CN116749295A - 一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺。一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺包括以下步骤：混合柠檬酸和酶解木质素水溶液；加热进行反应再透析和干燥；高锰酸钾氧化石墨粉并真空冷冻干燥；熔融并碰撞混合；浸泡两次并干燥制备复合板材。本发明通过将废弃的酶解木质素水溶液与柠檬酸混合，再加热进行反应，经过抽滤、透析和干燥后得到物料A，该物料A具有优异的抗紫外线和抗氧化能力，将该物料A溶解后对板材进行浸泡，能够在板材表面交联形成保护层，高效吸收紫外线，达到提高板材抗紫外线老化性能的效果，以提高板材的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺。
背景技术
热塑性树脂是具有受热软化、冷却硬化性能的一种高分子材料，它加工成型简便、具有较高的机械能，而且具有良好的可循环、可回收和可重复利用性能，因此，以热塑性树脂为原料制备的板材具有绿色环保的优点。
目前，现有的以热塑性树脂为原料制作复合板材的方法，大都从改善板材的阻燃性和耐高温等性能入手，鲜少有提高复合板材抗紫外线老化性能的方法，以热塑性树脂为原料制备的室外使用板材，其由于长期遭受太阳照射，因而易受紫外线辐射而快速老化，从而大大缩短了其使用寿命。
因此，我们提出了一种紫外线吸收效率高的抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，以延长复合板材的使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺。
一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，包括如下步骤：
S1：混合柠檬酸和酶解木质素水溶液
将柠檬酸和酶解木质素水溶液按料液比1～2:20～25g/mL一起加入搅拌机中，以500～850r/min的速率搅拌20～30min，然后将超声波探头探入搅拌机中，超声处理5～10min，得到混合溶液；
S2：加热进行反应再透析和干燥
将上述混合溶液加热进行反应，冷却后，再进行抽滤，然后将得到的滤液进行透析，最后经过冷冻干燥，得到物料A；
S3：高锰酸钾氧化石墨粉并真空冷冻干燥
将浓硫酸和浓磷酸混合，再加入石墨粉和高锰酸钾，水浴加热进行反应，再加入双氧水和盐酸进行反应，然后经过静置分层、洗涤和真空冷冻干燥，得到物料B；
S4：熔融并碰撞混合
将聚氯乙烯树脂和聚偏氟乙烯树脂分别熔融，再碰撞混合，然后加入上述物料B，并搅拌混合，经过挤出成型和冷却固化，得到前驱板材；
S5：浸泡两次并干燥制备复合板材
将上述前驱板材置于氢氧化钠溶液中进行第一次浸泡，再置于聚乙烯醇、柠檬酸水溶液、催化剂、上述物料A和去离子水制备的混合处理液中，进行第二次浸泡，烘干后，得到复合板材。
进一步地，步骤S2的加热进行反应再透析和干燥，具体包括如下步骤：
S2.1：将步骤S1制得的混合溶液加入反应器中，反应器内的重力传感器检测到混合溶液加入后，重力传感器向控制器发送信号；
S2.2：控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制加热器开启，加热器将混合溶液加热至200～250℃，保温反应8～10h后，控制器控制加热器关闭，随后进行自然冷却，得到中间体A；
S2.3：当反应器内的温度传感器检测到上述中间体A的温度为25～30℃时，温度传感器向控制器发送信号；
S2.4：控制器接收到温度传感器发送的信号后，控制抽滤装置开启，对中间体A进行抽滤，滤液通过滤膜进入到透析袋中；
