CN106117870A - 一种利用秸秆制备的pvc复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用秸秆制备的PVC复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明一种用秸秆制备的PVC复合材料强度高、不吸水、不易受腐蚀、持久耐用；将秸秆碳化处理后再利用，使得PVC复合材料中的秸秆粉不吸水、不被微生物腐蚀，材料强度高；本发明更为合理、高效的利用秸秆，减少环境污染的同时制得了性能优异的环保复合材料。

Description

一种利用秸秆制备的PVC复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体的说，尤其涉及一种利用秸秆制备的PVC复合材料及其制备方法。
背景技术
我国是一个农业大国，全国种植水稻、玉米、甜高粱的面积达几亿亩。这样，每年就可产生几亿吨的秸秆。近年来，随着农村生活能源结构的变化与集约化生产的发展，秸秆逐步从传统的农业原料演变成一种无用的负担物，大部分成为种植户田间地头的焚烧物。秸秆焚烧会产生大量的二氧化碳，成为严重的空气污染源。
现有技术中，有将秸秆粉碎添加在塑料中生产木塑制品，然而由于秸秆的吸水性能好，使得制得的复合材料易吸水，影响了制品的正常使用，不仅如此，秸秆易吸引真菌、细菌，由秸秆制得的复合材料在使用一段时间后易被细菌、真菌等微生物腐蚀，导致材料本身的强度大大降低，因此，目前还没有一种能够合理、高效利用秸秆制备复合材料的方法，利用秸秆制备的材料性能也不够优异。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种利用秸秆制备的PVC复合材料及其制备方法，提供了将秸秆碳化后再加入塑料材质中制备的PVC复合材料及其制备方法，制得的PVC复合材料强度高，不吸水，不受微生物腐蚀，耐用。
本发明是通过以下技术方案实施的：
一种利用秸秆制备的PVC复合材料，所述PVC复合材料包括PVC树脂粉、环保稳定剂、滑剂、环保增塑剂、加工助剂、增强剂、碳酸钙、钛白粉、发泡剂、碳化秸秆粉，相对于100重量份的所述PVC树脂粉，所述环保稳定剂为1-4重量份，所述滑剂为0-3重量份，所述环保增塑剂为1-10重量份，所述加工助剂为0-4重量份，所述增强剂为0-10重量份，所述碳酸钙为5-30重量份，所述钛白粉为1-5重量份，所述发泡剂为0-2重量份，所述碳化秸秆粉为10-50重量份。
所述环保稳定剂为稀土稳定剂、钙锌稳定剂、钡锌稳定剂、甲基锡稳定剂、辛基锡稳定剂中的一种或多种。
所述滑剂为脂肪族二羧酸酯、硬脂酸、硬脂酸钙的一种或多种。
所述环保增塑剂为对苯二甲酸二辛酯、合成植物酯、环氧类增塑剂中的一种或多种。
所述加工助剂为甲基丙烯酸甲酯(MMA)或丙烯酸酯共聚物。
所述增强剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。
所述发泡剂为丙烯酸共聚物。
一种利用秸秆制备的PVC复合材料的制备方法，包括如下步骤：
a、将秸秆粉碎并碳化制得碳化秸秆粉备用；
b、称量:按照上述配方称取相应的各组分物质；
c、高速混合：称量后将原料在高速搅拌机中混合均匀，转速控制在1000-3000r/min，首先将树脂粉加入到高速搅拌机中进行搅拌，当物料温度上升至45-50℃时加入原料中的液体组分，继续进行高速搅拌，当物料温度上升至75-85℃时加入原料中固体组分，继续进行高速搅拌直至物料的温度上升至100-120℃；
d、低速混合：将经过高速混合后的混合原料在低速搅拌下进行冷却降温至40-70℃，转速控制在100-500r/min；
e、塑化：降温后的混合料采用挤出机进行塑化，挤出机温度设定为120-180℃；
f、成型：塑化后的物料通过模具冷却成型，冷却温度为30-60℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种用秸秆制备的PVC复合材料强度高、不吸水、不易受腐蚀、持久耐用；将秸秆碳化处理后再利用，使得PVC复合材料中的秸秆粉不吸水、不被微生物腐蚀，材料强度高；本发明更为合理、高效的利用秸秆，减少环境污染的同时制得了性能优异的环保复合材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明最进一步的详细说明：
