CN113789063A - 废纸再利用制备木塑复合材料的方法及制备的复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括：造粒，将废旧塑料和废纸放入造粒机中造粒，造粒机各区预先进行温度设置，前三个区的设置温度逐渐升高，第四个区的温度低于第三个区的温度且大于前两个区的温度，模头温度设置成小于第四个区的温度，造粒颗粒物长0.8‑1cm左右；混炼，将母粒和废旧塑料、含量1‑1.5％的PTFE树脂、1.2‑1.4％的钛白粉混合后置于混炼机上混炼，混炼温度在170‑200℃，得到混合物；挤出成型，将混合物置于注塑机中进行注塑成型得到复合材料；注塑机各区预先进行温度设置，注塑压力设置为12‑20MPa。本发明还提供一种上述方法制备的木塑复合材料。本发明的优点在于：摒弃了以往的复杂工艺；且能够提供混合物的自润滑性，提高复合材料的性能。
Description
技术领域
本发明属于复合材料制备领域，特别是一种废纸再利用制备木塑复合材料的方法。
背景技术
随着现代社会的发展及数字印刷技术的进步，用纸量在大量增多，与此同时产生的废纸量也在剧增。据中国造纸协会统计，2018年我国废纸回收总量约为4964万吨，回收率还未达到一半，还有很大一部分废纸未得到充分利用。由于纸张是通过化学木浆制备而成，其与天然植物纤维的性质类似，具有相对低廉的价格和自身的可降解性的优点，可以使其用在新材料方面，对环保和节能减排都有意义。
自塑料制品问世以来就被广泛应用在各个领域，随着塑料制品的消耗量不断增大，其废旧塑料量也在不断增多。废旧塑料的处理方法有填埋、焚烧，这些处理方法均会带来负面影响。因此，对废旧塑料的回收处理方法的趋势是加强其回收再利用，其中木塑复合材料是当前废旧回收塑料的主要应用之一。
木塑复合材料因其具有的良好性能，自问世以来就得到广泛关注与应用，为解决“白色污染”、森林资源不足和促进节能减排等具有重要意义。
公开号为CN 109732736 A的专利申请公开了一种木材与木塑的复合制品制备领域，尤指一种稳固性无渗透木材与木塑制品的复合制备工艺，主要包括以下步骤：S1、制备粘结剂，S2、制备木材制品，S3、制备木塑制品，S4、准备模具，S5、注模成型，S6、复合成型，S7、加铺薄片，S8、防火涂层；本发明所得到的木塑与木材复合制品在粘连层之间稳固粘接后无渗透，可永久性粘接。但是其成本较高。现有也有一些采用废纸制备复合材料的方法，但是制备工艺复杂，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种制备工艺简单、成本低并且性能好的木塑复合材料的制备方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
造粒，将废旧塑料和废纸放入造粒机中造粒，造粒机各区温度顺序设置为：180-200℃、190-210℃、205-225℃、195-215℃，且前三个区的设置温度逐渐升高，第四个区的设置温度低于第三个区的设置温度且大于前两个区的设置温度，模头温度190-200℃，模头温度小于第四个区的设置温度，造粒颗粒物长0.8-1cm左右；
混炼，将母粒和废旧塑料、含量1-1.5％的PTFE树脂、1.2-1.4％的钛白粉混合后置于混炼机上混炼，混炼温度在170-200℃，得到混合物；
挤出成型，将混合物置于注塑机中进行注塑成型得到复合材料；注塑机的温度设置170-210℃、160-200℃、160℃-210℃、160℃-200℃、160℃-200℃、160-180℃，注塑压力设置为12-20MPa。
作为一个优化的技术方案，该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
造粒，将废旧塑料和废纸放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为180℃、190℃、205℃、195℃，模头温度190℃，造粒颗粒物长0.8cm左右；
混炼，将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1:1.2的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为170℃，得到混合物，备用；
挤出成型，将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：170℃、160℃、172℃、160℃、160℃、160℃，注塑压力为12MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
作为另一个优化的技术方案，该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为：185℃、195℃、210℃、200℃，模头温度195℃，得到母粒，其长度0.85cm；
将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.2:1.25的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为180℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：180℃、170℃、184℃、170℃、170℃、164℃，注塑压力为14MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
作为另一个优化的技术方案，该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为：190℃、200℃、215℃、205℃，模头温度200℃，得到母粒，其长度0.9cm；
(2)将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.3:1.3的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为190℃，得到混合物，备用；
(3)将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：190℃、180℃、196℃、180℃、180℃、168℃，注塑压力为16MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
作为另一个优化的技术方案，该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为195℃、205℃、220℃、210℃，模头温度205℃，得到母粒，其长度0.95cm；
将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.4:1.35的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为200℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：200℃、192℃、208℃、190℃、190℃、176℃，注塑压力为18MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