S2.5：将上述透析袋放入水槽中，进行透析，得到中间体B；
S2.6：将上述中间体B置于冷冻干燥机中，调节机内温度为-30～-20℃，冷冻5～10h，然后调节机内温度为-65～-50℃，压力为15～20MPa，处理35～45h，得到物料A。
进一步地，步骤S3的高锰酸钾氧化石墨粉并真空冷冻干燥，具体包括如下步骤：
S3.1：将浓硫酸和浓磷酸按体积比10～12:1加入水浴反应罐的反应层中，再将石墨粉和高锰酸钾按质量比1～2:5～10加入水浴反应罐的反应层中；
S3.2：向水浴反应罐的水浴层中通入热的循环水，对反应层加热，进行反应，得到中间体C；
S3.3：将水浴层中的循环水排出，再向上述中间体C中加入冰块，用搅拌器搅拌混合；
S3.4：通过液压泵向反应层内匀速泵入双氧水和盐酸，反应1～2h，静置分层，用抽水机将上清液抽出；
S3.5：反复向反应层中通入去离子水洗涤，再进行离心过滤，并检测排出的滤液；
S3.6：直至检测到排出的滤液PH＝6～7，停止向反应层中通入去离子水，启动反应层内的制冷机和真空泵，对滤渣进行真空冷冻干燥，得到物料B。
进一步地，步骤S4的熔融并碰撞混合，具体包括如下步骤：
S4.1：将聚氯乙烯树脂加入螺杆挤出机的第一熔层中，进行熔融，得到聚氯乙烯熔体；
S4.2：将聚偏氟乙烯树脂加入螺杆挤出机的第二熔层中，进行熔融，得到聚偏氟乙烯熔体；
S4.3：通过上述第一熔层上的第一计量泵量取聚氯乙烯熔体，并通过上述第二熔层上的第二计量泵量取聚偏氟乙烯熔体；
S4.4：第一计量泵和第二计量泵分别将聚氯乙烯熔体和聚偏氟乙烯熔体按体积比1～2:1快速挤入螺杆挤出机的混合仓内，进行碰撞混合；
S4.5：将步骤S3.6制得的物料B加入混合仓中，通过混合仓内的搅拌装置搅拌混合，得到混合熔体；
S4.6：启动混合仓内的加压泵，将混合熔体压入螺杆挤出机的机头处，混合熔体在机头处挤出成型，得到熔体板材；
S4.7：上述熔体板材挤出后进入到制冷箱内迅速冷却固化，并切割成预设尺寸，得到前驱板材。
进一步地，步骤S5的浸泡两次并干燥制备复合板材，具体包括如下步骤：
S5.1：将氢氧化钠溶液加入浸泡箱的浸泡室中，再将上述前驱板材置于氢氧化钠溶液中，浸泡30～40min；
S5.2：打开浸泡室的出液阀门，将氢氧化钠溶液排出，然后关闭出液阀门，向浸泡室通入热风，对氢氧化钠溶液浸泡后的前驱板材进行烘干，得到一次浸出板材；
S5.3：将步骤S2.6制得的物料A和聚乙烯醇按质量比1:4～5溶于浸泡箱上部混液室内的去离子水中，通过混液室内的搅拌器搅拌混合；
S5.4：向混液室中加入柠檬酸水溶液和催化剂，通过搅拌器继续搅拌混合，得到混合处理液；
S5.5：打开混液室的出料阀门，将上述混合处理液排入浸泡室中，通过浸泡室内的加热器将上述混合处理液加热至35～50℃，保温并将一次浸出板材浸泡2～3h，进行表面交联反应，得到二次浸出板材；
S5.6：反应完成后，再次打开出液阀门，将浸泡室中的液体排出，然后关闭出液阀门，并向浸泡室内通入热风，对上述二次浸出板材进行烘干，得到复合板材。
进一步地，步骤5.4中表面交联反应完成后，通过抽水机将剩余热的废混合处理液从步骤S3.2中水浴反应罐的左侧匀速抽入水浴层中，对水浴反应罐的反应层进行加热，随后热的废混合处理液温度降低，并从水浴反应罐的右侧通过导管排入配料机中，通过配料机向废混合处理液中补充物料A、聚乙烯醇、柠檬酸水溶液和催化剂，重新配制成新的混合处理液，并对该新的混合处理液进行加热，以再次对一次浸出板材进行浸泡，然后将再次浸泡后得到的热的废混合处理液抽入水浴层中，对反应层进行加热，以此不断循环。
进一步地，透析袋在水槽中进行透析时，水槽每隔3～4h换一次水。
