CN108467602A - 一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,包括以下步骤:木屑处理、混料、造粒和成型。该制备方法先用硬酯酸钙和纳米氧化铝将木屑进行改性处理,然后与改性玄武岩纤维、玻璃纤维、废旧塑料、纳米氧化锌和镁盐晶须混合、造粒并成型。制备的木塑复合材料采用樱桃木木屑和废旧塑料为主料,有利于废料和边角料的再利用,可以节约能源,缓解环境压力;且具有较好力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及木材回收利用技术领域,具体涉及一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法。
背景技术
木屑为木材加工后的尾料或者废料,在以往大部分被农户用作燃料,随着新能源的出现,木屑的燃料功能开始大大弱化,工业化产生的废弃锯木屑大量占用场地,污染环境,严重的甚至影响加工企业的生产运转。樱桃木所为一种常用家具用材,每年有大量的边角料和废料产生,如果随意丢弃,不仅污染环境,且造成极大大的浪费。
木塑复合材料,是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料,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,与超过35%-70%以上的木粉、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、注塑成型等塑料加工工艺,生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。木塑复合材料在性能上集合了木材和塑料的双重优点,低碳环保特征显著,具有原料资源化、产品可塑化、环保可再生等优势,顺应可持续发展的大趋势。
因此,将樱桃木木屑用于制备木塑复合材料,不仅能够废物利用,提高经济效益,且能保护环境,具有较好的市场前景。但是樱桃木具有力学性能差和收缩率大的缺点,影响木塑复合材料的性能,因此,改善木塑材料的力学性能成为现在研究的重点。
发明内容
本发明的发明目的是,针对上述问题,提供一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,采用樱桃木木屑和废旧塑料为主料制备,有利于废料和边角料的再利用,可以节约能源,缓解环境压力;且制备的木塑复合材料具有较好力学性能。
为达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,包括以下步骤:
S1.木屑处理
将樱桃木木屑50~70份、硬酯酸钙5~8份和纳米氧化铝1~5份加入球磨机,搅拌10~30min,得到改性木屑。
S2.混料
向所述改性木屑中加入改性玄武岩纤维5~20份、玻璃纤维3~10份、废旧塑料20~40份,纳米氧化锌1~5份和镁盐晶须1~5份,混合均匀得混合料。
S3.造粒
向所述混合料中加入热稳定剂0.1~1份,润滑剂0.1~1份和增溶剂0.1~1份,继续搅拌20~40min,然后通过双螺杆挤出造粒,制备木塑颗粒,加工温度为150~160℃。
S4.成型
将所述木塑颗粒加入到双螺杆挤出机中挤出成型,加工温度为170~180℃,然后经定型模具定型,得到木塑复合材料。
优选的,步骤S2中,所述改性玄武岩纤维经过玄武岩纤维经过改性剂浸泡或涂覆处理而成,所述改性剂包括:35~50%的成膜剂、5~15%的偶联剂、1~5%的润滑剂、5~10%的改性纳米SiO2粒子,其余为水。
优选的,步骤S3中,所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡的一种或多种。
优选的,步骤S3中,所述增溶剂为聚丙烯接枝丙烯酸、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐或聚丙烯接枝马来酸酐的一种或两种。
优选的,步骤S3中,所述热稳定剂为复合铅盐稳定剂、有机锡稳定剂中的一种。
由于采用上述技术方案,本发明具有以下有益效果:
1.本发明涉及的利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,采用樱桃木木屑和废旧塑料为主料制备,有利于废料和边角料的再利用,可以节约能源,缓解环境压力。
本发明的废旧塑料可以是废旧聚氯乙烯(PVC)、废旧聚乙烯(PE)、废旧聚丙烯(PP)、废旧聚苯乙烯(PS)或废旧丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),充分利用废弃物,木粉可以选择废料或边角料,有利于缓解环境压力和降低成本。
通过添加增容剂、润滑剂及稳定剂,将更有利于木粉与废旧塑料的亲和性,解决了极性亲水性的木粉表面为多羟基结构和非极性亲油性废旧塑料的相容问题;通过添加增强剂增加了木塑复合材料基体的强度和力学性能的提高。通过添加纳米氧化锌提高木塑复合材料的韧性和耐老化性能。
2.本发明涉及的利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,添加改性玄武岩纤维和玻璃纤维,协同作用,共同改善木塑复合材料的力学性能,尤其增强木塑复合材料的强度。为了改善玄武岩纤维与废旧塑料的界面相容性,提高木塑复合材料的力学性能,把改性纳米SiO2粒子均匀分散于浸润剂中对玄武岩纤维进行表面涂覆改性。这种方法有效地增加了玄武岩纤维表面粗糙度与亲油性,使玄武岩纤维与废旧塑料界面相容性明显提高。改性纳米SiO2粒子在玄武岩纤维及废旧塑料起架桥作用,从而提高木塑复合材料的整体力学性能。
3.本发明涉及的利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,镁盐晶须具有很高的断裂强度和弹性模量。晶须能弹性地承受较大的应变而无永久变形,晶须经4%的应变还在弹性范围内,不产生永久形变,降低收缩率,从而赋予木塑材料较高的稳定性,。随着镁盐晶须的加入,提高了木塑材料的抗压强度和柔韧性,降低了收缩率,进一步改善了材料的力学性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,包括以下步骤:
S1.木屑处理
