CN110272634A - 一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法 - Google Patents

一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110272634A
CN110272634A CN201910593077.7A CN201910593077A CN110272634A CN 110272634 A CN110272634 A CN 110272634A CN 201910593077 A CN201910593077 A CN 201910593077A CN 110272634 A CN110272634 A CN 110272634A
Authority
CN
China
Prior art keywords
agriculture
organic waste
waste material
parts
forestry organic
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.)
Granted
Application number
CN201910593077.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110272634B (zh
Inventor
付正广
王大伟
陈骁
王光
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.)
Qingdao Zhong Ke Ruitong Environmental Protection Technology Co ltd
Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology of CAS
Original Assignee
Qingdao Zhong Ke Ruitong Environmental Protection Technology Co ltd
Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology of CAS
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 Qingdao Zhong Ke Ruitong Environmental Protection Technology Co ltd, Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology of CAS filed Critical Qingdao Zhong Ke Ruitong Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN201910593077.7A priority Critical patent/CN110272634B/zh
Publication of CN110272634A publication Critical patent/CN110272634A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110272634B publication Critical patent/CN110272634B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K19/00—Non-propelling pencils; Styles; Crayons; Chalks
    • B43K19/02—Pencils with graphite; Coloured pencils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K19/00—Non-propelling pencils; Styles; Crayons; Chalks
    • B43K19/16—Making non-propelling pencils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K3/00—Nib holders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0023—Use of organic additives containing oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0028—Use of organic additives containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0095—Mixtures of at least two compounding ingredients belonging to different one-dot groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/32—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof from compositions containing microballoons, e.g. syntactic foams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/22—Expandable microspheres, e.g. Expancel®
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2397/00—Characterised by the use of lignin-containing materials