进一步地，催化剂为浓盐酸。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明通过将废弃的酶解木质素水溶液与柠檬酸混合，再加热进行反应，经过抽滤、透析和干燥后得到物料A，该物料A具有优异的抗紫外线和抗氧化能力，将该物料A溶解后对板材进行浸泡，能够在板材表面交联形成保护层，高效吸收紫外线，达到提高板材抗紫外线老化性能的效果，以提高板材的使用寿命。
2、本发明通过用高锰酸钾氧化石墨粉制备的物料B具有紫外线屏蔽功能，将该物料B混入熔体中制备板材，能够进一步加强所制得板材的抗紫外线性能。
3、本发明通过将具有良好的热稳定性、力学性能和耐候性的聚偏氟乙烯树脂与聚氯乙烯树脂熔融混合制备的复合板材，具有优异的耐热性和刚性，从而进一步延长了该复合板材的使用寿命。
4、本发明通过利用表面交联反应完成后剩余热的废混合处理液对水浴反应罐的反应层进行水浴加热，再将温度降低后的废混合处理液重新配制成混合处理液，以浸泡一次浸出板材，达到资源循环利用的效果。
附图说明
图1为本发明实施例所采用的抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1：混合柠檬酸和酶解木质素水溶液
将柠檬酸和酶解木质素水溶液按料液比1:20g/mL一起加入搅拌机中，以500r/min的速率搅拌20min，然后将超声波探头探入搅拌机中，超声处理5min，得到混合溶液；
S2：加热进行反应再透析和干燥
将上述混合溶液加入反应器中，反应器内的重力传感器检测到混合溶液加入后，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制加热器开启，加热器将混合溶液加热至200℃，保温反应8h后，控制器控制加热器关闭，随后进行自然冷却，得到中间体A，当反应器内的温度传感器检测到中间体A的温度为25℃时，温度传感器向控制器发送信号，控制器接收到温度传感器发送的信号后，控制抽滤装置开启，对中间体A进行抽滤，滤液通过滤膜进入到透析袋中，再将透析袋放入水槽中，进行透析，其中，透析袋在水槽中进行透析时，水槽每隔3h换一次水，得到中间体B，然后将该中间体B置于冷冻干燥机中，调节机内温度为-30℃，冷冻5h，然后调节机内温度为-65℃，压力为15MPa，处理35h，得到物料A，通过将废弃的酶解木质素水溶液与柠檬酸混合，再加热进行反应，经过抽滤、透析和干燥后得到物料A，该物料A具有优异的抗紫外线和抗氧化能力，将该物料A溶解后对板材进行浸泡，能够在板材表面交联形成保护层，高效吸收紫外线，达到提高板材抗紫外线老化性能的效果，以提高板材的使用寿命；
S3：高锰酸钾氧化石墨粉并真空冷冻干燥
将浓硫酸和浓磷酸按体积比10:1加入水浴反应罐的反应层中，再将石墨粉和高锰酸钾按质量比1:5加入水浴反应罐的反应层中，向水浴反应罐的水浴层中通入热的循环水，对反应层加热，进行反应，得到中间体C，然后将水浴层中的循环水排出，再向中间体C中加入冰块，用搅拌器搅拌混合，再通过液压泵向反应层内匀速泵入双氧水和盐酸，反应1h，静置分层，用抽水机将上清液抽出，反复向反应层中通入去离子水洗涤，再进行离心过滤，并检测排出的滤液，直至检测到排出的滤液PH＝7，停止向反应层中通入去离子水，启动反应层内的制冷机和真空泵，对滤渣进行真空冷冻干燥，得到物料B，通过用高锰酸钾氧化石墨粉制备的物料B具有紫外线屏蔽功能，将该物料B混入熔体中制备板材，能够进一步加强所制得板材的抗紫外线性能；
S4：熔融并碰撞混合
