CN107932943A - 蚝排的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蚝排的生产工艺，包括以下步骤：1)将木粉和PE颗粒混匀后置于平板硫化机上压制10～30min，然后置于‑100～‑150℃下处理1～5min，得到混合物料；2)将混合物料粉碎，然后放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为1000～2000r/min，混合时间为10～20min，混合至温度110～120℃时将物料放到低速混合机中，转速为400～500r/min，待混合至温度为40～50℃时出料；3)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出；4)将挤出颗粒再次置于混合机中混合3～5min,然后通过双层共挤复合模具成型并输出，冷却，即得。本发明制成的蚝排经久耐用。

Description

蚝排的生产工艺
技术领域
本发明属于海产养殖技术领域，具体涉及蚝排的生产工艺。
背景技术
钦州市有“中国大蚝之乡”之称，“万里蚝排”是当地引以为傲的一道独特的风景。现有的蚝排采用木材和竹子制成，北部湾现有养殖大蚝20万亩滩涂，木材和竹子每年按1亩来计算，插1亩蚝排需要竹子1万至1.5万根，费用4万元到6万元左右，而且木材和竹子制成的蚝排使用寿命仅在一年左右，一年之后基本就需要更换新的蚝排，维修频率也较高，大大提高了生蚝养殖成本。纯木材或竹子材质的蚝排已经基本上被市场淘汰出局了，越来越多的养殖企业开始采用木塑复合材料制成的蚝排，这是因为木塑材料具有力学轻度高、抗冲击强度高、尺寸稳定性好、耐水耐潮、防腐防虫的优点，既能像塑料一样挤出、热压或注射成型，也可以像木材一样进行锯、切、磨削、胶合等加工处理，并且具有类似木材的外观色泽。木塑复合材料由植物纤维、热塑性塑料以及辅料组成，植物纤维表面存在大量的羟基，且单根纤维在物理结构上各项异性导致单纤维整体结构上不对称，从而单纤维表面呈现强极性，是亲水物质；而塑料具有非极性，是疏水物质，因此，塑料和纤维两者之间的相容性很差，改善相容性是木塑复合材料亟待解决的问题。塑料表面能低，而且具有化学惰性，它的表面容易被污染，然后形成弱边界层，因此，塑料表面呈现出惰性和憎水性，这就使得塑料难以湿润或粘合，从而导致木塑复合材料力学性能较差，使用寿命短。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种经久耐用且成本低廉的蚝排的生产工艺。
本发明提供的技术方案是提供一种蚝排的生产工艺，包括以下步骤：
1)将3～6重量份木粉和3.5～4重量份PE颗粒混匀后置于平板硫化机上，在200～300℃、500～1000MPa下压制10～30min，然后置于-100～-150℃下处理1～5min，得到混合物料；
2)将混合物料粉碎，然后放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为1000～2000r/min，混合时间为10～20min，混合至温度110～120℃时将物料放到低速混合机中，转速为400～500r/min，待混合至温度为40～50℃时出料；
3)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出；
4)将挤出颗粒再次置于混合机中，转速为1000～2000r/min下混合3～5min,然后通过双层共挤复合模具成型并输出，冷却，即得。
步骤2)中，混合物料粉碎后还可以加入稳定剂，稳定剂的用量为0.01～0.05重量份。
所述稳定剂为铅盐稳定剂、钙锌稳定剂或稀土稳定剂。
步骤4)中，双层共挤复合模具成型时，喂料转速为10～40r/min，主机转速为30～150r/min，机筒温度为150～200℃，机头温度为150～205℃。
步骤4)中，所述冷却为真空定型冷却。
步骤1)中，所述木粉的含水率为2～3％。
步骤1)中，所述PE为HDPE。
木粉既含有晶区，又含有非晶区，纤维大分子内部排列规整而又紧密的区域成为晶区，还有一部分排列杂乱称为为非结晶区。由于非晶区的存在，而且天然木粉结晶度并不高，因此非晶区占比较大，而晶区占比较小。在非晶区的干扰下，必须施加500～1000MPa的强压力，才会产生一个能促使木粉晶区分子产生流动的强流动场，结晶区大分子沿流动方向取向形成排核，排核诱导折叠链晶片垂直与排核方向空间取向生长形成柱状对称的晶体，成为柱晶。
聚乙烯是一种接近聚合物，在不同的结晶条件下会形成不同的结晶形态，包括球晶、横晶、串晶和柱晶等。聚乙烯聚合物分子链在弱流动场的情况下容易发生结晶形态的转变。但是聚乙烯与木粉混合时，两种分子流动会相互影响，干扰，只有在500～1000MPa的强压力才能保证聚乙烯也沿流动方向取向形成排核，排核诱导折叠链晶片垂直与排核方向空间取向生长形成柱状对称的晶体，成为柱晶。
与此同时，在外界高压压力500～1000MPa下，木粉纤维非晶区分子链不规则的氢键断开，排列更加杂乱，与流动中的聚乙烯分子链以及晶区纤维分子链之间相互缠结，相互作用，形成一种三维网状结构，促进了木粉与聚乙烯的机械互锁。
聚乙烯大分子形成的柱晶以及木粉纤维形成了大量的柱晶，而柱晶四周被杂乱的非晶区纤维素分子包裹，在-100～-150℃下处理1～5min之后，柱晶组织细密均匀化，界面增多，柱状晶体结构被迅速打破，纤维状结构消除，破碎的聚乙烯分子与木粉纤维晶区分子变得细小，分布呈无规则取向，各项异性减小，随机排布取向增加，进一步促进了聚乙烯分子和木粉纤维的融合。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明制作的蚝排容易形成足够的捏合结构和机械互锁，物料间能实现有效融合，木塑复合材料应力得到消除，大大增加了复合材料的力学强度。
