CN109265788A - 一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109265788A
CN109265788A CN201810826513.6A CN201810826513A CN109265788A CN 109265788 A CN109265788 A CN 109265788A CN 201810826513 A CN201810826513 A CN 201810826513A CN 109265788 A CN109265788 A CN 109265788A
Authority
CN
China
Prior art keywords
density polyethylene
parts
calcium lignosulfonate
composite material
polyethylene composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810826513.6A
Other languages
English (en)
Inventor
蔡红珍
易维明
张庆法
林晓娜
高巧春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Technology
Original Assignee
Shandong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Technology filed Critical Shandong University of Technology
Priority to CN201810826513.6A priority Critical patent/CN109265788A/zh
Publication of CN109265788A publication Critical patent/CN109265788A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/005—Lignin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/321—Phosphates
    • C08K2003/322—Ammonium phosphate
    • C08K2003/323—Ammonium polyphosphate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/062—HDPE

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料及其制备方法，所述复合材料由如下重量份的原料制成：高密度聚乙烯30‑60份、木质素磺酸钙30‑50份、聚磷酸铵5‑10份、滑石粉5‑10份、润滑剂1‑5份。本发明采用木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯制备复合材料，该材料价格低廉，工艺简单，环保无污染，可循环利用，阻燃极限氧指数可达到32％，弯曲强度可达到26MPa，应用前景良好。为作为造纸废弃物的木质素磺酸钙提供更加合理的利用方式，有利于减少环境污染和资源短缺，变废为宝。