将聚氯乙烯树脂加入螺杆挤出机的第一熔层中，进行熔融，得到聚氯乙烯熔体，同时，将聚偏氟乙烯树脂加入螺杆挤出机的第二熔层中，进行熔融，得到聚偏氟乙烯熔体，然后通过上述第一熔层上的第一计量泵量取聚氯乙烯熔体，并通过上述第二熔层上的第二计量泵量取聚偏氟乙烯熔体，第一计量泵和第二计量泵分别将聚氯乙烯熔体和聚偏氟乙烯熔体按体积比1:1快速挤入螺杆挤出机的混合仓内，进行碰撞混合，再将上述物料B加入混合仓中，通过混合仓内的搅拌装置搅拌混合，得到混合熔体，启动混合仓内的加压泵，将混合熔体压入螺杆挤出机的机头处，混合熔体在机头处挤出成型，得到熔体板材，该熔体板材挤出后进入到制冷箱内迅速冷却固化，并切割成预设尺寸，得到前驱板材，通过将具有良好的热稳定性、力学性能和耐候性的聚偏氟乙烯树脂与聚氯乙烯树脂熔融混合制备的复合板材，具有优异的耐热性和刚性，从而进一步延长了该复合板材的使用寿命；
S5：浸泡两次并干燥制备复合板材
将氢氧化钠溶液加入浸泡箱的浸泡室中，再将上述前驱板材置于氢氧化钠溶液中，浸泡30min后，打开浸泡室的出液阀门，将氢氧化钠溶液排出，然后关闭出液阀门，向浸泡室通入热风，对氢氧化钠溶液浸泡后的前驱板材进行烘干，得到一次浸出板材，然后将上述物料A和聚乙烯醇按质量比1:4溶于浸泡箱上部混液室内的去离子水中，通过混液室内的搅拌器搅拌混合，向混液室中加入柠檬酸水溶液和催化剂，通过搅拌器继续搅拌混合，得到混合处理液，然后打开混液室的出料阀门，将上述混合处理液排入浸泡室中，通过浸泡室内的加热器将上述混合处理液加热至35℃，保温并将一次浸出板材浸泡2h，进行表面交联反应，得到二次浸出板材，反应完成后，通过抽水机将剩余热的废混合处理液从步骤S3中水浴反应罐的左侧匀速抽入水浴层中，对水浴反应罐的反应层进行加热，随后热的废混合处理液温度降低，并从水浴反应罐的右侧通过导管排入配料机中，通过配料机向废混合处理液中补充物料A、聚乙烯醇、柠檬酸水溶液和催化剂，重新配制成新的混合处理液，并对该新的混合处理液进行加热，以再次对一次浸出板材进行浸泡，然后将再次浸泡后得到的热的废混合处理液抽入水浴层中，对反应层进行加热，以此不断循环，然后再次打开出液阀门，将浸泡室中的液体排出，然后关闭出液阀门，并向浸泡室内通入热风，对二次浸出板材进行烘干，得到复合板材，通过利用表面交联反应完成后剩余热的废混合处理液对水浴反应罐的反应层进行水浴加热，再将温度降低后的废混合处理液重新配制成混合处理液，以浸泡一次浸出板材，达到资源循环利用的效果。
实施例2
一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1：混合柠檬酸和酶解木质素水溶液
将柠檬酸和酶解木质素水溶液按料液比2:25g/mL一起加入搅拌机中，以500r/min的速率搅拌20min，然后将超声波探头探入搅拌机中，超声处理5min，得到混合溶液；
S2：加热进行反应再透析和干燥
将上述混合溶液加入反应器中，反应器内的重力传感器检测到混合溶液加入后，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制加热器开启，加热器将混合溶液加热至250℃，保温反应8h后，控制器控制加热器关闭，随后进行自然冷却，得到中间体A，当反应器内的温度传感器检测到中间体A的温度为30℃时，温度传感器向控制器发送信号，控制器接收到温度传感器发送的信号后，控制抽滤装置开启，对中间体A进行抽滤，滤液通过滤膜进入到透析袋中，再将透析袋放入水槽中，进行透析，其中，透析袋在水槽中进行透析时，水槽每隔3h换一次水，得到中间体B，然后将该中间体B置于冷冻干燥机中，调节机内温度为-20℃，冷冻5h，然后调节机内温度为-50℃，压力为15MPa，处理35h，得到物料A，通过将废弃的酶解木质素水溶液与柠檬酸混合，再加热进行反应，经过抽滤、透析和干燥后得到物料A，该物料A具有优异的抗紫外线和抗氧化能力，将该物料A溶解后对板材进行浸泡，能够在板材表面交联形成保护层，高效吸收紫外线，达到提高板材抗紫外线老化性能的效果，以提高板材的使用寿命；
S3：高锰酸钾氧化石墨粉并真空冷冻干燥