将樱桃木木屑60份、硬酯酸钙6份和纳米氧化铝4份加入球磨机,搅拌20min,得到改性木屑。
S2.混料
向所述改性木屑中加入改性玄武岩纤维5份、玻璃纤维6份、废旧塑料30份,纳米氧化锌3份和镁盐晶须3份,混合均匀得混合料。
所述改性玄武岩纤维经过玄武岩纤维经过改性剂浸泡或涂覆处理而成,所述改性剂包括:40%的成膜剂、10%的偶联剂、3%的润滑剂、8%的改性纳米SiO2粒子,其余为水。
S3.造粒
向所述混合料中加入热稳定剂0.5份,润滑剂0.5份和增溶剂0.5份,继续搅拌30min,然后通过双螺杆挤出造粒,制备木塑颗粒,加工温度为155℃。
所述润滑剂包括硬脂酸和硬脂酸钙。所述增溶剂为聚丙烯接枝丙烯酸和聚丙烯接枝马来酸酐。所述热稳定剂为复合铅盐稳定剂。
S4.成型
将所述木塑颗粒加入到双螺杆挤出机中挤出成型,加工温度为175℃,然后经定型模具定型,得到木塑复合材料。
实施例2
一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其中步骤S2.混料中,向所述改性木屑中加入改性玄武岩纤维10份、玻璃纤维6份、废旧塑料30份,纳米氧化锌3份和镁盐晶须3份,混合均匀得混合料。其他步骤同实施例1。
实施例3
一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其中步骤S2.混料中,向所述改性木屑中加入改性玄武岩纤维15份、玻璃纤维6份、废旧塑料30份,纳米氧化锌3份和镁盐晶须3份,混合均匀得混合料。其他步骤同实施例1。
实施例4
一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其中步骤S2.混料中,向所述改性木屑中加入改性玄武岩纤维18份、玻璃纤维6份、废旧塑料30份,纳米氧化锌3份和镁盐晶须3份,混合均匀得混合料。其他步骤同实施例1。
实施例5
一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其中步骤S2.混料中,向所述改性木屑中加入改性玄武岩纤维20份、玻璃纤维6份、废旧塑料30份,纳米氧化锌3份和镁盐晶须3份,混合均匀得混合料。其他步骤同实施例1。
对比例1
一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其中步骤S2.混料中,向所述改性木屑中加入玻璃纤维6份、废旧塑料30份和镁盐晶须3份,混合均匀得混合料。其他步骤同实施例1。
对比例2
一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其中步骤S2.混料中,向所述改性木屑中加入改性玄武岩纤维15份、玻璃纤维6份和废旧塑料30份,混合均匀得混合料。其他步骤同
实施例1。
将实施例1-5和对比例1制备的木塑复合材料进行测试,对弯曲强度、拉伸强度、抗拉强度、防腐性能和抗紫外老化性能进行测试。紫外老化性能是在波长为340nm,辐射强度为0.8W/m2,现在50℃下照射8h,然后是4h的冷凝循环过程,温度为40℃。在这里,主要是以弯曲强度的下降为指标衡量抗紫外老化性能。
表1实施例1-5和对比例1测试结果对比
从实施例1-5和对比例1-2的数据结合表1的数据可以看出,本发明制备的木塑复合材料的具有较好的强度和韧性,且抗紫外老化性能较好。
从实施例1-5和对比例1的数据可以看出,随着改性玄武岩纤维含量的在增加,木塑复合材料的抗击强度、弯曲强度和拉伸强度均有不同程度的提高,但是随着含量增高,增长趋势放平,且有下降趋势,原因是含量过大时,会影响材料之间的相容性,从而影响整体力学性能,因此,应该严格控制其含量。
从实施例1-5和对比例2的数据可以看出,镁盐晶须能明显改善木塑材料的弯曲性能和拉伸性能,从而提高材料的稳定性。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明,但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围。凡本发明所提示的技术构思下所完成的同等变化或修饰变更,均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (5)
1.一种利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.木屑处理
将樱桃木木屑50~70份、硬酯酸钙5~8份和纳米氧化铝1~5份加入球磨机,搅拌10~30min,得到改性木屑;
S2.混料
向所述改性木屑中加入改性玄武岩纤维5~20份、玻璃纤维3~10份、废旧塑料20~40份、纳米氧化锌1~5份和镁盐晶须1~5份,混合均匀得混合料;
S3.造粒
向所述混合料中加入热稳定剂0.1~1份,润滑剂0.1~1份和增溶剂0.1~1份,继续搅拌20~40min,然后通过双螺杆挤出造粒,制备木塑颗粒,加工温度为150~160℃;
S4.成型
将所述木塑颗粒加入到双螺杆挤出机中挤出成型,加工温度为170~180℃,然后经定型模具定型,得到木塑复合材料。
2.根据权利要求1所述的利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其特征在于,步骤S2中,所述改性玄武岩纤维经过玄武岩纤维经过改性剂浸泡或涂覆处理而成,所述改性剂包括:35~50%的成膜剂、5~15%的偶联剂、1~5%的润滑剂、5~10%的改性纳米SiO2粒子,其余为水。
3.根据权利要求1所述的利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其特征在于,步骤S3中,所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其特征在于,步骤S3中,所述增溶剂为聚丙烯接枝丙烯酸、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐或聚丙烯接枝马来酸酐的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的利用樱桃木木屑制备木塑复合材料的方法,其特征在于,步骤S3中,所述热稳定剂为复合铅盐稳定剂、有机锡稳定剂中的一种。
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