Description

一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高密度聚乙烯复合材料及其的制备方法，具体涉及一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料及其制备方法。属于新型复合材料领域。
背景技术
工业木质素主要来源于造纸制浆废液，其研究在19世纪末就已经开始。到现在，全球开发的木质素产品已经达成200余种，根据造纸技术的差异，工业木质素可分为碱木质素，木质素磺酸盐，生物质精炼木质素等。在这些种类中，木质素磺酸盐的利用最为广泛。木质素磺酸盐由亚硫酸盐法造纸得到，用硫酸盐对木材进行处理，然后在高温高压蒸煮，最后将纤维和木质素分离，得到的纤维用于制作纸张，剩下的便是造纸废液，木质素磺酸盐就存在于其中。
木质素磺酸盐虽然是造纸过程中产生的废料，但它仍然拥有木质素的基本结构-苯甲基丙烷衍生物，而它带有的磺酸基团又使得它拥有能溶于水的特性。木质素磺酸盐含有多种发色基团，其固体粉末呈黄褐色易受潮而结块；木质素磺酸盐分子中含有大量的活性基团，如酚羟基、羰基、硫酸基、醇羟基等，能自我缩合或者与其他物质进行缩聚反应，木质素磺酸盐的分子量和官能团都有所不同，因此具有不同程度的分散性，能吸附在各种固体质点的表面上。
工业木质素自身拥有着高分子的特性和一些特殊性能，主要被用于水处理剂、混凝土外加剂、染料分散剂以及各种络合剂、粘合剂等，但是应用范围依然比较有限。而木质素磺酸钙在填充热塑性塑料方面的研究并未深入，作为热塑性复合材料的典型评价指标，力学性能与阻燃性能的研究更是十分重要。
发明内容
本发明的目的是为促进造纸废弃物的有效利用，制备具有良好阻燃性能和力学强度的复合材料，提供一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料的制备方法。本发明利用木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯制备复合材料，该复合材料环保无污染，可循环利用，具有木材的质感，具有良好的阻燃性和物理力学性能。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯复合材料，按重量份计，包括以下原料：高密度聚乙烯30-60份、木质素磺酸钙30-50份、聚磷酸铵5-10份、滑石粉5-10份、润滑剂1-5份。
进一步地，所述高密度聚乙烯为市售商品，其密度为0.9g/cm3，熔点为120-130℃。
进一步地，所述木质素磺酸钙的粒径为60-80目，含水率小于2％。
进一步地，所述聚磷酸铵(APP)含磷量为30％以上，含氮量为15％以上，是一种白色结晶或无定形微细粉末。
进一步地，所述滑石粉的粒径为800-1000目。
进一步地，所述润滑剂为市售样品，美国Struktol公司生产，型号为TPW613。
进一步的，所述复合材料包括如下重量份的原料：高密度聚乙烯30-60份、木质素磺酸钙30-50份、聚磷酸铵5-10份、滑石粉5-10份、润滑剂1-5份。
本发明还提供上述木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按重量份数称取原料，30-50份经干燥处理的木质素磺酸钙、30-60份高密度聚乙烯、5-10份聚磷酸铵、5-10份滑石粉、1-5份润滑剂，充分混合得到均匀混料；
2)将混合充分的物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料；
3)将步骤2)得到的粒料投入到平板硫化仪中进行模压，得到所需板材。
进一步的，步骤1)所述干燥处理的具体方法为：将木质素磺酸钙放入干燥箱内在80℃的条件下干燥24小时，使其含水量降至2％以下。
进一步的，步骤2)所述挤出机喂料机与螺杆转速均为30-50r/min，机头温度为150℃，挤出温度为170-180℃。
进一步的，步骤3)所述模压温度为170-180℃。
本发明的有益效果为：
1.本发明采用木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯制备复合材料，该材料价格低廉，工艺简单，环保无污染，可循环利用；
2.本发明采用木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯制备复合材料，该材料具有良好的阻燃性能和力学强度
3.本发明为作为造纸废弃物的木质素磺酸钙提供更加合理的利用方式，有利于减少环境污染，变废为宝。
附图说明
图1是1000放大倍数下木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯复合材料断面扫描电镜照片：木质素磺酸钙是一种粒径较为均匀、尺寸较小的球形颗粒状态；
图2是5000放大倍数下木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯复合材料断面扫描电镜照片：木质素磺酸钙均匀地分布在高密度聚乙烯之中，木质素磺酸钙与高密度聚乙烯相互粘连，相互填充，结合界面良好；
图3是复合材料制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：
1)筛取80目的木质素磺酸钙放入干燥箱内在80℃的条件下干燥24小时，使其含水量降至2％以下，然后将干燥好的30g的木质素磺酸钙与60g高密度聚乙烯、5g聚磷酸铵、5g滑石粉、5g的润滑剂充分混合，得到混合物料；
2)将步骤1)得到的混合充分的物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到混合粒料；挤出机喂料机与螺杆转速均为30r/min，机头温度为150℃，挤出温度为170℃；
3)将步骤2)得到的粒料再次投入到平板硫化仪中进行模压，得到所需板材；模压温度为170℃。
实施例2
1)筛取80目的木质素磺酸钙放入干燥箱内在80℃的条件下干燥24小时，使其含水量降至2％以下，然后将干燥好的40g木质素磺酸钙与50g高密度聚乙烯、6g聚磷酸铵、6g滑石粉、4g润滑剂充分混合，得到混合物料；
2)将步骤1)得到的混合充分的物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到混合粒料。挤出机喂料机与螺杆转速均为40r/min，机头温度为150℃，挤出温度为175℃；
3)将步骤2)得到的粒料再次投入到平板硫化仪中进行模压，得到所需板材；模压温度均为175℃。
实施例3
1)筛取80目的木质素磺酸钙放入干燥箱内在80℃的条件下干燥24小时，使其含水量降至2％以下，然后将干燥好的60g木质素磺酸钙与30g高密度聚乙烯、10g聚磷酸铵、10g滑石粉、1g润滑剂充分混合，得到混合物料；
2)将步骤2)得到的混合充分的物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到混合粒料。挤出机喂料机与螺杆转速均为50r/min，机头温度为150℃，挤出温度为180℃；
3)将步骤3)得到的粒料再次投入到双螺杆平板硫化仪中进行模压，得到所需板材；模压温度均为180℃。
实施例1～3所得复合板材的性能分析见表所示。
表1各实施例所得复合板材性能分析数据
弯曲强度/MPa 冲击强度/KJ/㎡ 极限氧指数/％
实施例1 22 40 29.37
实施例2 26 33 31.16
实施例3 21 32 32.13
本发明采用木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯制备复合材料，该材料价格低廉，工艺简单，环保无污染，可循环利用，阻燃极限氧指数可达到32％，弯曲强度可达到26MPa，应用前景良好。
本发明为作为造纸废弃物的木质素磺酸钙提供更加合理的利用方式，有利于减少环境污染和资源短缺，变废为宝。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料，其特征在于，由如下重量份的原料制成：高密度聚乙烯30-60份、木质素磺酸钙30-50份、聚磷酸铵5-10份、滑石粉5-10份、润滑剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯复合材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯为市售商品，其密度为0.9g/cm3，熔点为120-130℃。
3.根据权利要求1所述的一种木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯复合材料，其特征在于，所述木质素磺酸钙的粒径为60-80目，含水率小于2％。
4.根据权利要求1所述的一种木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯复合材料，其特征在于，所述聚磷酸铵含磷量为30％以上，含氮量为15％以上，是一种白色结晶或无定形微细粉末。
5.根据权利要求1所述的一种木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯复合材料，其特征在于，所述滑石粉的粒径为800-1000目。
6.根据权利要求1所述的一种木质素磺酸钙填充高密度聚乙烯复合材料，其特征在于，所述润滑剂为市售样品，美国Struktol公司生产，型号为TPW613。
7.权利要求1所述木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按重量份数称取原料，30-50份经干燥处理的木质素磺酸钙、30-60份高密度聚乙烯、5-10份聚磷酸铵、5-10份滑石粉、1-5份润滑剂，充分混合得到均匀混料；
2)将混合充分的物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料。
3)将步骤2)得到的粒料投入到平板硫化仪中进行模压，得到所需板材。
8.根据权利要求7所述木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述干燥处理的具体方法为：将木质素磺酸钙放入干燥箱内在80℃的条件下干燥24小时，使其含水量降至2％以下。
9.据权利要求7所述木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述挤出机喂料机与螺杆转速均为30-50r/min，挤出温度为170-180℃。
10.据权利要求7所述木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3)所述模压温度为170-180℃。
CN201810826513.6A 2018-07-25 2018-07-25 一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料及其制备方法 Pending CN109265788A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810826513.6A CN109265788A (zh) 2018-07-25 2018-07-25 一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810826513.6A CN109265788A (zh) 2018-07-25 2018-07-25 一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109265788A true CN109265788A (zh) 2019-01-25