将浓硫酸和浓磷酸按体积比12:1加入水浴反应罐的反应层中，再将石墨粉和高锰酸钾按质量比2:5加入水浴反应罐的反应层中，向水浴反应罐的水浴层中通入热的循环水，对反应层加热，进行反应，得到中间体C，然后将水浴层中的循环水排出，再向中间体C中加入冰块，用搅拌器搅拌混合，再通过液压泵向反应层内匀速泵入双氧水和盐酸，反应1h，静置分层，用抽水机将上清液抽出，反复向反应层中通入去离子水洗涤，再进行离心过滤，并检测排出的滤液，直至检测到排出的滤液PH＝7，停止向反应层中通入去离子水，启动反应层内的制冷机和真空泵，对滤渣进行真空冷冻干燥，得到物料B，通过用高锰酸钾氧化石墨粉制备的物料B具有紫外线屏蔽功能，将该物料B混入熔体中制备板材，能够进一步加强所制得板材的抗紫外线性能；
S4：熔融并碰撞混合
将聚氯乙烯树脂加入螺杆挤出机的第一熔层中，进行熔融，得到聚氯乙烯熔体，同时，将聚偏氟乙烯树脂加入螺杆挤出机的第二熔层中，进行熔融，得到聚偏氟乙烯熔体，然后通过上述第一熔层上的第一计量泵量取聚氯乙烯熔体，并通过上述第二熔层上的第二计量泵量取聚偏氟乙烯熔体，第一计量泵和第二计量泵分别将聚氯乙烯熔体和聚偏氟乙烯熔体按体积比2:1快速挤入螺杆挤出机的混合仓内，进行碰撞混合，再将上述物料B加入混合仓中，通过混合仓内的搅拌装置搅拌混合，得到混合熔体，启动混合仓内的加压泵，将混合熔体压入螺杆挤出机的机头处，混合熔体在机头处挤出成型，得到熔体板材，该熔体板材挤出后进入到制冷箱内迅速冷却固化，并切割成预设尺寸，得到前驱板材，通过将具有良好的热稳定性、力学性能和耐候性的聚偏氟乙烯树脂与聚氯乙烯树脂熔融混合制备的复合板材，具有优异的耐热性和刚性，从而进一步延长了该复合板材的使用寿命；
S5：浸泡两次并干燥制备复合板材
将氢氧化钠溶液加入浸泡箱的浸泡室中，再将上述前驱板材置于氢氧化钠溶液中，浸泡30min后，打开浸泡室的出液阀门，将氢氧化钠溶液排出，然后关闭出液阀门，向浸泡室通入热风，对氢氧化钠溶液浸泡后的前驱板材进行烘干，得到一次浸出板材，然后将上述物料A和聚乙烯醇按质量比1:5溶于浸泡箱上部混液室内的去离子水中，通过混液室内的搅拌器搅拌混合，向混液室中加入柠檬酸水溶液和催化剂，通过搅拌器继续搅拌混合，得到混合处理液，然后打开混液室的出料阀门，将上述混合处理液排入浸泡室中，通过浸泡室内的加热器将上述混合处理液加热至35℃，保温并将一次浸出板材浸泡2h，进行表面交联反应，得到二次浸出板材，反应完成后，通过抽水机将剩余热的废混合处理液从步骤S3中水浴反应罐的左侧匀速抽入水浴层中，对水浴反应罐的反应层进行加热，随后热的废混合处理液温度降低，并从水浴反应罐的右侧通过导管排入配料机中，通过配料机向废混合处理液中补充物料A、聚乙烯醇、柠檬酸水溶液和催化剂，重新配制成新的混合处理液，并对该新的混合处理液进行加热，以再次对一次浸出板材进行浸泡，然后将再次浸泡后得到的热的废混合处理液抽入水浴层中，对反应层进行加热，以此不断循环，然后再次打开出液阀门，将浸泡室中的液体排出，然后关闭出液阀门，并向浸泡室内通入热风，对二次浸出板材进行烘干，得到复合板材，通过利用表面交联反应完成后剩余热的废混合处理液对水浴反应罐的反应层进行水浴加热，再将温度降低后的废混合处理液重新配制成混合处理液，以浸泡一次浸出板材，达到资源循环利用的效果。
实施例3
一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1：混合柠檬酸和酶解木质素水溶液
将柠檬酸和酶解木质素水溶液按料液比1:20g/mL一起加入搅拌机中，以850r/min的速率搅拌20min，然后将超声波探头探入搅拌机中，超声处理5min，得到混合溶液；
S2：加热进行反应再透析和干燥
