CN105949678A - 造纸污泥/pvc木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
造纸污泥/PVC木塑复合材料及其制备方法，其特征是复合材料按重量份由如下组分构成，造纸污泥30‑60份，PVC塑料30‑70份，偶联剂3‑8份，石蜡2‑4份。制备方法为，先将造纸产生的污泥晾晒干，用电磨机磨成颗粒，经过筛分处理后得到60目颗粒，然后将干燥后的造纸污泥放入高速混合搅拌机，喷入偶联剂溶液，制得偶联剂改性后的造纸污泥；再将污泥、PVC塑料、石蜡混合均匀，在磨具中铺装成板坯、经硫化机压制后得到造纸污泥/PVC木塑复合板材。本发明木塑复合材料具有较好的防水性和阻燃性以及较强的力学性能，优于市售的同规格的刨花板，且工艺简单，生产成本较低，可广泛应用于建筑业，具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明是造纸污泥/PVC木塑复合材料及其制备方法，涉及木塑复合材料及其制造领域。
背景技术
木塑板是一种新型环保的复合材料产品，近年来得到了快速的发展，木材，农作物秸秆，竹材等为主要原材料，但是中国森林资源有限，所以需要寻求新材料新能源来代替木粉来制造木塑复合材料，不仅为能节约森林资源，也能为木塑复合材料的制备提供新材料。
随着造纸产业的发展和污染防治设施的建设,造纸废水经治理设施处理后产生的淤泥成为新的污染源,这些淤泥除了部分得到综合利用外,其余均为卫生填埋处理,每年需填埋大量土地,既浪费土地资源,还会产生二次污染。
造纸淤泥主要由水、纤维和填料组成,而且其中纤维与填料的质量比在1:0.5-1.5之间,所述的填料的主要成分为存在于原纸张中的方解石、滑石和高岭土等因此造纸淤泥可以作为木纤维的替代品,其中的滑石、高岭土等矿物质可以作为木塑填料,并且利用造纸淤泥制备木塑复合材料有助于解决环境污染问题,降低生产的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种造纸污泥/PVC木塑复合材料及其制备方法，该方法是采用热压成型的方法利用造纸淤泥，PVC塑料制备木塑复合材料。
本发明解决技术问题采用如下方案：
一种造纸污泥/PVC木塑复合材料制备方法，其特点是按重量份由如下组分构成，造纸污泥30-60份，PVC塑料30-70份，偶联剂3-8份，石蜡2-4份；
进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
进一步，所述造纸污泥经晾晒后，用电磨机磨成细小颗粒，过60筛，在105℃下烘干，含水率控制在3％以下。
所述PVC塑料为工业废弃塑料。
一种造纸污泥/PVC木塑复合材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
1)将造纸产生的污泥晾晒干，用电磨机磨成颗粒，经过筛分处理后得到60目颗粒，然后在烘箱105℃温度条件下，使竹纤维的平均含水率保持在3％以下；
2)将KH560硅烷偶联剂和乙醇按照体积比1∶5配成溶液，将干燥后的造纸污泥放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将造纸污泥充分均匀浸润后取出，105℃干燥，制得偶联剂改性后的造纸污泥。
3)取改性后的造纸污泥、PVC塑料、石蜡，在高速混合机中以1000r/min的转速混合10min混合均匀，再将混合物在磨具中铺装成板坯；
4)将板坯放入平板硫化机中，压机对造纸污泥/PVC木塑复合板施加的压力为5-6MPa，热压温度范围为180-190℃，热压时间为8-10min；
5)将加压固化好的造纸污泥/PVC木塑复合板放入烘箱后，在40℃的温度条件下，干燥24小时；
6)将干燥好的造纸污泥/PVC木塑复合板取出后把复合板材放入温度和相对湿度分别为25±2℃、40-70％环境下陈放2周。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明采用造纸加工产生的污泥和工业生产废弃PVC塑料制备木塑材料，不仅节省巨大成本，而且是消除污染、净化环境、变废为宝的重大举措，为发展各地经济及节约大量木材，并且对可持续发展战略的实施具有重要意义。
采用本发明方法制备的板材具有较好的防水性和阻燃性以及较强的力学性能，优于市售的同规格的刨花板，且工艺简单，生产成本较低，可广泛应用于建筑业，具有良好的市场前景。
以下通过具体实施方式对本发明技术方案做进一步说明。
具体实施方式
实施例1
一种造纸污泥/PVC木塑复合材料，其特点是按重量份由如下组分构成，造纸污泥30-60份，PVC塑料30-70份，石蜡2-4份，偶联剂0.5-5份；
进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
进一步，所述造纸污泥经晾晒后，用自制电磨机磨成细小颗粒，过60筛，在105℃下烘干，含水率控制在3％以下。
所述造纸污泥，干污泥含水率为14.37％，纤维的质量分数为21.66％，PH值为8.05，灰分的质量分数为48.6％。
所述PVC塑料为工业废弃塑料。
实施例2 一种造纸污泥/PVC木塑复合材料制备方法
步骤1：将晾干后的造纸污泥放入磨粉机中磨成颗粒，经过筛分处理后得到60目颗粒，然后在烘箱105℃温度条件下，干燥处理，使竹纤维的平均含水率保持在3％；