Family

ID=65152968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810826513.6A Pending CN109265788A (zh) 2018-07-25 2018-07-25 一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109265788A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114685879A (zh) * 2020-12-31 2022-07-01 上海昶法新材料有限公司 一种双层塑料、原料组合物及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104629152A (zh) * 2015-02-16 2015-05-20 广西大学 回收利用废弃高密度聚乙烯塑料制备3d打印材料的方法
WO2017088892A1 (en) * 2015-11-24 2017-06-01 Inbicon A/S Bitumen compositions comprising lignin
CN107129257A (zh) * 2017-05-16 2017-09-05 安徽华辉塑业科技股份有限公司 一种耐磨抗老化保温砖及其制备方法
CN107298868A (zh) * 2016-08-04 2017-10-27 南京工业大学 一种木质素增强型木塑材料及其制备方法
CN107501691A (zh) * 2017-09-25 2017-12-22 安徽依采妮纤维材料科技有限公司 一种木质素磺酸钠填充塑料复合材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104629152A (zh) * 2015-02-16 2015-05-20 广西大学 回收利用废弃高密度聚乙烯塑料制备3d打印材料的方法
WO2017088892A1 (en) * 2015-11-24 2017-06-01 Inbicon A/S Bitumen compositions comprising lignin
CN107298868A (zh) * 2016-08-04 2017-10-27 南京工业大学 一种木质素增强型木塑材料及其制备方法
CN107129257A (zh) * 2017-05-16 2017-09-05 安徽华辉塑业科技股份有限公司 一种耐磨抗老化保温砖及其制备方法
CN107501691A (zh) * 2017-09-25 2017-12-22 安徽依采妮纤维材料科技有限公司 一种木质素磺酸钠填充塑料复合材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杜巧云，葛虹主编: "《表面活性剂基础及应用》", 31 August 1996, 中国石化出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114685879A (zh) * 2020-12-31 2022-07-01 上海昶法新材料有限公司 一种双层塑料、原料组合物及其制备方法和应用
CN114685879B (zh) * 2020-12-31 2024-02-09 上海昶法新材料有限公司 一种双层塑料、原料组合物及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102276900B (zh) 一种废纸浆成型木塑复合材料及其制备方法
CN104672944B (zh) 秸塑复合型板材的制备方法
CN102051002A (zh) 酶解木质素-木质纤维-聚烯烃混杂复合材料及其制备方法
CN107542249B (zh) 一种软木橡胶复合地板
CN105637146A (zh) 利用纤维素的可生物降解性组合物及其制造方法及利用所述组合物的防水剂及成型品
CN101879739A (zh) 一种环保型阻燃纤维板的制造方法
KR100806002B1 (ko) 합성 목재 제조용 조성물 및 그 합성 목재의 제조 방법
CN100503191C (zh) 一种木基棉花秸秆复合人造板的制造方法
KR20130112234A (ko) 합성목재 및 그 제조방법
CN109265788A (zh) 一种木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料及其制备方法
CN102345248A (zh) 一种纸浆纤维材料的阻燃防水性能提高方法及其生产工艺
CN105949641B (zh) Pvc‑甘蔗渣纤维木塑发泡复合建筑模板
CN105128180A (zh) 环保生物质材料的连续挤出式加工技术
US20050186395A1 (en) Shim
CN105152578A (zh) 一种利用矿物纤维制备石头纸的方法
KR101180906B1 (ko) 섬유질 플라스틱 복합재 및 이의 제조방법
CN103980677B (zh) 一种可全生物降解石头纸的制备方法
CN105856379A (zh) 环保型高强度木质纤维素板及其制备方法
CN101105022A (zh) 一种非石棉胶乳抄取板制备方法
CN108277695B (zh) 一种磨砂原纸的制造方法
Wang et al. Synthesis of wood lignin-urea-formaldehyde resin adhesive
CN103613944B (zh) 一种钙木塑装饰板
CN1884380A (zh) 塑木模板及其生产方法
CN203334878U (zh) 一种生物质复合材料的门窗副框
CN102139500A (zh) 一种塑化木及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190125