    • C08J2397/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2423/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2423/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2425/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2425/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2425/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2425/06—Polystyrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2455/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers, obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in groups C08J2423/00 - C08J2453/00
    • C08J2455/02—Acrylonitrile-Butadiene-Styrene [ABS] polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

本发明属于高分子材料改性制备及加工领域，更明确的说是一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法。笔杆成分按质量份数计，94～99份木塑复合颗粒和1～6份可膨胀微球。本发明制备的铅笔笔杆具有强度高、韧性好、易卷削等优点，其制备方法工艺简单、可连续大规模的生产，可广泛应用于绘图、书写、绘画等铅笔中。

Description

一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料改性制备及加工领域，更明确的说是一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法。
背景技术
传统木质铅笔杆的制备主要依赖天然木材资源，这对我们的生态环境保护是不利的，同时传统木质铅笔杆在加工过程中存在污染大、劳动密集、生产效率低等问题。因此，开发新型环保铅笔杆成为铅笔行业可持续发展的迫在眉睫的技术需求。专利201510974413.4提出以热塑性树脂和无机填料作为主要原材料制备塑料铅笔，此类型的铅笔杆虽解决了铅笔对天然木材资源的依赖，但存在热塑性树脂的不可降解性对环境造成的塑料污染和塑料铅笔笔杆弹性模量较低造成的笔芯容易断裂的问题。
为了改善塑料铅笔带来的问题，专利200980127738.1提出以含有纤维素的有机填料为主要原材料，制备新型的环保铅笔笔杆。此铅笔笔杆的有机填料加速了笔杆的降解性能，同时更具有天然木材笔杆的属性，但铅笔杆在加工过程中未进行笔杆的膨胀或发泡设计，导致其铅笔笔杆较传统木质笔杆质量重，同时存在不易卷削的使用问题。
为了解决上述问题，专利201110090749.6中以植物粉料为主要原材料，使用AC发泡剂制备含有泡孔结构的铅笔笔杆，虽很好的解决了铅笔笔杆不易卷削的问题，但AC为化学发泡剂，其较大的发气量和发泡过程的放热性导致其泡孔较大且结构不易控制，其制备的铅笔笔杆弯曲弹性模量较低，在使用过程中的易折弯性使其达不到对硬质笔芯的保护，非常容易出现铅笔杆易折断和笔芯易断裂的使用问题。
发明内容
本发明就是提出一种解决上述问题的以农林废弃物为主要原材料的高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆，笔杆成分按质量份数计，94～99份木塑复合颗粒和1～6份可膨胀微球。
进一步地说，所述笔杆成分按质量份数计，96～98份的木塑复合颗粒和2～4份的可膨胀微球。
所述木塑复合颗粒成分按质量份数计，15～45份热塑性树脂、40～70份农林废弃物粉、1～15份无机填料、1～5份润滑剂、1～6份相容剂、1～5份中空玻璃微珠、0.5～10份颜料和0.1～2份抗氧剂。
进一步地说，所述木塑复合颗粒成分按质量份数计，20～35份的热塑性树脂、45～65份的农林废弃物粉、3～10份的无机填料、1.5～4.5份的润滑剂、2～5份的相容剂、1.5～3.5份的中空玻璃微珠、1～8份的颜料和0.2～1份的抗氧剂。
所述木塑复合颗粒成分混匀并在160～190℃下挤出造粒后与可膨胀微球混合。
所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、HIPS树脂、ABS树脂、AS树脂中的一种或多种；优选为聚丙烯和/或聚苯乙烯；
所述农林废弃物为秸秆、锯末、枝丫材、坚果壳、花生壳、稻壳、竹子中的一种或多种；农林废弃物粉的粒径40～300目；
所述无机填料为碳酸钙、硅灰石、高岭土、滑石粉、蒙脱土、钛白粉、云母、氮化硼中的一种或多种；优选无机填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土的一种或多种；
所述润滑剂为脂肪酸、不饱和脂肪酸、脂肪酸脂、脂肪酸盐、脂肪酸酰胺、烷烃蜡中的一种或多种；优选润滑剂为至少两种上述润滑剂，进一步地说，至少含烷烃蜡和脂肪酸或至少含烷烃蜡和脂肪酸盐；
再进一步地说，所述润滑剂由硬脂酸、棕榈蜡、油酸、石蜡、氧化石蜡、氯化石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸甘油酯、季戊四醇硬脂酸脂、亚乙基双硬脂酸酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁中的一种或多种；
所述中空玻璃微珠为中空的粉末状圆球，密度为0.2～0.6g/cm3，粒径10～200微米；
