CN110804266A - 一种甘蔗渣微粉复合增强pvc木塑复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，以甘蔗渣粉作为植物纤维料与PVC树脂通过挤出机中熔融挤出成型得到；本发明方法制备的木塑复合材料具有优异的拉伸性能和冲击性能。
Description
技术领域
本发明属于木塑复合材料技术领域，具体涉及一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料。
背景技术
木塑复合材料是现如今应用较为广泛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、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。
PVC木塑复合材料是木塑复合材料的主要类型，即聚氯乙烯(PVC) 与植物纤维材料通过熔融共混加工而形成的一种复合材料，作为一种 可循环加工的材料，绿色环保，兼有木材和塑料的优良特性。
现有工艺制备的PVC木塑复合材料力学性能相较于普通PVC材料差距较大，植物纤维材料与PVC树脂复合后，容易产生应力集中现象，造成复合材料力学性格下降。
发明内容
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，以甘蔗渣粉作为植物纤维料与PVC树脂通过挤出机中熔融挤出成型得到；
所述甘蔗渣粉由干燥后的甘蔗渣经过低温超微粉碎处理得到。
所述干燥后的甘蔗渣由新鲜甘蔗渣经过偶联剂溶液在60-70℃下浸渍处理1小时后，然后进行过滤，真空干燥至恒重，即得。
所述偶联剂溶液为质量分数为8-10%的有机硅烷偶联剂溶液。
所述真空干燥温度为50℃。
所述低温超微粉碎为在6-7℃下粉碎至粒度为0.15μm。
所述甘蔗渣粉与PVC树脂混合重量份比为1:1.5-1.8。
所述聚丙烯酸树脂复合微球增强PVC木塑复合材料还包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉。
所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉添加量为PVC树脂质量的5-8%。
所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉制备方法为：
将纳米沸石粉均匀分散到质量分数为40%的乙醇溶液中，其中，纳米沸石粉与乙醇溶液混合比例为40g：300ml，添加纳米沸石粉质量10%的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在45℃下，以500r/min转速搅拌反应30min，然后再添加纳米沸石粉质量12%的甲基丙烯酸甲酯和1%的过氧化甲苯酰，继续搅拌反应2小时，然后，进行过滤，水洗，在55℃下，烘干至恒重，即得。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，通过采用有机硅烷偶联剂溶液对甘蔗渣进行浸渍处理，能够有效的对甘蔗渣表面基团进行改性处理，提高了甘蔗渣与高分子聚合物之间的界面相容性，通过采用低温超微粉碎处理甘蔗渣，能够得到微细甘蔗渣粉，通过在经过有机硅烷偶联剂处理后，能够在PVC树脂体系中相对均匀的分散，通过在γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉作为分散促进调节作用下，能够更好的避免了甘蔗渣粉在高分子聚合物中的结团可能性，从而不容易产生应力集中现象，尤其是，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉的存在，能够更好的加强甘蔗渣纤维与PVC大分子界面结合性，大量减少了二者之间弱界面，进而使得需要更大的拉伸负载和更多的破坏能才能够对木塑复合材料内部产生裂纹，因此，制备的木塑复合材料表现出优异的拉伸与冲击强度。
具体实施方式
本发明提供了一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，以甘蔗渣粉作为植物纤维料与PVC树脂通过挤出机中熔融挤出成型得到；
挤出机主机转速为56r/min， 喂料机转速为5r/min ；挤出机成型温度是，一区150℃-155℃,二区150℃-155℃，三区160℃-165℃，四区160℃-165℃，五区170℃-175℃，六区180℃-185℃，机头185℃。
所述甘蔗渣粉由干燥后的甘蔗渣经过低温超微粉碎处理得到。
所述干燥后的甘蔗渣由新鲜甘蔗渣经过偶联剂溶液在60-70℃下浸渍处理1小时后，然后进行过滤，真空干燥至恒重，即得，通过采用有机硅烷偶联剂溶液对甘蔗渣进行浸渍处理，能够有效的对甘蔗渣表面基团进行改性处理，提高了甘蔗渣与高分子聚合物之间的界面相容性，通过采用低温超微粉碎处理甘蔗渣，能够得到微细甘蔗渣粉，通过在经过有机硅烷偶联剂处理后，能够在PVC树脂体系中相对均匀的分散，通过在γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉作为分散促进调节作用下，能够更好的避免了甘蔗渣粉在高分子聚合物中的结团可能性，从而不容易产生应力集中现象，尤其是，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉的存在，能够更好的加强甘蔗渣纤维与PVC大分子界面结合性，大量减少了二者之间弱界面，进而使得需要更大的拉伸负载和更多的破坏能才能够对木塑复合材料内部产生裂纹，因此，制备的木塑复合材料表现出优异的拉伸与冲击强度。