一种利用秸秆制备的PVC复合材料，所述PVC复合材料包括PVC树脂粉、环保稳定剂、滑剂、环保增塑剂、加工助剂、增强剂、碳酸钙、钛白粉、发泡剂、碳化秸秆粉，相对于100重量份的所述PVC树脂粉，所述环保稳定剂为1-4重量份，所述滑剂为0-3重量份，所述环保增塑剂为1-10重量份，所述加工助剂为0-4重量份，所述增强剂为0-10重量份，所述碳酸钙为5-30重量份，所述钛白粉为1-5重量份，所述发泡剂为0-2重量份，所述碳化秸秆粉为10-50重量份。
所述环保稳定剂为稀土稳定剂、钙锌稳定剂、钡锌稳定剂、甲基锡稳定剂、辛基锡稳定剂中的一种或多种。
所述滑剂为脂肪族二羧酸酯、硬脂酸、硬脂酸钙的一种或多种。
所述环保增塑剂为对苯二甲酸二辛酯、合成植物酯、环氧类增塑剂中的一种或多种。
所述加工助剂为甲基丙烯酸甲酯(MMA)或丙烯酸酯共聚物。
所述增强剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。
所述发泡剂为丙烯酸共聚物。
一种利用秸秆制备的PVC复合材料的制备方法，包括如下步骤：
a、将秸秆粉碎并碳化制得碳化秸秆粉备用；
b、称量:按照上述配方称取相应的各组分物质；
c、高速混合：称量后将原料在高速搅拌机中混合均匀，转速控制在1000-3000r/min，首先将树脂粉加入到高速搅拌机中进行搅拌，当物料温度上升至45-50℃时加入原料中的液体组分，继续进行高速搅拌，当物料温度上升至75-85℃时加入原料中固体组分，继续进行高速搅拌直至物料的温度上升至100-120℃；
d、低速混合：将经过高速混合后的混合原料在低速搅拌下进行冷却降温至40-70℃，转速控制在100-500r/min；
e、塑化：降温后的混合料采用挤出机进行塑化，挤出机温度设定为120-180℃；
f、成型：塑化后的物料通过模具冷却成型，冷却温度为30-60℃。
实施例1：
将秸秆粉碎碳化后制成碳化秸秆粉备用，将100gPVC树脂粉在高速搅拌机中进行搅拌，转速控制2000-3000r/min，当物料温度上升至50℃时，将3g对苯二甲酸二辛酯、2g甲基丙烯酸甲酯加入高速搅拌机中进行搅拌，当物料温度上升至80℃时，将1g稀土稳定剂、2g脂肪族二羧酸酯、3g甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物、15g碳酸钙、1g钛白粉、1g丙烯酸共聚物及10g碳化秸秆粉加入高速搅拌机中继续进行搅拌直至物料的温度上升至120℃，上述物料在搅拌机中均依靠原料间的摩擦将温度上升；在高速搅拌机中进行充分混合后的物料在低速搅拌下进行冷却降温至60℃，搅拌速度为100-500r/min，降温后的混合料采用挤出机在180℃下进行塑化，塑化后的物料通过模具冷却至40℃定型，最终得到利用秸秆制备的PVC复合材料。
实施例2：
将100gPVC树脂粉在高速搅拌机中进行搅拌，转速控制1000-3000r/min，当物料温度上升至50℃时，将5g合成植物酯、3g甲基丙烯酸甲酯加入高速搅拌机中进行搅拌，当物料温度上升至80℃时，将3g钙锌稳定剂、3g硬脂酸、6g甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物、25g碳酸钙、3g钛白粉、1g丙烯酸共聚物及25g碳化秸秆粉加入高速搅拌机中继续进行搅拌直至物料的温度上升至110℃，上述物料在搅拌机中均依靠原料间的摩擦将温度上升；在高速搅拌机中进行充分混合后的物料在低速搅拌下进行冷却降温至50℃，搅拌速度为100-500r/min，降温后的混合料采用挤出机在160℃下进行塑化，塑化后的物料通过模具冷却至50℃定型，最终得到利用秸秆制备的PVC复合材料。
实施例3：