所述相容剂为马来酸酐接枝剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝剂、硅烷偶联剂、乙烯-醋酸乙烯酯中的一种或多种，进一步地说，马来酸酐接枝剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯的一种或多种，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-醋酸乙烯酯的一种或多种；
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种，进一步地说，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂3114、抗氧剂168、抗氧剂618、抗氧剂624的一种或多种；
所述颜料为铁红、铁黄、铁棕、铁蓝、铁黑、炭黑、群青、酞菁蓝、铬黄、钛白粉中的一种或多种；
所述可膨胀微球为一种外壳为高分子聚合物，内部是可气化的碳氢化合物的物理发泡微球，粒径10～45微米，微球内部液态化合物的气化温度130～190℃。
一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆的制备方法，按照上述质量份数计，使用挤出机制备木塑复合颗粒；而后再按照笔杆质量份数计将所得木塑复合颗粒与可膨胀微球混合，使用挤出成型机制备成型并切成合适长度的铅笔笔杆。
进一步地说：
a.按质量份数计，将农林废弃物粉在高速混合机中搅拌充分去除其水分，然后将热塑性树脂、无机填料、润滑剂、相容剂、中空玻璃微珠、颜料和抗氧剂充分混合均匀；
b.将上述物料使用平行双螺杆挤出机挤出，通过机头的热切粒装置制备木塑复合材料的颗粒料，挤出温度为160～190℃；
c.按质量份数计，将上述获得木塑复合颗粒与可膨胀微球加入低速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料，使用单螺杆或锥形双螺杆挤出成型机制备成型并切成合适长度的铅笔笔杆，挤出温度160～190℃。
本发明具有如下优点：
本发明铅笔笔杆具有强度高、韧性好、易卷削等优点；且制备工艺简单、可连续大规模的生产，可广泛应用于绘图、书写、绘画等铅笔中；具体为：
1)本发明笔杆成分中使用农林废弃物作为主要原材料，一方面减少农林废弃物的资源浪费，为其高值综合利用提供了新的模式；另一方面可有效解决传统木质铅笔对天然木材资源的依赖和塑料铅笔带来的塑料垃圾的环境污染问题。
2)本发明笔杆成分中使用可膨胀微球作为物理发泡剂，在受热情况下，其内部碳氢化合物由液态气化，在外壳高分子聚合物的保护下，材料膨胀发泡，一方面解决了在高比例农林废弃物粉填充增强时，材料因熔体强度较低不易化学法发泡的技术问题；另一方面由于其泡孔外壳为高强度高分子聚合物，在材料密度降低20％的同时，笔杆的强度仅降低15％。本发明可获得强度高、质量轻、易卷削的铅笔笔杆。
3)本发明笔杆成分中使用较高强度的树脂作为主要粘合剂，且使用中空玻璃微珠和高比例的农林废弃物粉增强铅笔笔杆，有效提高了木塑铅笔的力学强度和卷削性能，可使木塑铅笔具有传统木质铅笔卷削时相似的木质脆感。
4)本发明制备工艺简单、制备工序少，同时和木质铅笔杆与塑料铅笔杆比较又具有较好的成本优势，便于规模化生产。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
实施例1
按照质量份数计，铅笔笔杆成分为：木塑复合颗粒97份，可膨胀微球3份；
其中，按照质量份数计，木塑复合颗粒成分为：23份聚丙烯、58份棉秸秆粉、3份碳酸钙、0.8份石蜡、0.6份乙撑双硬脂酸酰胺、0.8份硬脂酸钙、0.9份硬脂酸、2.5份马来酸酐接枝聚丙烯、3份中空玻璃微珠、4份铁红、0.3份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168。按照笔杆质量份数计将所得木塑复合颗粒与可膨胀微球在低速混合机中混合均匀，然后使用单螺杆或锥形双螺杆挤出机制备成型并切成规格为直径6.5mm(内切圆)、长度180mm的铅笔笔杆，挤出温度150-160℃。
其中木塑复合颗粒制备包括如下步骤：
1)将棉秸秆粉在高速混合机中搅拌10min,搅拌温度80℃，充分去除其水分，然后加入其他原材料。
2)将物料使用平行双螺杆挤出机挤出，通过机头的热切粒装置制备木塑复合材料的颗料，挤出温度为170-180℃。
实施例2
按照质量份数计，铅笔笔杆成分为：木塑复合颗粒98份，可膨胀微球2份；
其中，按照质量份数计，木塑复合颗粒成分为：24份聚苯乙烯、55份稻壳粉、8份滑石粉、1份聚乙烯蜡、0.8份硬脂酸、0.7份乙撑双油酸酰胺、3份马来酸酐接枝聚苯乙烯、4份中空玻璃微珠、1份铬黄、0.3份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168。
按照笔杆质量份数计将所得木塑复合颗粒与可膨胀微球在低速混合机中混合均匀，然后使用单螺杆或锥形双螺杆挤出机制备成型并切成规格为直径6.5mm(内切圆)、长度180mm的铅笔笔杆，挤出温度175—185℃。
其中木塑复合颗粒制备包括如下步骤：
1)将稻壳粉在高速混合机中搅拌12min,搅拌温度70℃，充分去除其水分，然后加入其他原材料。
2)将物料使用平行双螺杆挤出机挤出，通过机头的热切粒装置制备木塑复合材料的颗料，挤出温度为175-185℃。
实施例3
按照质量份数计，铅笔笔杆成分为：木塑复合颗粒97.5份，可膨胀微球2.5份；
其中，按照质量份数计，木塑复合颗粒成分为：18份聚苯乙烯、4份聚乙烯、57份竹粉、3份高岭土、1.2氧化石蜡、1份硬脂酸、0.8份硬脂酸锌、2份马来酸酐接枝聚苯乙烯、2份中空玻璃微珠、8份铁红、0.4份抗氧化剂1010、0.1份抗氧剂618。
按照笔杆质量份数计将所得木塑复合颗粒与可膨胀微球在低速混合机中混合均匀，然后使用单螺杆或锥形双螺杆挤出机制备成型并切成规格为直径6.5mm(内切圆)、长度180mm的铅笔笔杆，挤出温度165-175℃。
其中木塑复合颗粒制备包括如下步骤：
