CN107674438A - 一种利用回收料制备得到木塑包装材料及其方法 - Google Patents

一种利用回收料制备得到木塑包装材料及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用回收料制备得到木塑包装材料的方法，将回收的PE料和PP料粉碎至粉末状，加入乙二醇单甲醚和二丁酯，在温度35‑40℃下浸渍30‑40min后过滤除去液体；加入苯甲酸酐和甲基硅烷偶联剂在温度180‑200℃熔融共混、造粒并冷却待用；将废弃木质纤维加入带温度的搅拌器中，设置温度为50‑70℃，同时在30‑40min内向其中加入硅酸四乙酯、对甲氧基乙酰苯胺和1,3‑二甲基咪唑啉酮，加入完毕后升温至90‑110℃，继续反应1‑2h；并加入碳酸钙粉、滑石粉、甲基丙烯酸甲酯和2,2‑二甲基丙醇，在温度80‑100℃搅拌反应20‑30min后经挤出造粒、挤出成型即可得到所述利用回收料制备得到木塑包装材料。

Description

一种利用回收料制备得到木塑包装材料及其方法
技术领域
本发明属于木塑包装材料领域，特别涉及一种利用回收料制备得到木塑包装材料及其方法。
背景技术
近年来经济的快速发展带给人们物质生活的极大满足，社会不断进步，人民生活质量不断提高，然而，我们赖以生存的社会资源却愈发紧缺。与此同时，我国的农田及生产过程产生的废弃物如废旧塑料、木屑、秸秆等却大量堆积。因此，如何对其进行合理有效的开发利用，对我国能源共计是非常有影响的，此举也是响应我国建设资源节约型和环境友好型社会的号召。
木塑材料是一种用木粉、木纤维或其它植物纤维填充热塑性聚合物复合材料，兼有木材和塑料的优点。木塑材料从上世纪90年代末由国外引入，经过十数年的发展，国内已有近千家木塑企业，木塑的种类也多样化，包括PVC发泡木塑、ABS发泡木塑、PS发泡木塑、PE木塑、PP木塑和混合塑料木塑等。从产量和企业数量上看，生产PVC发泡木塑和PE木塑的居多，而生产PP木塑的企业极为少见。PP木塑的外观与PE木塑的外观相似，但强度要比PE木塑高许多。市面上有不少生产PE木塑的企业都尝试过研发挤出生产PP木塑的技术，但大多因为技术不成熟而无法继续。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种利用回收料制备得到木塑包装材料的方法，以回收的PP/PE混合料和废弃木质纤维作为木塑主体，得到综合性能优良的木塑包装材料。
一种利用回收料制备得到木塑包装材料的方法，包含如下步骤：
(1)将30-40份回收的PE料和15-25份PP料粉碎至粉末状，加入20-25份乙二醇单甲醚和15-20份二丁酯，在温度35-40℃下浸渍30-40min后过滤除去液体；
(2)在步骤(1)中加入10-12份苯甲酸酐和8-12份甲基硅烷偶联剂在温度180-200℃熔融共混、造粒并冷却待用；
(3)将60-70份废弃木质纤维加入带温度的搅拌器中，设置温度为50-70℃，同时在30-40min内向其中加入10-15份硅酸四乙酯、8-10份对甲氧基乙酰苯胺和5-10份1,3-二甲基咪唑啉酮，加入完毕后升温至90-110℃，继续反应1-2h；
(4)将步骤(2)所得产物和步骤(3)所得产物混合，并加入2-4份碳酸钙粉、2-5份滑石粉、10-14份甲基丙烯酸甲酯和12-20份2,2-二甲基丙醇，在温度80-100℃搅拌反应20-30min后经挤出造粒、挤出成型即可得到所述利用回收料制备得到木塑包装材料。
进一步的，步骤(1)中所述PE料35份、PP料20份、乙二醇单甲醚22份和二丁酯18份；在温度38℃下浸渍35min。
进一步的，步骤(2)中所述苯甲酸酐11份、甲基硅烷偶联剂9份，在温度190℃熔融共混。
进一步的，步骤(3)所述废弃木质纤维68份，温度为65℃，35min向其中加入12份硅酸四乙酯、9份对甲氧基乙酰苯胺和7份1,3-二甲基咪唑啉酮，加入完毕后升温至105℃，继续反应1.5h。
进一步的，所述废弃木质纤维包括废弃树木、废弃木制家具。
进一步的，步骤(4)中在挤出造粒时，超锥形双螺杆造粒机的螺杆温度为140-160℃，机身温度为一区165-170℃、二区162-170℃、三区160-165℃、四区165-175℃、五区180-185℃，机头温度为190-195℃，螺杆转速为20-25r/min，加料机转速为45-50r/min。