作为另一个优化的技术方案，该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为200℃、210℃、225℃、215℃，模头温度210℃，得到母粒，其长度1cm；
将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.5:1.4的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为210℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：210℃、200℃、210℃、200℃、200℃、180℃，注塑压力为20MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
本发明还提供一种上述任一技术方案制备的木塑复合材料。
本发明的优点在于：
(1)本发明直接将废纸与塑料进行造粒处理，制备废纸-塑料母粒，给出了具体的优化参数设置，摒弃了以往制备成废纸纤维和对废纸纤维进行改性处理的复杂工艺；
(2)本发明提供的造粒制备方法中，通过添加的PTFE树脂，能够提供混合物的自润滑性，且在后续制备复合材料中能够提高复合材料的性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
造粒，将废旧塑料和废纸放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为180℃、190℃、205℃、195℃，模头温度190℃，造粒颗粒物长0.8cm左右；
混炼，将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1:1.2的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为170℃，得到混合物，备用；
挤出成型，将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：170℃、160℃、172℃、160℃、160℃、160℃，注塑压力为12MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
实施例2
该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为：185℃、195℃、210℃、200℃，模头温度195℃，得到母粒，其长度0.85cm；
将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.2:1.25的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为180℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：180℃、170℃、184℃、170℃、170℃、164℃，注塑压力为14MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
实施例3
该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为：190℃、200℃、215℃、205℃，模头温度200℃，得到母粒，其长度0.9cm；
(2)将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.3:1.3的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为190℃，得到混合物，备用；
(3)将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：190℃、180℃、196℃、180℃、180℃、168℃，注塑压力为16MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
实施例4
该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为195℃、205℃、220℃、210℃，模头温度205℃，得到母粒，其长度0.95cm；
将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.4:1.35的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为200℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：200℃、192℃、208℃、190℃、190℃、176℃，注塑压力为18MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
实施例5
该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为200℃、210℃、225℃、215℃，模头温度210℃，得到母粒，其长度1cm；
将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.5:1.4的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为210℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：210℃、200℃、210℃、200℃、200℃、180℃，注塑压力为20MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
对比例1
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为：190℃、200℃、215℃、205℃，模头温度200℃，得到母粒，其长度0.9cm；
将母粒、废旧塑料按1:1.5的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为190℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：190℃、180℃、196℃、180℃、180℃、168℃，注塑压力为16MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测；
对比例2
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为：190℃、200℃、215℃、205℃，模头温度200℃，得到母粒，其长度0.9cm；
将母粒、废旧塑料、PTFE树脂按1:1.5:1.3的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为190℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：190℃、180℃、196℃、180℃、180℃、168℃，注塑压力为16MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测；
