用葵瓜子壳-粉煤灰制备的聚丙烯基木塑复合材料，其特征在于，所述步骤（4）中双螺杆挤出机中螺杆长径比为25:1，挤出机各区的温度分别为167℃，188℃，195℃，203℃，192℃，挤出转速为45rpm。
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