上述任意一条所述制备得到的木塑包装材料。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述利用回收料制备得到木塑包装材料的方法，主要对回收的塑料和木质材料分别改性，即一方面对回收的PE料和PP料进行前处理并采用苯甲酸酐和甲基硅烷偶联剂改性，另一方面对废弃的木质纤维通过加入硅酸四乙酯、对甲氧基乙酰苯胺和1,3-二甲基咪唑啉酮改性；随后在碳酸钙粉、滑石粉、甲基丙烯酸甲酯和2,2-二甲基丙醇的作用下将两者结合反应，通过使木塑材料物纤维在高分子树脂中充分分散，加强木/塑界面相互作用，结合强度高，综合性能好，能够满足使用需求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
(1)将30份回收的PE料和25份PP料粉碎至粉末状，加入25份乙二醇单甲醚和15份二丁酯，在温度35℃下浸渍40min后过滤除去液体；
(2)在步骤(1)中加入10份苯甲酸酐和8份甲基硅烷偶联剂在温度180℃熔融共混、造粒并冷却待用；
(3)将60份废弃树木粉碎后加入带温度的搅拌器中，设置温度为50℃，同时在30min内向其中加入10份硅酸四乙酯、8份对甲氧基乙酰苯胺和5份1,3-二甲基咪唑啉酮，加入完毕后升温至90℃，继续反应1h；
(4)将步骤(2)所得产物和步骤(3)所得产物混合，并加入2份碳酸钙粉、2份滑石粉、14份甲基丙烯酸甲酯和12份2,2-二甲基丙醇，在温度80℃搅拌反应30min后经挤出造粒、挤出成型即可得到所述利用回收料制备得到木塑包装材料；挤出造粒时，超锥形双螺杆造粒机的螺杆温度为140℃，机身温度为一区170℃、二区170℃、三区160℃、四区175℃、五区180℃，机头温度为190℃，螺杆转速为20r/min，加料机转速为45r/min。
实施例2
(1)将40份回收的PE料和15份PP料粉碎至粉末状，加入20份乙二醇单甲醚和20份二丁酯，在温度40℃下浸渍30min后过滤除去液体；
(2)在步骤(1)中加入12份苯甲酸酐和12份甲基硅烷偶联剂在温度200℃熔融共混、造粒并冷却待用；
(3)将70份废弃木制家具粉碎后加入带温度的搅拌器中，设置温度为70℃，同时在40min内向其中加入15份硅酸四乙酯、10份对甲氧基乙酰苯胺和10份1,3-二甲基咪唑啉酮，加入完毕后升温至110℃，继续反应2h；
(4)将步骤(2)所得产物和步骤(3)所得产物混合，并加入4份碳酸钙粉、5份滑石粉、10份甲基丙烯酸甲酯和20份2,2-二甲基丙醇，在温度100℃搅拌反应20min后经挤出造粒、挤出成型即可得到所述利用回收料制备得到木塑包装材料；挤出造粒时，超锥形双螺杆造粒机的螺杆温度为160℃，机身温度为一区165℃、二区162℃、三区165℃、四区165℃、五区185℃，机头温度为195℃，螺杆转速为25r/min，加料机转速为50r/min。
实施例3
(1)将32份回收的PE料和18份PP料粉碎至粉末状，加入22份乙二醇单甲醚和17份二丁酯，在温度38℃下浸渍35min后过滤除去液体；
(2)在步骤(1)中加入10份苯甲酸酐和9份甲基硅烷偶联剂在温度185℃熔融共混、造粒并冷却待用；
(3)将63份废弃树木粉碎后加入带温度的搅拌器中，设置温度为55℃，同时在34min内向其中加入12份硅酸四乙酯、10份对甲氧基乙酰苯胺和7份1,3-二甲基咪唑啉酮，加入完毕后升温至100℃，继续反应1h；
(4)将步骤(2)所得产物和步骤(3)所得产物混合，并加入2份碳酸钙粉、5份滑石粉、10份甲基丙烯酸甲酯和15份2,2-二甲基丙醇，在温度85℃搅拌反应22min后经挤出造粒、挤出成型即可得到所述利用回收料制备得到木塑包装材料；挤出造粒时，超锥形双螺杆造粒机的螺杆温度为145℃，机身温度为一区168℃、二区165℃、三区162℃、四区168℃、五区180℃，机头温度为190℃，螺杆转速为20r/min，加料机转速为45r/min。
实施例4
(1)将36份回收的PE料和22份PP料粉碎至粉末状，加入25份乙二醇单甲醚和19份二丁酯，在温度35℃下浸渍32min后过滤除去液体；
(2)在步骤(1)中加入12份苯甲酸酐和11份甲基硅烷偶联剂在温度190℃熔融共混、造粒并冷却待用；
(3)将68份废弃木制家具粉碎后加入带温度的搅拌器中，设置温度为65℃，同时在38min内向其中加入15份硅酸四乙酯、8份对甲氧基乙酰苯胺和5份1,3-二甲基咪唑啉酮，加入完毕后升温至95℃，继续反应2h；