步骤2：硅烷偶联剂改性处理：将KH560硅烷偶联剂和乙醇按照体积比1∶5配成溶液，按照偶联剂：造纸污泥为1:50的比例，将干燥后的造纸污泥放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将造纸污泥充分均匀浸润后取出，105℃干燥，制得偶联剂改性后的造纸污泥。
步骤3：按重量份称量步骤2改性的造纸污泥30份、PVC塑料66份、石蜡4份，将造纸污泥，PVC塑料,石蜡等放入高速混合机里混合，以1000r/min的转速混合10min混合均匀，再将混合物在磨具中铺装成250mm×250mm×4mm板坯；
步骤4：将板坯放入平板硫化机中，压力为5MPa，热压温度180℃，热压时间为10min；得到：250mm×250mm×4mm造纸污泥/PVC木塑复合板材；
步骤5：将造纸污泥/PVC木塑复合板材放入温度放入烘箱后，在40℃的温度条件下，干燥24小时；
步骤6：将干燥好的造纸污泥/PVC木塑复合板材放入温度和相对湿度分别为25℃、70％环境下陈放2个星期，取出后裁边，得到造纸污泥/PVC木塑复合板。
参照标准：
GB/T9341—2000《塑料弯曲性能试验方法》对造纸污泥/PVC木塑复合板材的弯曲强度进行测试；
GB/T1040—92《塑料拉伸性能试验方法》对造纸污泥/PVC木塑复合板材的拉伸强度进行测试；
进行测试，测试造纸污泥/PVC木塑复合板材的力学性能。结果如下：
弯曲强度为36.24MPa，拉伸强度为28.36MPa。
实施例3 一种造纸污泥/PVC木塑复合材料制备方法
本实施方法与实施例2不同点在于：步骤3按重量份称量步骤2改性的造纸污泥40份、PVC塑料56份、石蜡4份，将造纸污泥，PVC塑料,石蜡等放入高速混合机里混合，以1000r/min的转速混合10min混合均匀，再将混合物在磨具中铺装成250mm×250mm×4mm板坯；
本实例测得造纸污泥/PVC木塑复合板材的弯曲强度为29.77MPa，拉伸强度为 24.35MPa。
实施例4 一种造纸污泥/PVC木塑复合材料制备方法
本实施方法与实施例2不同点在于：步骤3按重量份称量步骤2改性的造纸污泥50份、PVC塑料46份、石蜡4份，将造纸污泥，PVC塑料,石蜡等放入高速混合机里混合，以1000r/min的转速混合10min混合均匀，再将混合物在磨具中铺装成250mm×250mm×4mm板坯；
本实例测得造纸污泥/PVC木塑复合板材的弯曲强度为20.56MPa，拉伸强度为18.78MPa。
实施例5 一种造纸污泥/PVC木塑复合材料制备方法
本实施方法与实施例2不同点在于：步骤2：硅烷偶联剂改性处理：将KH560硅烷偶联剂和乙醇按照体积比1∶5配成溶液，按照偶联剂：造纸污泥为1:100的比例，将干燥后的造纸污泥放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将造纸污泥充分均匀浸润后取出，105℃干燥，制得偶联剂改性后的造纸污泥。
本实例测得造纸污泥/PVC木塑复合板材的弯曲强度为33.06MPa，拉伸强度为31.76MPa。
实施例6 一种造纸污泥/PVC木塑复合材料制备方法
本实施方法与实施例2不同点在于：步骤2：硅烷偶联剂改性处理：将KH560硅烷偶联剂和乙醇按照体积比1∶5配成溶液，按照偶联剂：造纸污泥为3:100的比例，将干燥后的造纸污泥放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将造纸污泥充分均匀浸润后取出，105℃干燥，制得偶联剂改性后的造纸污泥。
本实例测得造纸污泥/PVC木塑复合板材的弯曲强度为33.24MPa，拉伸强度为29.93MPa。
以上实施例中，若无特别说明，其组分均为工业或农业生产废弃物或市购现有产品。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.造纸污泥/PVC木塑复合材料，其特征是按重量份由如下组分构成，造纸污泥30-60份，PVC塑料30-70份，偶联剂3-8份，石蜡2-4份。
2.根据权利要求1所述的造纸污泥/PVC木塑复合材料，其特征是，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
3.根据权利要求1所述的造纸污泥/PVC木塑复合材料，其特征是，所述造纸污泥经晾晒后，用电磨机磨成细小颗粒，过60筛，在105℃下烘干，含水率控制在3％以下。
4.造纸污泥/PVC木塑复合材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
1)将造纸产生的污泥晾晒干，用电磨机磨成颗粒，经过筛分处理后得到60目颗粒，然后在烘箱105℃温度条件下，使污泥的平均含水率保持在3％以下；
2)将KH560硅烷偶联剂和乙醇按照体积比1∶5配成溶液，将干燥后的造纸污泥放入高速混合搅拌机，一边搅拌一边喷入偶联剂溶液，至偶联剂溶液将造纸污泥充分均匀浸润后取出，105℃干燥，制得偶联剂改性后的造纸污泥。
3)取改性后的造纸污泥、PVC塑料、石蜡，在高速混合机中以1000r/min的转速混合10min混合均匀，再将混合物在磨具中铺装成板坯；
4)将板坯放入平板硫化机中，压机对造纸污泥/PVC木塑复合板施加的压力为5-6MPa，热压温度范围为180-190℃，热压时间为8-10min；
5)将加压固化好的造纸污泥/PVC木塑复合板放入烘箱后，在40℃的温度条件下，干燥24小时；
6)将干燥好的造纸污泥/PVC木塑复合板取出后把复合板材放入温度和相对湿度分别为25±2℃、40-70％环境下陈放2周。
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