将100gPVC树脂粉在高速搅拌机中进行搅拌，转速控制1000-3000r/min，当物料温度上升至50℃时，将9g环氧类增塑剂、4g丙烯酸酯共聚物加入高速搅拌机中进行搅拌，当物料温度上升至80℃时，将4g辛基锡稳定剂、3g硬脂酸钙、9g甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物、30g碳酸钙、5g钛白粉、2g丙烯酸共聚物及40g碳化秸秆粉加入高速搅拌机中继续进行搅拌直至物料的温度上升至120℃，上述物料在搅拌机中均依靠原料间的摩擦将温度上升；在高速搅拌机中进行充分混合后的物料在低速搅拌下进行冷却降温至60℃，搅拌速度为100-500r/min，降温后的混合料采用挤出机在180℃下进行塑化，塑化后的物料通过模具冷却至50℃定型，最终得到利用秸秆制备的PVC复合材料。
以上实施例得到的PVC复合材料相对于未碳化秸秆制得的复合材料，其强度提升了10-30％，采用碳化秸秆制得的复合材料，不会遭受微生物的腐蚀，防水性能也很优异。
本发明一种用秸秆制备的PVC复合材料强度高、不吸水、不易受腐蚀、持久耐用；将秸秆碳化处理后再利用，使得PVC复合材料中的秸秆粉不吸水、不被微生物腐蚀，材料强度高；本发明更为合理、高效的利用秸秆，减少环境污染的同时制得了性能优异的环保复合材料。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种利用秸秆制备的PVC复合材料，其特征在于:所述PVC复合材料包括PVC树脂粉、环保稳定剂、滑剂、环保增塑剂、加工助剂、增强剂、碳酸钙、钛白粉、发泡剂、碳化秸秆粉，相对于100重量份的所述PVC树脂粉，所述环保稳定剂为1-4重量份，所述滑剂为0-3重量份，所述环保增塑剂为1-10重量份，所述加工助剂为0-4重量份，所述增强剂为0-10重量份，所述碳酸钙为5-30重量份，所述钛白粉为1-5重量份，所述发泡剂为0-2重量份，所述碳化秸秆粉为10-50重量份。
2.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备的PVC复合材料，其特征在于：所述环保稳定剂为稀土稳定剂、钙锌稳定剂、钡锌稳定剂、甲基锡稳定剂、辛基锡稳定剂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备的PVC复合材料，其特征在于：所述滑剂为脂肪族二羧酸酯、硬脂酸、硬脂酸钙的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备的PVC复合材料，其特征在于：所述环保增塑剂为对苯二甲酸二辛酯、合成植物酯、环氧类增塑剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备的PVC复合材料，其特征在于：所述加工助剂为甲基丙烯酸甲酯(MMA)或丙烯酸酯共聚物。
6.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备的PVC复合材料，其特征在于：所述增强剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。
7.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备的PVC复合材料，其特征在于：所述发泡剂为丙烯酸共聚物。
8.一种利用秸秆制备的PVC复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、将秸秆粉碎并碳化制得碳化秸秆粉备用；
b、称量:按照上述配方称取相应的各组分物质；
c、高速混合：称量后将原料在高速搅拌机中混合均匀，转速控制在1000-3000r/min，首先将树脂粉加入到高速搅拌机中进行搅拌，当物料温度上升至45-50℃时加入原料中的液体组分，继续进行高速搅拌，当物料温度上升至75-85℃时加入原料中固体组分，继续进行高速搅拌直至物料的温度上升至100-120℃；
d、低速混合：将经过高速混合后的混合原料在低速搅拌下进行冷却降温至40-70℃，转速控制在100-500r/min；
e、塑化：降温后的混合料采用挤出机进行塑化，挤出机温度设定为120-180℃；
f、成型：塑化后的物料通过模具冷却成型，冷却温度为30-60℃。
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