1)将竹粉在高速混合机中搅拌10min,搅拌温度80℃，充分去除其水分，然后加入其他原材料。
2)将物料使用平行双螺杆挤出机挤出，通过机头的热切粒装置制备木塑复合材料的颗料，挤出温度为170-180℃。
实施例4
按照质量份数计，铅笔笔杆成分为：木塑复合颗粒96.5份，可膨胀微球3.5份；
其中，按照质量份数计，木塑复合颗粒成分为：27份ABS、49份棉秸秆粉、5份活性碳酸钙、1石蜡、0.5份硬脂酸甘油酯、0.5份硬脂酸、0.5份乙撑双硬脂酸酰胺、4份马来酸酐接枝聚苯乙烯、5份中空玻璃微珠、3.5份铁黄、0.3份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168。
按照笔杆质量份数计将所得木塑复合颗粒与可膨胀微球在低速混合机中混合均匀，然后使用单螺杆或锥形双螺杆挤出机制备成型并切成规格为直径6.5mm(内切圆)、长度180mm的铅笔笔杆，挤出温度160-170℃。
其中木塑复合颗粒制备包括如下步骤：
1)将棉秸秆粉在高速混合机中搅拌10min,搅拌温度80℃，充分去除其水分，然后加入其他原材料。
2)将物料使用平行双螺杆挤出机挤出，通过机头的热切粒装置制备木塑复合材料的颗料，挤出温度为175-185℃。
实施例5
按照质量份数计，铅笔笔杆成分为：木塑复合颗粒98.5份，可膨胀微球1.5份；
其中，按照质量份数计，木塑复合颗粒成分为：21份ABS、5份聚乙烯、54份稻壳粉、4.5份硅灰石、1.5份石蜡、1.5份硬脂酸钙、1.5硬脂酸锌、4份马来酸酐接枝聚苯乙烯、3份中空玻璃微珠、2份钛白粉、0.1份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168。
按照笔杆质量份数计将所得木塑复合颗粒与可膨胀微球在低速混合机中混合均匀，然后使用单螺杆或锥形双螺杆挤出机制备成型并切成规格为直径6.5mm(内切圆)、长度180mm的铅笔笔杆，挤出温度160-170℃。
其中木塑复合颗粒制备包括如下步骤：
1)将稻壳粉在高速混合机中搅拌12min,搅拌温度70℃，充分去除其水分，然后加入其他原材料。
2)将物料使用平行双螺杆挤出机挤出，通过机头的热切粒装置制备木塑复合材料的颗料，挤出温度为175-185℃。
对上述各实施例获得笔芯进行性能测试，结果参见表1.
表1
注：卷削性由同一类型卷笔刀多次卷削实验获得，卷削性能共划分为非常好、较好、一般、较差四个等级，其中木质笔杆卷削性能测评为“一般”，塑料铅笔卷削性能测评为“较好”。
由上述数据可见，所得木塑笔杆具有质量轻、强度高、卷削性能好的特点，其中实施例4获得了相对优秀的产品性能，在相似的铅笔杆密度条件下，木塑笔杆的弯曲弹性模量比塑料铅笔提高了约50％，更加接近木杆铅笔的力学性能。木塑笔杆中使用了高比例的农林废弃物粉，提高了农林废弃物的综合利用。同时木塑铅笔杆制备工艺简单，具有较低的生产成本，便于规模化生产。

Claims (10)

1.一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆，其特征在于：笔杆成分按质量份数计，94～99份木塑复合颗粒和1～6份可膨胀微球。
2.按权利要求1所述的农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆，其特征在于：所述笔杆成分按质量份数计，96～98份的木塑复合颗粒和2～4份的可膨胀微球。
3.按权利要求1或2所述农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆，其特征在于：所述木塑复合颗粒成分按质量份数计，15～45份热塑性树脂、40～70份农林废弃物粉、1～15份无机填料、1～5份润滑剂、1～6份相容剂、1～5份中空玻璃微珠、0.5～10份颜料和0.1～2份抗氧剂。
4.按权利要求3所述农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆，其特征在于：所述木塑复合颗粒成分按质量份数计，20～35份的热塑性树脂、45～65份的农林废弃物粉、3～10份的无机填料、1.5～4.5份的润滑剂、2～5份的相容剂、1.5～3.5份的中空玻璃微珠、1～8份的颜料和0.2～1份的抗氧剂。
5.按权利要求3所述农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆，其特征在于：所述木塑复合颗粒成分混匀并在160～190OC下挤出造粒后与可膨胀微球混合。
6.按权利要求3所述农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆，其特征在于：
所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、HIPS树脂、ABS树脂、AS树脂中的一种或多种；
所述农林废弃物为秸秆、锯末、枝丫材、坚果壳、花生壳、稻壳、竹子中的一种或多种；
所述无机填料为为碳酸钙、硅灰石、高岭土、滑石粉、蒙脱土、钛白粉、云母、氮化硼中的一种或多种；
所述润滑剂为脂肪酸、不饱和脂肪酸、脂肪酸脂、脂肪酸盐、脂肪酸酰胺、烷烃蜡中的一种或多种；
所述中空玻璃微珠为中空的粉末状圆球，密度为0.2～0.6g/cm3，粒径10～200微米；
所述相容剂为马来酸酐接枝剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝剂、硅烷偶联剂、乙烯-醋酸乙烯酯中的一种或多种；
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种。
7.按权利要求1所述农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆，其特征在于：所述颜料为铁红、铁黄、铁棕、铁蓝、铁黑、炭黑、群青、酞菁蓝、铬黄、钛白粉中的一种或多种。
8.按权利要求1所述农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆，其特征在于：所述可膨胀微球粒径10～45微米，微球内部液态化合物的气化温度130～190OC。