将上述混合溶液加入反应器中，反应器内的重力传感器检测到混合溶液加入后，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制加热器开启，加热器将混合溶液加热至200℃，保温反应10h后，控制器控制加热器关闭，随后进行自然冷却，得到中间体A，当反应器内的温度传感器检测到中间体A的温度为25℃时，温度传感器向控制器发送信号，控制器接收到温度传感器发送的信号后，控制抽滤装置开启，对中间体A进行抽滤，滤液通过滤膜进入到透析袋中，再将透析袋放入水槽中，进行透析，其中，透析袋在水槽中进行透析时，水槽每隔4h换一次水，得到中间体B，然后将该中间体B置于冷冻干燥机中，调节机内温度为-30℃，冷冻10h，然后调节机内温度为-65℃，压力为15MPa，处理45h，得到物料A，通过将废弃的酶解木质素水溶液与柠檬酸混合，再加热进行反应，经过抽滤、透析和干燥后得到物料A，该物料A具有优异的抗紫外线和抗氧化能力，将该物料A溶解后对板材进行浸泡，能够在板材表面交联形成保护层，高效吸收紫外线，达到提高板材抗紫外线老化性能的效果，以提高板材的使用寿命；
S3：高锰酸钾氧化石墨粉并真空冷冻干燥
将浓硫酸和浓磷酸按体积比10:1加入水浴反应罐的反应层中，再将石墨粉和高锰酸钾按质量比1:5加入水浴反应罐的反应层中，向水浴反应罐的水浴层中通入热的循环水，对反应层加热，进行反应，得到中间体C，然后将水浴层中的循环水排出，再向中间体C中加入冰块，用搅拌器搅拌混合，再通过液压泵向反应层内匀速泵入双氧水和盐酸，反应2h，静置分层，用抽水机将上清液抽出，反复向反应层中通入去离子水洗涤，再进行离心过滤，并检测排出的滤液，直至检测到排出的滤液PH＝7，停止向反应层中通入去离子水，启动反应层内的制冷机和真空泵，对滤渣进行真空冷冻干燥，得到物料B，通过用高锰酸钾氧化石墨粉制备的物料B具有紫外线屏蔽功能，将该物料B混入熔体中制备板材，能够进一步加强所制得板材的抗紫外线性能；
S4：熔融并碰撞混合
将聚氯乙烯树脂加入螺杆挤出机的第一熔层中，进行熔融，得到聚氯乙烯熔体，同时，将聚偏氟乙烯树脂加入螺杆挤出机的第二熔层中，进行熔融，得到聚偏氟乙烯熔体，然后通过上述第一熔层上的第一计量泵量取聚氯乙烯熔体，并通过上述第二熔层上的第二计量泵量取聚偏氟乙烯熔体，第一计量泵和第二计量泵分别将聚氯乙烯熔体和聚偏氟乙烯熔体按体积比1:1快速挤入螺杆挤出机的混合仓内，进行碰撞混合，再将上述物料B加入混合仓中，通过混合仓内的搅拌装置搅拌混合，得到混合熔体，启动混合仓内的加压泵，将混合熔体压入螺杆挤出机的机头处，混合熔体在机头处挤出成型，得到熔体板材，该熔体板材挤出后进入到制冷箱内迅速冷却固化，并切割成预设尺寸，得到前驱板材，通过将具有良好的热稳定性、力学性能和耐候性的聚偏氟乙烯树脂与聚氯乙烯树脂熔融混合制备的复合板材，具有优异的耐热性和刚性，从而进一步延长了该复合板材的使用寿命；
S5：浸泡两次并干燥制备复合板材
将氢氧化钠溶液加入浸泡箱的浸泡室中，再将上述前驱板材置于氢氧化钠溶液中，浸泡30min后，打开浸泡室的出液阀门，将氢氧化钠溶液排出，然后关闭出液阀门，向浸泡室通入热风，对氢氧化钠溶液浸泡后的前驱板材进行烘干，得到一次浸出板材，然后将上述物料A和聚乙烯醇按质量比1:4溶于浸泡箱上部混液室内的去离子水中，通过混液室内的搅拌器搅拌混合，向混液室中加入柠檬酸水溶液和催化剂，通过搅拌器继续搅拌混合，得到混合处理液，然后打开混液室的出料阀门，将上述混合处理液排入浸泡室中，通过浸泡室内的加热器将上述混合处理液加热至50℃，保温并将一次浸出板材浸泡3h，进行表面交联反应，得到二次浸出板材，反应完成后，通过抽水机将剩余热的废混合处理液从步骤S3中水浴反应罐的左侧匀速抽入水浴层中，对水浴反应罐的反应层进行加热，随后热的