2)本发明的蚝排可循坏利用，无毒无污染，对养殖产业起到非常大的作用，从而达到环保的效果，节约资源利用，保护生态。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步阐述，但不作为对本发明的限定。
实施例1
1)将3kg含水率为2％的木粉和3.5kgHDPE颗粒混匀后置于平板硫化机上，在200℃、500MPa下压制10min，然后置于-100℃下处理1min，得到混合物料；
2)将混合物料粉碎，然后放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为1000r/min，混合时间为10min，混合至温度110℃时将物料放到低速混合机中，转速为400r/min，待混合至温度为40℃时出料；
3)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出造粒；
4)将挤出颗粒再次置于混合机中，转速为1000r/min下混合3min,再通过双层共挤复合模具成型，喂料转速为10r/min，主机转速为30r/min，机筒温度为150℃，机头温度为150℃，输出，真空定型冷却，即得蚝排。
木塑复合材料力学性能的评定按照《木塑装饰板》(GB/T 24137-2009)的要求进行。弯曲强度和弹性模量按纤维增强塑料弯曲性能试验方法(GB/T 1449-2005)进行测定；拉伸强度按照纤维增强塑料拉伸性能试验方法(GB/T 1449-2005)。经测定，蚝排的弯曲强度为45.89MPa；弹性模量为39.79MPa；拉伸强度为26.50MPa。
对照例1
1)将3kg含水率为2％的木粉和3.5kgHDPE颗粒放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为1000r/min，混合时间为10min，混合至温度110℃时将物料放到低速混合机中，转速为400r/min，待混合至温度为40℃时出料；
2)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出造粒；
3)将挤出颗粒再次置于混合机中，转速为1000r/min下混合3min,再通过双层共挤复合模具成型，喂料转速为10r/min，主机转速为30r/min，机筒温度为150℃，机头温度为150℃，输出，真空定型冷却，即得蚝排。
按照实施例1的方法对蚝排进行力学性能测定，蚝排的弯曲强度为28.38MPa；弹性模量为26.43MPa；拉伸强度为12.09MPa。
对照例2
1)将3kg含水率为2％的木粉和3.5kgHDPE颗粒混匀后置于平板硫化机上，在200℃、10MPa下压制10min，然后置于-100℃下处理1min，得到混合物料；
2)将混合物料粉碎，然后放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为1000r/min，混合时间为10min，混合至温度110℃时将物料放到低速混合机中，转速为400r/min，待混合至温度为40℃时出料；
3)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出；
4)将挤出颗粒再次置于混合机中，转速为1000r/min下混合3min,再通过双层共挤复合模具成型，喂料转速为10r/min，主机转速为30r/min，机筒温度为150℃，机头温度为150℃，输出，真空定型冷却，即得蚝排。
按照实施例1的方法对蚝排进行力学性能测定，蚝排的弯曲强度为29.33MPa；弹性模量为27.43MPa；拉伸强度为12.90MPa。
实施例2
1)将6kg含水率为3％的木粉和4kg HDPE颗粒混匀后置于平板硫化机上，在300℃、1000MPa下压制30min，然后置于-150℃下处理5min，得到混合物料；
2)将混合物料粉碎，然后放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为2000r/min，混合时间为20min，混合至温度120℃时将物料放到低速混合机中，转速为500r/min，待混合至温度为50℃时出料；
3)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出；
4)将挤出颗粒再次置于混合机中，转速为1000～2000r/min下混合3～5min,再通过双层共挤复合模具成型，喂料转速为40r/min，主机转速为150r/min，机筒温度为200℃，机头温度为205℃，输出，真空定型冷却，即得蚝排。
按照实施例1的方法对蚝排进行力学性能测定，蚝排的弯曲强度为45.46MPa；弹性模量为38.99MPa；拉伸强度为28.19MPa。
实施例3
1)将5kg含水率为2.5％的木粉和3.8kg HDPE颗粒混匀后置于平板硫化机上，在250℃、800MPa下压制20min，然后置于-120℃下处理3min，得到混合物料；
2)将混合物料粉碎，然后放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为1500r/min，混合时间为15min，混合至温度115℃时将物料放到低速混合机中，转速为450r/min，待混合至温度为45℃时出料；
3)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出；