9.一种权利要求1所述的农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆的制备方法，其特征在于：按照上述质量份数计，使用挤出机制备木塑复合颗粒；而后再按照笔杆质量份数计将所得木塑复合颗粒与可膨胀微球混合，使用挤出成型机制备成型并切成合适长度的铅笔笔杆。
10.按权利要求9所述的农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆的制备方法，其特征在于：
a.按质量份数计，将农林废弃物粉在高速混合机中搅拌充分去除其水分，然后将热塑性树脂、无机填料、润滑剂、相容剂、中空玻璃微珠、颜料和抗氧剂充分混合均匀；
b.将上述物料使用平行双螺杆挤出机挤出，通过机头的热切粒装置制备木塑复合材料的颗粒料，挤出温度为160～190OC；
c.按质量份数计，将上述获得木塑复合颗粒与可膨胀微球加入低速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料，使用单螺杆或锥形双螺杆挤出成型机制备成型并切成合适长度的铅笔笔杆，挤出温度160～190OC。
CN201910593077.7A 2019-07-03 2019-07-03 一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法 Active CN110272634B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910593077.7A CN110272634B (zh) 2019-07-03 2019-07-03 一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910593077.7A CN110272634B (zh) 2019-07-03 2019-07-03 一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110272634A true CN110272634A (zh) 2019-09-24
CN110272634B CN110272634B (zh) 2022-03-29

Family

ID=67962867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910593077.7A Active CN110272634B (zh) 2019-07-03 2019-07-03 一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110272634B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112341688A (zh) * 2020-10-29 2021-02-09 芜湖亚太通用托盘包装有限公司 一种轻质耐用型托盘用木塑复合材料及其制备方法
CN113637360A (zh) * 2021-08-19 2021-11-12 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种笔芯、木材替代物、铅笔及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3444264A1 (de) * 1984-12-05 1986-06-05 Helmut 4600 Dortmund Koepchen Verpackungsmaterial und verfahren zu dessen herstellung
US5807393A (en) * 1992-12-22 1998-09-15 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical tissue treating device with locking mechanism
CN101747644A (zh) * 2008-12-16 2010-06-23 金发科技股份有限公司 一种植物粉改性热塑性木塑复合材料及其制备方法与应用
EP2313462A1 (de) * 2008-07-15 2011-04-27 J.S. Staedtler GmbH & Co KG Holzersatzwerkstoff sowie dessen verwendung
CN102604193A (zh) * 2012-04-01 2012-07-25 林祥超 一种空芯木塑笔杆
US9394432B1 (en) * 2015-05-20 2016-07-19 Roderick E. Hughes Composite members and methods for producing same
CN106317770A (zh) * 2015-07-08 2017-01-11 深圳光启创新技术有限公司 预浸料、其制备方法及复合材料
CN108359188A (zh) * 2018-02-23 2018-08-03 大连爱森文教用品有限公司 一种塑料铅笔笔杆的配方
CN108997677A (zh) * 2018-08-23 2018-12-14 苏州马培德办公用品制造有限公司 一种易卷削环保型塑料铅笔杆材料及其制备方法
CN109050080A (zh) * 2018-08-08 2018-12-21 安徽得亿文教用品有限公司 一种环保仿木塑料铅笔

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3444264A1 (de) * 1984-12-05 1986-06-05 Helmut 4600 Dortmund Koepchen Verpackungsmaterial und verfahren zu dessen herstellung