废混合处理液温度降低，并从水浴反应罐的右侧通过导管排入配料机中，通过配料机向废混合处理液中补充物料A、聚乙烯醇、柠檬酸水溶液和催化剂，重新配制成新的混合处理液，并对该新的混合处理液进行加热，以再次对一次浸出板材进行浸泡，然后将再次浸泡后得到的热的废混合处理液抽入水浴层中，对反应层进行加热，以此不断循环，然后再次打开出液阀门，将浸泡室中的液体排出，然后关闭出液阀门，并向浸泡室内通入热风，对二次浸出板材进行烘干，得到复合板材，通过利用表面交联反应完成后剩余热的废混合处理液对水浴反应罐的反应层进行水浴加热，再将温度降低后的废混合处理液重新配制成混合处理液，以浸泡一次浸出板材，达到资源循环利用的效果。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：混合柠檬酸和酶解木质素水溶液
将柠檬酸和酶解木质素水溶液按料液比1～2:20～25g/mL一起加入搅拌机中，以500～850r/min的速率搅拌20～30min，然后将超声波探头探入搅拌机中，超声处理5～10min，得到混合溶液；
S2：加热进行反应再透析和干燥
将上述混合溶液加热进行反应，冷却后，再进行抽滤，然后将得到的滤液进行透析，最后经过冷冻干燥，得到物料A；
S3：高锰酸钾氧化石墨粉并真空冷冻干燥
将浓硫酸和浓磷酸混合，再加入石墨粉和高锰酸钾，水浴加热进行反应，再加入双氧水和盐酸进行反应，然后经过静置分层、洗涤和真空冷冻干燥，得到物料B；
S4：熔融并碰撞混合
将聚氯乙烯树脂和聚偏氟乙烯树脂分别熔融，再碰撞混合，然后加入上述物料B，并搅拌混合，经过挤出成型和冷却固化，得到前驱板材；
S5：浸泡两次并干燥制备复合板材
将上述前驱板材置于氢氧化钠溶液中进行第一次浸泡，再置于聚乙烯醇、柠檬酸水溶液、催化剂、上述物料A和去离子水制备的混合处理液中，进行第二次浸泡，烘干后，得到复合板材。
2.根据权利要求1所述的一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，其特征在于，步骤S2的加热进行反应再透析和干燥，具体包括如下步骤：
S2.1：将步骤S1中得到的混合溶液加入反应器中，反应器内的重力传感器检测到混合溶液加入后，重力传感器向控制器发送信号；
S2.2：控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制加热器开启，加热器将混合溶液加热至200～250℃，保温反应8～10h后，控制器控制加热器关闭，随后进行自然冷却，得到中间体A；
S2.3：当反应器内的温度传感器检测到上述中间体A的温度为25～30℃时，温度传感器向控制器发送信号；
S2.4：控制器接收到温度传感器发送的信号后，控制抽滤装置开启，对中间体A进行抽滤，滤液通过滤膜进入到透析袋中；
S2.5：将上述透析袋放入水槽中，进行透析，得到中间体B；
S2.6：将上述中间体B置于冷冻干燥机中，调节机内温度为-30～-20℃，冷冻5～10h，然后调节机内温度为-65～-50℃，压力为15～20MPa，处理35～45h，得到物料A。
3.根据权利要求2所述的一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，其特征在于，步骤S3的高锰酸钾氧化石墨粉并真空冷冻干燥，具体包括如下步骤：
S3.1：将浓硫酸和浓磷酸按体积比10～12:1加入水浴反应罐的反应层中，再将石墨粉和高锰酸钾按质量比1～2:5～10加入水浴反应罐的反应层中；
S3.2：向水浴反应罐的水浴层中通入热的循环水，对反应层加热，进行反应，得到中间体C；
S3.3：将水浴层中的循环水排出，再向上述中间体C中加入冰块，用搅拌器搅拌混合；