4)将挤出颗粒再次置于混合机中，转速为1000～2000r/min下混合3～5min,再通过双层共挤复合模具成型，喂料转速为20r/min，主机转速为90r/min，机筒温度为180℃，机头温度为185℃，输出，真空定型冷却，即得蚝排。
按照实施例1的方法对蚝排进行力学性能测定，蚝排的弯曲强度为45.89MPa；弹性模量为38.59MPa；拉伸强度为26.49MPa。
实施例4
1)将3kg含水率为3％的木粉和3.5kg HDPE颗粒混匀后置于平板硫化机上，在300℃、500MPa下压制30min，然后置于-100℃下处理5min，得到混合物料；
2)将混合物料粉碎，加入0.01kg铅盐稳定剂,然后放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为2000r/min，混合时间为10min，混合至温度120℃时将物料放到低速混合机中，转速为400r/min，待混合至温度为50℃时出料；
3)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出；
4)将挤出颗粒再次置于混合机中，转速为1000～2000r/min下混合3～5min,再通过双层共挤复合模具成型，喂料转速为10r/min，主机转速为150r/min，机筒温度为150℃，机头温度为205℃，输出，真空定型冷却，即得蚝排。
按照实施例1的方法对蚝排进行力学性能测定，蚝排的弯曲强度为45.90MPa；弹性模量为38.76MPa；拉伸强度为26.57MPa。
实施例5
1)将3kg含水率为3％的木粉和3.5kg HDPE颗粒混匀后置于平板硫化机上，在300℃、500MPa下压制30min，然后置于-100℃下处理5min，得到混合物料；
2)将混合物料粉碎，加入0.01kg钙锌稳定剂,然后放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为2000r/min，混合时间为10min，混合至温度120℃时将物料放到低速混合机中，转速为400r/min，待混合至温度为50℃时出料；
3)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出；
4)将挤出颗粒再次置于混合机中，转速为1000～2000r/min下混合3～5min，再通过双层共挤复合模具成型，喂料转速为10r/min，主机转速为150r/min，机筒温度为150℃，机头温度为205℃，输出，真空定型冷却，即得蚝排。
按照实施例1的方法对蚝排进行力学性能测定，蚝排的弯曲强度为45.29MPa；弹性模量为38.73MPa；拉伸强度为25.30MPa。
实施例6
1)将3kg含水率为3％的木粉和3.5kg HDPE颗粒混匀后置于平板硫化机上，在300℃、500MPa下压制30min，然后置于-100℃下处理5min，得到混合物料；
2)将混合物料粉碎，加入0.01kg稀土稳定剂,然后放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为2000r/min，混合时间为10min，混合至温度120℃时将物料放到低速混合机中，转速为400r/min，待混合至温度为50℃时出料；
3)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出；
4)将挤出颗粒再次置于混合机中，转速为1000～2000r/min下混合3～5min,再通过双层共挤复合模具成型，喂料转速为10r/min，主机转速为150r/min，机筒温度为150℃，机头温度为205℃，输出，真空定型冷却，即得蚝排。按照实施例1的方法对蚝排进行力学性能测定，蚝排的弯曲强度为45.89MPa；弹性模量为39.04MPa；拉伸强度为25.91MPa。

Claims (7)

1.蚝排的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)将3～6重量份木粉和3.5～4重量份PE颗粒混匀后置于平板硫化机上，在200～300℃、500～1000MPa下压制10～30min，然后置于-100～-150℃下处理1～5min，得到混合物料；
2)将混合物料粉碎，然后放入高低速混合机中搅拌均匀，转速为1000～2000r/min，混合时间为10～20min，混合至温度110～120℃时将物料放到低速混合机中，转速为400～500r/min，待混合至温度为40～50℃时出料；
3)将物料送入双螺杆单机的料斗内，加热挤出；
4)将挤出颗粒再次置于混合机中，转速为1000～2000r/min下混合3～5min,然后通过双层共挤复合模具成型并输出，冷却，即得。
2.根据权利要求1所述的蚝排的生产工艺，其特征在于：步骤2)中，混合物料粉碎后还可以加入稳定剂，稳定剂的用量为0.01～0.05重量份。
3.根据权利要求2所述的蚝排的生产工艺，其特征在于：所述稳定剂为铅盐稳定剂、钙锌稳定剂或稀土稳定剂。
4.根据权利要求1所述的蚝排的生产工艺，其特征在于：步骤4)中，双层共挤复合模具成型时，喂料转速为10～40r/min，主机转速为30～150r/min，机筒温度为150～200℃，机头温度为150～205℃。
5.根据权利要求1所述的蚝排的生产工艺，其特征在于：步骤4)中，所述冷却为真空定型冷却。
6.根据权利要求1所述的蚝排的生产工艺，其特征在于：步骤1)中，所述木粉的含水率为2～3％。
7.根据权利要求1所述的蚝排的生产工艺，其特征在于：步骤1)中，所述PE为HDPE。
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