所述偶联剂溶液为质量分数为8-10%的有机硅烷偶联剂溶液。
所述真空干燥温度为50℃。
所述低温超微粉碎为在6-7℃下粉碎至粒度为0.15μm。
所述甘蔗渣粉与PVC树脂混合重量份比为1:1.5-1.8。
所述聚丙烯酸树脂复合微球增强PVC木塑复合材料还包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉。
所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉添加量为PVC树脂质量的5-8%。
所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉制备方法为：
将纳米沸石粉均匀分散到质量分数为40%的乙醇溶液中，其中，纳米沸石粉与乙醇溶液混合比例为40g：300ml，添加纳米沸石粉质量10%的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在45℃下，以500r/min转速搅拌反应30min，然后再添加纳米沸石粉质量12%的甲基丙烯酸甲酯和1%的过氧化甲苯酰，继续搅拌反应2小时，然后，进行过滤，水洗，在55℃下，烘干至恒重，即得。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料进行具体地描述：
实施例1
本申请甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，以甘蔗渣粉作为植物纤维料与PVC树脂通过挤出机中熔融挤出成型得到，甘蔗渣粉与PVC树脂混合重量份比为1:1.5；
所述甘蔗渣粉由干燥后的甘蔗渣经过低温超微粉碎处理得到，低温超微粉碎为在6℃下粉碎至粒度为0.15μm，干燥后的甘蔗渣由新鲜甘蔗渣经过偶联剂溶液在60℃下浸渍处理1小时后，然后进行过滤，真空干燥至恒重，真空干燥温度为50℃，即得，偶联剂溶液为质量分数为8-10%的有机硅烷偶联剂溶液。
挤出机主机转速为56r/min， 喂料机转速为5r/min ；挤出机成型温度是，一区150℃,二区150℃，三区160℃，四区160℃，五区170℃，六区180℃，机头185℃。
实施例2
本申请甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，以甘蔗渣粉作为植物纤维料与PVC树脂通过挤出机中熔融挤出成型得到，甘蔗渣粉与PVC树脂混合重量份比为1: 1.8；
所述甘蔗渣粉由干燥后的甘蔗渣经过低温超微粉碎处理得到，低温超微粉碎为在7℃下粉碎至粒度为0.15μm，干燥后的甘蔗渣由新鲜甘蔗渣经过偶联剂溶液在70℃下浸渍处理1小时后，然后进行过滤，真空干燥至恒重，真空干燥温度为50℃，即得，偶联剂溶液为质量分数为10%的有机硅烷偶联剂溶液。
挤出机主机转速为56r/min， 喂料机转速为5r/min ；挤出机成型温度是，一区155℃,二区155℃，三区165℃，四区165℃，五区175℃，六区185℃，机头185℃。
实施例3
本申请甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，以甘蔗渣粉作为植物纤维料与PVC树脂通过挤出机中熔融挤出成型得到，甘蔗渣粉与PVC树脂混合重量份比为1:1.6；
所述甘蔗渣粉由干燥后的甘蔗渣经过低温超微粉碎处理得到，低温超微粉碎为在6.5℃下粉碎至粒度为0.15μm，干燥后的甘蔗渣由新鲜甘蔗渣经过偶联剂溶液在62℃下浸渍处理1小时后，然后进行过滤，真空干燥至恒重，真空干燥温度为50℃，即得，偶联剂溶液为质量分数为9%的有机硅烷偶联剂溶液。
挤出机主机转速为56r/min， 喂料机转速为5r/min ；挤出机成型温度是，一区152℃,二区152℃，三区162℃，四区162℃，五区172℃，六区182℃，机头185℃。
实施例4：
本申请一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，以甘蔗渣粉作为植物纤维料、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉与PVC树脂通过挤出机中熔融挤出成型得到，甘蔗渣粉与PVC树脂混合重量份比为1:1.6，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉添加量为PVC树脂质量的7%；
所述甘蔗渣粉由干燥后的甘蔗渣经过低温超微粉碎处理得到，低温超微粉碎为在6.5℃下粉碎至粒度为0.15μm，干燥后的甘蔗渣由新鲜甘蔗渣经过偶联剂溶液在65℃下浸渍处理1小时后，然后进行过滤，真空干燥至恒重，真空干燥温度为50℃，即得，偶联剂溶液为质量分数为9%的有机硅烷偶联剂溶液。
挤出机主机转速为56r/min， 喂料机转速为5r/min ；挤出机成型温度是，一区152℃,二区152℃，三区162℃，四区162℃，五区172℃，六区182℃，机头185℃。
γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉制备方法为：
将纳米沸石粉均匀分散到质量分数为40%的乙醇溶液中，其中，纳米沸石粉与乙醇溶液混合比例为40g：300ml，添加纳米沸石粉质量10%的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在45℃下，以500r/min转速搅拌反应30min，然后再添加纳米沸石粉质量12%的甲基丙烯酸甲酯和1%的过氧化甲苯酰，继续搅拌反应2小时，然后，进行过滤，水洗，在55℃下，烘干至恒重，即得。
对实施例相同规格的试样（80mm×10mm×30mm）进行拉伸性能和冲击性能检测：
采用万能试验机CMT-6104，按照GB/T1040.4-2006规定的实验条件测试拉伸强度，拉伸速率为2.2mm/min；
采用简支梁冲击试验机XJJ-5，按照GB/T1043.1-2008测试冲击强度，冲击速率为2.8m/s，冲击能量为2.5J；
表1
| 拉伸强度/MPa | 冲击强度kJ/m<sup>2</sup> | |
| 实施例1 | 18.97 | 5.13 |
| 实施例2 | 19.35 | 4.96 |
| 实施例3 | 20.02 | 5.52 |
由表1可以看出，本发明方法制备的木塑复合材料具有优异的拉伸性能和冲击性能。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，其特征在于，以甘蔗渣粉作为植物纤维料与PVC树脂通过挤出机中熔融挤出成型得到；
所述甘蔗渣粉由干燥后的甘蔗渣经过低温超微粉碎处理得到。
2.如权利要求1所述的一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，其特征在于，所述干燥后的甘蔗渣由新鲜甘蔗渣经过偶联剂溶液在60-70℃下浸渍处理1小时后，然后进行过滤，真空干燥至恒重，即得。
3.根据权利要求2所述的一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，其特征在于，所述偶联剂溶液为质量分数为8-10%的有机硅烷偶联剂溶液。
4.根据权利要求2所述的一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，其特征在于，所述真空干燥温度为50℃。
5.根据权利要求1所述的一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，其特征在于，所述低温超微粉碎为在6-7℃下粉碎至粒度为0.15μm。
6.根据权利要求1所述的一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，其特征在于，所述甘蔗渣粉与PVC树脂混合重量份比为1:1.5-1.8。
7.根据权利要求1所述的一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，其特征在于，所述聚丙烯酸树脂复合微球增强PVC木塑复合材料还包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉。
8.根据权利要求7所述的一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，其特征在于，所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉添加量为PVC树脂质量的5-8%。
9.根据权利要求7所述的一种甘蔗渣微粉复合增强PVC木塑复合材料，其特征在于，所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷复合纳米沸石粉制备方法为：
将纳米沸石粉均匀分散到质量分数为40%的乙醇溶液中，其中，纳米沸石粉与乙醇溶液混合比例为40g：300ml，添加纳米沸石粉质量10%的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在45℃下，以500r/min转速搅拌反应30min，然后再添加纳米沸石粉质量12%的甲基丙烯酸甲酯和1%的过氧化甲苯酰，继续搅拌反应2小时，然后，进行过滤，水洗，在55℃下，烘干至恒重，即得。
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|---|---|---|---|---|
| CN113105701A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-13 | 长兴光宏新材料科技有限公司 | 一种pvc/甘蔗渣复合材料的制备方法 |
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| CN113105701A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-13 | 长兴光宏新材料科技有限公司 | 一种pvc/甘蔗渣复合材料的制备方法 |
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