S3.4：通过液压泵向反应层内匀速泵入双氧水和盐酸，反应1～2h，静置分层，用抽水机将上清液抽出；
S3.5：反复向反应层中通入去离子水洗涤，再进行离心过滤，并检测排出的滤液；
S3.6：直至检测到排出的滤液PH＝6～7，停止向反应层中通入去离子水，启动反应层内的制冷机和真空泵，对滤渣进行真空冷冻干燥，得到物料B。
4.根据权利要求3所述的一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，其特征在于，步骤S4的熔融并碰撞混合，具体包括如下步骤：
S4.1：将聚氯乙烯树脂加入螺杆挤出机的第一熔层中，进行熔融，得到聚氯乙烯熔体；
S4.2：将聚偏氟乙烯树脂加入螺杆挤出机的第二熔层中，进行熔融，得到聚偏氟乙烯熔体；
S4.3：通过上述第一熔层上的第一计量泵量取聚氯乙烯熔体，并通过上述第二熔层上的第二计量泵量取聚偏氟乙烯熔体；
S4.4：第一计量泵和第二计量泵分别将聚氯乙烯熔体和聚偏氟乙烯熔体按体积比1～2:1快速挤入螺杆挤出机的混合仓内，进行碰撞混合；
S4.5：将步骤S3.6制得的物料B加入混合仓中，通过混合仓内的搅拌装置搅拌混合，得到混合熔体；
S4.6：启动混合仓内的加压泵，将混合熔体压入螺杆挤出机的机头处，混合熔体在机头处挤出成型，得到熔体板材；
S4.7：上述熔体板材挤出后进入到制冷箱内迅速冷却固化，并切割成预设尺寸，得到前驱板材。
5.根据权利要求3所述的一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，其特征在于，步骤S5的浸泡两次并干燥制备复合板材，具体包括如下步骤：
S5.1：将氢氧化钠溶液加入浸泡箱的浸泡室中，再将上述前驱板材置于氢氧化钠溶液中，浸泡30～40min；
S5.2：打开浸泡室的出液阀门，将氢氧化钠溶液排出，然后关闭出液阀门，向浸泡室通入热风，对氢氧化钠溶液浸泡后的前驱板材进行烘干，得到一次浸出板材；
S5.3：将步骤S2.6制得的物料A和聚乙烯醇按质量比1:4～5溶于浸泡箱上部混液室内的去离子水中，通过混液室内的搅拌器搅拌混合；
S5.4：向混液室中加入柠檬酸水溶液和催化剂，通过搅拌器继续搅拌混合，得到混合处理液；
S5.5：打开混液室的出料阀门，将上述混合处理液排入浸泡室中，通过浸泡室内的加热器将上述混合处理液加热至35～50℃，保温并将一次浸出板材浸泡2～3h，进行表面交联反应，得到二次浸出板材；
S5.6：反应完成后，再次打开出液阀门，将浸泡室中的液体排出，然后关闭出液阀门，并向浸泡室内通入热风，对上述二次浸出板材进行烘干，得到复合板材。
6.根据权利要求5所述的一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，其特征在于，步骤5.4中表面交联反应完成后，通过抽水机将剩余热的废混合处理液从步骤S3.2中水浴反应罐的左侧匀速抽入水浴层中，对水浴反应罐的反应层进行加热，随后热的废混合处理液温度降低，并从水浴反应罐的右侧通过导管排入配料机中，通过配料机向废混合处理液中补充物料A、聚乙烯醇、柠檬酸水溶液和催化剂，重新配制成新的混合处理液，并对该新的混合处理液进行加热，以再次对一次浸出板材进行浸泡，然后将再次浸泡后得到的热的废混合处理液抽入水浴层中，对反应层进行加热，以此不断循环。
7.根据权利要求2所述的一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，其特征在于，透析袋在水槽中进行透析时，水槽每隔3～4h换一次水。
8.根据权利要求5所述的一种抗紫外线热塑性树脂制备复合板材的工艺，其特征在于，催化剂为浓盐酸。
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