(4)将步骤(2)所得产物和步骤(3)所得产物混合，并加入4份碳酸钙粉、2份滑石粉、13份甲基丙烯酸甲酯和18份2,2-二甲基丙醇，在温度95℃搅拌反应28min后经挤出造粒、挤出成型即可得到所述利用回收料制备得到木塑包装材料；挤出造粒时，超锥形双螺杆造粒机的螺杆温度为155℃，机身温度为一区165℃、二区162℃、三区165℃、四区172℃、五区183℃，机头温度为194℃，螺杆转速为25min，加料机转速为48r/min。
实施例5
(1)将35份回收的PE料和20份PP料粉碎至粉末状，加入22份乙二醇单甲醚和18份二丁酯，在温度38℃下浸渍35min后过滤除去液体；
(2)在步骤(1)中加入11份苯甲酸酐和9份甲基硅烷偶联剂在温度190℃熔融共混、造粒并冷却待用；
(3)将68份废弃树木粉碎后加入带温度的搅拌器中，设置温度为65℃，同时在35min内向其中加入12份硅酸四乙酯、9份对甲氧基乙酰苯胺和7份1,3-二甲基咪唑啉酮，加入完毕后升温至105℃，继续反应1.5h；
(4)将步骤(2)所得产物和步骤(3)所得产物混合，并加入3份碳酸钙粉、4份滑石粉、12份甲基丙烯酸甲酯和16份2,2-二甲基丙醇，在温度95℃搅拌反应25min后经挤出造粒、挤出成型即可得到所述利用回收料制备得到木塑包装材料；挤出造粒时，超锥形双螺杆造粒机的螺杆温度为150℃，机身温度为一区168℃、二区165℃、三区163℃、四区172℃、五区184℃，机头温度为192℃，螺杆转速为22r/min，加料机转速为48r/min。
对上述各个实施例木塑包装材料进行性能测试，详细结果见下表：
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用回收料制备得到木塑包装材料的方法，其特征在于，包含如下步骤：
(1)将30-40份回收的PE料和15-25份PP料粉碎至粉末状，加入20-25份乙二醇单甲醚和15-20份二丁酯，在温度35-40℃下浸渍30-40min后过滤除去液体；
(2)在步骤(1)中加入10-12份苯甲酸酐和8-12份甲基硅烷偶联剂在温度180-200℃熔融共混、造粒并冷却待用；
(3)将60-70份废弃木质纤维加入带温度的搅拌器中，设置温度为50-70℃，同时在30-40min内向其中加入10-15份硅酸四乙酯、8-10份对甲氧基乙酰苯胺和5-10份1,3-二甲基咪唑啉酮，加入完毕后升温至90-110℃，继续反应1-2h；
(4)将步骤(2)所得产物和步骤(3)所得产物混合，并加入2-4份碳酸钙粉、2-5份滑石粉、10-14份甲基丙烯酸甲酯和12-20份2,2-二甲基丙醇，在温度80-100℃搅拌反应20-30min后经挤出造粒、挤出成型即可得到所述利用回收料制备得到木塑包装材料。
2.根据权利要求1所述的一种利用回收料制备得到木塑包装材料的方法，其特征在于，步骤(1)中所述PE料35份、PP料20份、乙二醇单甲醚22份和二丁酯18份；在温度38℃下浸渍35min。
3.根据权利要求1所述的一种利用回收料制备得到木塑包装材料的方法，其特征在于，步骤(2)中所述苯甲酸酐11份、甲基硅烷偶联剂9份，在温度190℃熔融共混。
4.根据权利要求1所述的一种利用回收料制备得到木塑包装材料的方法，其特征在于，步骤(3)所述废弃木质纤维68份，温度为65℃，35min向其中加入12份硅酸四乙酯、9份对甲氧基乙酰苯胺和7份1,3-二甲基咪唑啉酮，加入完毕后升温至105℃，继续反应1.5h。
5.根据权利要求4所述的一种利用回收料制备得到木塑包装材料的方法，其特征在于，所述废弃木质纤维包括废弃树木、废弃木制家具。
6.根据权利要求1所述的一种利用回收料制备得到木塑包装材料的方法，其特征在于，步骤(4)中在挤出造粒时，超锥形双螺杆造粒机的螺杆温度为140-160℃，机身温度为一区165-170℃、二区162-170℃、三区160-165℃、四区165-175℃、五区180-185℃，机头温度为190-195℃，螺杆转速为20-25r/min，加料机转速为45-50r/min。
7.根据权利要求1-6任意一条所述制备得到的木塑包装材料。
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