对比例3
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为：190℃、200℃、215℃、205℃，模头温度200℃，得到母粒，其长度0.9cm；
将母粒、废旧塑料、钛白粉按1:1.5:1.3的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为190℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：190℃、180℃、196℃、180℃、180℃、168℃，注塑压力为16MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测；
拉伸性能按GB/T 1447—2005测试；弯曲性能按GB/T 1449—2005测试；冲击强度按GB/T 1449—2005测试；摩擦系数按GB/T 3960-2016测试；测试后性能比对如下表：
性能检测对比表
可以看出，添加PTFE树脂以及采用实施例1-5的工艺参数所制备的复合材料表面摩擦系数小，且强力要比未添加的高，这是因为PTFE树脂/钛白粉在复合材料体系中其成核剂的作用，能够提高复合材料的性能(包括热性能)。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种废纸再利用制备木塑复合材料的方法，其特征在于：包括下述步骤：
造粒，将废旧塑料和废纸放入造粒机中造粒，造粒机各区温度顺序设置为：180-200℃、190-210℃、205-225℃、195-215℃，且前三个区的设置温度逐渐升高，第四个区的设置温度低于第三个区的设置温度且大于前两个区的设置温度，模头温度190-200℃，模头温度小于第四个区的设置温度，造粒颗粒物长0.8-1cm左右；
混炼，将母粒和废旧塑料、含量1-1.5％的PTFE树脂、1.2-1.4％的钛白粉混合后置于混炼机上混炼，混炼温度在170-200℃，得到混合物；
挤出成型，将混合物置于注塑机中进行注塑成型得到复合材料；注塑机的温度设置170-210℃、160-200℃、160℃-210℃、160℃-200℃、160℃-200℃、160-180℃，注塑压力设置为12-20MPa。
2.如权利要求1所述的废纸再利用制备木塑复合材料的方法，其特征在于：该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
造粒，将废旧塑料和废纸放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为180℃、190℃、205℃、195℃，模头温度190℃，造粒颗粒物长0.8cm左右；
混炼，将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1:1.2的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为170℃，得到混合物，备用；
挤出成型，将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：170℃、160℃、172℃、160℃、160℃、160℃，注塑压力为12MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
3.如权利要求1所述的废纸再利用制备木塑复合材料的方法，其特征在于：该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为：185℃、195℃、210℃、200℃，模头温度195℃，得到母粒，其长度0.85cm；
将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.2:1.25的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为180℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：180℃、170℃、184℃、170℃、170℃、164℃，注塑压力为14MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
4.如权利要求1所述的废纸再利用制备木塑复合材料的方法，其特征在于：该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为：190℃、200℃、215℃、205℃，模头温度200℃，得到母粒，其长度0.9cm；
(2)将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.3:1.3的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为190℃，得到混合物，备用；
(3)将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：190℃、180℃、196℃、180℃、180℃、168℃，注塑压力为16MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
5.如权利要求1所述的废纸再利用制备木塑复合材料的方法，其特征在于：该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为195℃、205℃、220℃、210℃，模头温度205℃，得到母粒，其长度0.95cm；
将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.4:1.35的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为200℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：200℃、192℃、208℃、190℃、190℃、176℃，注塑压力为18MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
6.如权利要求1所述的废纸再利用制备木塑复合材料的方法，其特征在于：该废纸再利用制备木塑复合材料的方法，包括下述步骤：
将回收的废旧塑料和废纸按2:3比例混合好放入造粒机中造粒，造粒机各区温度设置为200℃、210℃、225℃、215℃，模头温度210℃，得到母粒，其长度1cm；
将母粒、废旧塑料、PTFE树脂、钛白粉按1:1.5:1.5:1.4的比例混合均匀后放入混炼机上混炼，混炼温度为210℃，得到混合物，备用；
将混合物置于注塑机中进行注塑成型，注塑机温度设置为：210℃、200℃、210℃、200℃、200℃、180℃，注塑压力为20MPa，得到哑铃状样品，并对其进行性能检测。
7.一种权利要求1-6任一项所述的废纸再利用制备木塑复合材料的方法制备的木塑复合材料。
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