US5807393A (en) * 1992-12-22 1998-09-15 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical tissue treating device with locking mechanism
EP2313462A1 (de) * 2008-07-15 2011-04-27 J.S. Staedtler GmbH & Co KG Holzersatzwerkstoff sowie dessen verwendung
CN101747644A (zh) * 2008-12-16 2010-06-23 金发科技股份有限公司 一种植物粉改性热塑性木塑复合材料及其制备方法与应用
CN102604193A (zh) * 2012-04-01 2012-07-25 林祥超 一种空芯木塑笔杆
US9394432B1 (en) * 2015-05-20 2016-07-19 Roderick E. Hughes Composite members and methods for producing same
CN106317770A (zh) * 2015-07-08 2017-01-11 深圳光启创新技术有限公司 预浸料、其制备方法及复合材料
CN108359188A (zh) * 2018-02-23 2018-08-03 大连爱森文教用品有限公司 一种塑料铅笔笔杆的配方
CN109050080A (zh) * 2018-08-08 2018-12-21 安徽得亿文教用品有限公司 一种环保仿木塑料铅笔
CN108997677A (zh) * 2018-08-23 2018-12-14 苏州马培德办公用品制造有限公司 一种易卷削环保型塑料铅笔杆材料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孔萍 等: "《塑料材料》", 31 July 2017, 广东高等教育出版社 *
橡胶工业原材料与装备简明手册编审委员会: "《橡胶工业原材料与装备简明手册 2016年版》", 30 November 2016, 北京理工大学出版社 *
舒万艮: "《有色金属精细化工产品生产与应用》", 31 December 1995, 中南工业大学出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112341688A (zh) * 2020-10-29 2021-02-09 芜湖亚太通用托盘包装有限公司 一种轻质耐用型托盘用木塑复合材料及其制备方法
CN113637360A (zh) * 2021-08-19 2021-11-12 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种笔芯、木材替代物、铅笔及其制备方法
CN113637360B (zh) * 2021-08-19 2023-02-24 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种笔芯、木材替代物、铅笔及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110272634B (zh) 2022-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101747641B (zh) 一种聚乙烯基木塑复合材料及其制备方法
EP2586821B1 (en) Degradable starch-based plastic masterbatch and preparation method thereof
CN100999610B (zh) 木塑复合材料组合物及成型板以及它们的制备方法
CN1113078C (zh) 生物降解发泡塑料材料及其制法
CN100429266C (zh) 可环保塑料合成纸及其制备方法
CN102875853A (zh) 一种可降解塑料及其制备方法
CN110272634A (zh) 一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法
CN101768333B (zh) 一种木塑复合材料及由该木塑复合材料制得的成型板
CN102850815A (zh) 一种硅溶胶表面改性秸秆木塑复合材料的制备方法
CN101717563A (zh) 由玻璃微球填充的聚乳酸材料及其制备方法
CN110128842A (zh) 一种界面改性稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料的制备方法
CN103265818A (zh) 一种木塑复合材料用的复合润滑剂
CN108239324A (zh) 一种生物基秸秆复合塑料及其制备方法
CN108276670A (zh) 一种聚丙烯注塑用低比重填充母料及其制备方法
CN110964337A (zh) 木质素填充塑料组合物、木质素填充塑料颗粒、制品及应用
CN108250696A (zh) 一种纤维素全生物降解吹塑材料及其制备方法
CN107488298A (zh) 一种生物基全降解塑料母料、其制备方法和应用
CN107434867A (zh) 新型低碳可降解片材及其制品
JP5169789B2 (ja) 木粉を含有する成形品の製造方法ならびに成形品
CN110229562B (zh) 一种高强度易擦除树脂铅笔芯及其制备方法
CN110105726A (zh) 一种可全生物降解的一次性餐具及其制造方法
JP2012017426A (ja) 熱可塑性樹脂用改質剤
CN105924999A (zh) 一种增韧型改性木塑复合材料及其制备方法
CN105238088A (zh) 一种纤维素基生物质片材及其制备方法
CN101845165A (zh) 一种阻燃木粉复合高分子热塑性树脂材料的制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant