CN116925454A - 一种纸浆/聚乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种纸浆/聚乙烯复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种纸浆/聚乙烯复合材料及其制备方法,属于复合材料技术领域;所述纸浆/聚乙烯复合材料,原料包括改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液;所述纸浆/聚乙烯复合材料的制备方法,将改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺混合,搅拌均匀制得初混料,然后向初混料喷淋处理液,干燥后制得混合料,将混合料进行挤出造粒、挤出成型步骤制得纸浆/聚乙烯复合材料。本发明制得的纸浆/聚乙烯复合材料,机械性能好,在高温和紫外辐射后机械性能损失较少。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域,具体涉及一种纸浆/聚乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
纸浆/聚乙烯复合材料是国内外近年来蓬勃兴起的一类新型复合材料,是利用聚乙烯与纸浆混合成新的材料,其防水防潮性能好,环保性能优异,广泛应用于建材、家具等行业。
但是,现有技术在制备纸浆/聚乙烯复合材料时,由于干燥的纸浆与聚乙烯树脂之间的密度差异较大,不易混合均匀,而且,由于纸浆中含有较多的纤维素,纸浆在干燥过程中极易发生团聚,团聚后的纤维与聚乙烯混合制得的复合材料,强度性能较差;
而且,现有技术制得的纸浆/聚乙烯复合材料,耐高温和耐紫外照射性能差,在经过高温或者紫外照射后,强度性能损失较大,严重影响使用性能;
因此,提供一种纸浆/聚乙烯复合材料及其制备方法,避免在混合过程中出现团聚现象,增强复合材料的强度性能,并且保证经过高温或紫外照射后的强度性能损失少是现有技术亟待解决的技术难题。
发明内容
为解决现有技术存在的技术问题,本发明提供一种纸浆/聚乙烯复合材料及其制备方法,避免在混合过程中出现团聚现象,增强复合材料的强度性能,并且保证经过高温或紫外照射后的强度性能损失少。
为解决上述技术问题,本发明采取以下技术方案:
一种纸浆/聚乙烯复合材料,原料包括改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液;
所述改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液的质量比为75-84:16-25:5.2-5.5:1.1-1.3:3.3-3.7:0.14-0.16:0.3-0.5:1.9-2.3:6.2-6.6;
所述处理液,由去离子水与硼酸钠、透明质酸、山梨糖醇、明胶组成,所述去离子水与硼酸钠、透明质酸、山梨糖醇、明胶的质量比为48-52:1.2-1.4:1.5-1.7:2.0-2.2:2.4-2.6。
1.制备改性聚乙烯
将聚乙烯树脂置于球磨机中进行冷冻球磨处理,第一次冷冻球磨处理的球磨温度为-12~-8℃,球磨转速为220-240rpm,球磨时间为16-20min,球料比为8-12:1,第一次冷冻球磨处理结束后,加入聚乙烯蜡、纳米氧化钙、羧甲基纤维素与去离子水,进行第二次冷冻球磨处理,球磨时间为23-27min,球磨转速为260-280rpm,球磨温度为-10~-6℃,球料比为12-16:1,球磨结束后,干燥制得初步改性聚乙烯;
将初步改性聚乙烯与复合粉体混合均匀,然后置于密闭容器中,向密闭容器中充入氮气至压力为0.22-0.24MPa,控制温度为48-52℃,密闭处理时间为8-12min,密闭处理结束后自然恢复至室温,制得改性聚乙烯;
所述聚乙烯树脂、聚乙烯蜡、纳米氧化钙、羧甲基纤维素与去离子水的质量比为28-32:2.0-2.2:4.3-4.7:2.8-3.4:110-120;
所述初步改性聚乙烯与复合粉体的质量比为10:1.6-1.8;
所述复合粉体的制备方法为,将氧化铝、氧化镁与氮化硼混合,进行超声震荡处理,控制超声震荡的频率为43-47kHz,功率为200-240W,震荡结束后加入硬脂酸、聚乙二醇、植酸、白油与去离子水,控制搅拌转速为440-460rpm,搅拌时间为13-17min,搅拌结束后干燥,制得复合粉体;
所述氧化铝、氧化镁、氮化硼、硬脂酸、聚乙二醇、植酸、白油与去离子水的质量比为18-22:8-11:2-4:1.1-1.3:1.4-1.6:0.9-1.1:0.6-0.8:130-150。
2.制备分散性纸浆
将纸浆置于射频等离子体处理机中进行射频等离子体处理,处理频率为23-28kHz,放电功率为460-480W,处理时间为6-10min,处理气氛为氮气,射频等离子体处理结束后加入酒石酸、海藻酸钠、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠,控制搅拌转速为110-130rpm,搅拌时间为35-45min,搅拌温度为10-14℃,搅拌结束后制得分散性纸浆;
所述纸浆,质量浓度为3.0-3.4%,成分为阔叶木浆和针叶木浆的混合料,质量比为1.4-1.6:5.5-6.0;
所述纸浆、酒石酸、海藻酸钠、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠的质量比为43-47:0.6-1.0:1.0-1.4:1.6-1.8:1.4-1.6。
3.制备功能性填料
将高岭石粉置于煅烧炉中进行煅烧,煅烧温度为300-320℃,煅烧时间为2.4-2.6h,煅烧结束立即置于-12~-8℃下静置18-22min,静置结束加入去离子水、氢氧化钠、硬脂酸镁、二氧化硅气凝胶,搅拌均匀后进行微波处理,微波时间为8-12min,微波频率为450-470kHz,微波功率为220-240W,干燥后制得功能性填料;
所述高岭石粉,密度为2.0-2.2g/cm3,Al2O3的质量含量为17.14-17.35%,SiO2的质量含量为50.4-51.12%;
所述高岭石粉、去离子水、氢氧化钠、硬脂酸镁、二氧化硅气凝胶的质量比为25-35:80-100:5.2-5.6:3.4-3.8:4.3-4.7。
一种纸浆/聚乙烯复合材料的制备方法,具体如下:
将改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺混合,控制搅拌转速为140-160rpm,搅拌时间为15-25min,搅拌均匀制得初混料,然后向初混料喷淋处理液,干燥后制得混合料;
将混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料,机头温度为178-182℃,将粒料送入挤出机挤出成型制得纸浆/聚乙烯复合材料。
与现有技术相比,本发明取得以下有益效果:
1.本发明采用特定的方法制备功能性填料,其增强了纸浆/聚乙烯复合材料的机械性能,采用特定的方法对聚乙烯进行改性,并制备了分散性纸浆,提高了纸浆的活化性能,避免了团聚现象,使得聚乙烯和纸浆能够充分的混合,进而提高了混合均匀度,进一步减少了纸浆/聚乙烯复合材料在不同温度下的强度损失;
2.本发明制得的纸浆/聚乙烯复合材料,拉伸强度为37.9-38.4MPa(GB/T1040.2-2006),弯曲强度为66.3-66.9MPa(GB/T 9341-2008),弯曲模量为2927.6-2936.8MPa(GB/T 9341-2008),冲击强度为19.7-20.3kJ/m2(GB/T 1843-2008);
3.本发明制得的纸浆/聚乙烯复合材料,置于温度为52℃,湿度为80%环境下放置10d,拉伸强度为36.0-37.4MPa,弯曲强度为62.8-65.0MPa,弯曲模量为2769.5-2845.8MPa,冲击强度为19.0-19.9kJ/m2;
采用1800W高压汞灯照射10d,紫外光波长为380nm,拉伸强度为35.6-36.7MPa,弯曲强度为62.2-63.8MPa,弯曲模量为2728.5-2790.0MPa,冲击强度为18.7-19.6kJ/m2。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果更加清楚的理解,现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种纸浆/聚乙烯复合材料,原料包括改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液;
所述改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液的质量比为80:20:5.3:1.2:3.5:0.15:0.4:2.1:6.4;
所述处理液,由去离子水与硼酸钠、透明质酸、山梨糖醇、明胶组成,所述去离子水与硼酸钠、透明质酸、山梨糖醇、明胶的质量比为50:1.3:1.6:2.1:2.5。
1.制备改性聚乙烯
将聚乙烯树脂置于球磨机中进行冷冻球磨处理,第一次冷冻球磨处理的球磨温度为-10℃,球磨转速为230rpm,球磨时间为18min,球料比为10:1,第一次冷冻球磨处理结束后,加入聚乙烯蜡、纳米氧化钙、羧甲基纤维素与去离子水,进行第二次冷冻球磨处理,球磨时间为25min,球磨转速为270rpm,球磨温度为-8℃,球料比为14:1,球磨结束后,干燥制得初步改性聚乙烯;
将初步改性聚乙烯与复合粉体混合均匀,然后置于密闭容器中,向密闭容器中充入氮气至压力为0.23MPa,控制温度为50℃,密闭处理时间为10min,密闭处理结束后自然恢复至室温,制得改性聚乙烯;
所述聚乙烯树脂、聚乙烯蜡、纳米氧化钙、羧甲基纤维素与去离子水的质量比为30:2.1:4.5:3.1:118;
所述初步改性聚乙烯与复合粉体的质量比为10:1.7;
所述复合粉体的制备方法为,将氧化铝、氧化镁与氮化硼混合,进行超声震荡处理,控制超声震荡的频率为45kHz,功率为220W,震荡结束后加入硬脂酸、聚乙二醇、植酸、白油与去离子水,控制搅拌转速为450rpm,搅拌时间为15min,搅拌结束后干燥,制得复合粉体;
所述氧化铝、氧化镁、氮化硼、硬脂酸、聚乙二醇、植酸、白油与去离子水的质量比为20:9:3:1.2:1.5:1.0:0.7:140。
2.制备分散性纸浆
将纸浆置于射频等离子体处理机中进行射频等离子体处理,处理频率为26kHz,放电功率为470W,处理时间为8min,处理气氛为氮气,射频等离子体处理结束后加入酒石酸、海藻酸钠、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠,控制搅拌转速为120rpm,搅拌时间为40min,搅拌温度为12℃,搅拌结束后制得分散性纸浆;
所述纸浆,质量浓度为3.2%,成分为阔叶木浆和针叶木浆的混合料,质量比为1.5:5.7;
所述纸浆、酒石酸、海藻酸钠、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠的质量比为45:0.8:1.2:1.7:1.5。
3.制备功能性填料
将高岭石粉置于煅烧炉中进行煅烧,煅烧温度为310℃,煅烧时间为2.5h,煅烧结束立即置于-10℃下静置20min,静置结束加入去离子水、氢氧化钠、硬脂酸镁、二氧化硅气凝胶,搅拌均匀后进行微波处理,微波时间为10min,微波频率为460kHz,微波功率为230W,干燥后制得功能性填料;
所述高岭石粉,密度为2.1g/cm3,Al2O3的质量含量为17.28%,SiO2的质量含量为50.95%;
所述高岭石粉、去离子水、氢氧化钠、硬脂酸镁、二氧化硅气凝胶的质量比为30:90:5.4:3.6:4.5。
.一种纸浆/聚乙烯复合材料的制备方法,具体如下:
将改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺混合,控制搅拌转速为150rpm,搅拌时间为20min,搅拌均匀制得初混料,然后向初混料喷淋处理液,干燥后制得混合料;
将混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料,机头温度为180℃,将粒料送入挤出机挤出成型制得纸浆/聚乙烯复合材料。
实施例2
一种纸浆/聚乙烯复合材料,原料包括改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液;
所述改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液的质量比为75:25:5.2:1.1:3.3:0.14:0.3:1.9:6.2;
所述处理液,由去离子水与硼酸钠、透明质酸、山梨糖醇、明胶组成,所述去离子水与硼酸钠、透明质酸、山梨糖醇、明胶的质量比为48:1.2:1.5:2.0:2.4。
1.制备改性聚乙烯
将聚乙烯树脂置于球磨机中进行冷冻球磨处理,第一次冷冻球磨处理的球磨温度为-12℃,球磨转速为220rpm,球磨时间为20min,球料比为8:1,第一次冷冻球磨处理结束后,加入聚乙烯蜡、纳米氧化钙、羧甲基纤维素与去离子水,进行第二次冷冻球磨处理,球磨时间为23min,球磨转速为260rpm,球磨温度为-10℃,球料比为12:1,球磨结束后,干燥制得初步改性聚乙烯;
将初步改性聚乙烯与复合粉体混合均匀,然后置于密闭容器中,向密闭容器中充入氮气至压力为0.22MPa,控制温度为48℃,密闭处理时间为8min,密闭处理结束后自然恢复至室温,制得改性聚乙烯;
所述聚乙烯树脂、聚乙烯蜡、纳米氧化钙、羧甲基纤维素与去离子水的质量比为28:2.0:4.3:2.8:110;
所述初步改性聚乙烯与复合粉体的质量比为10:1.6;
所述复合粉体的制备方法为,将氧化铝、氧化镁与氮化硼混合,进行超声震荡处理,控制超声震荡的频率为43kHz,功率为200W,震荡结束后加入硬脂酸、聚乙二醇、植酸、白油与去离子水,控制搅拌转速为440rpm,搅拌时间为17min,搅拌结束后干燥,制得复合粉体;
所述氧化铝、氧化镁、氮化硼、硬脂酸、聚乙二醇、植酸、白油与去离子水的质量比为18:8:2:1.1:1.4:0.9:0.6:130。
2.制备分散性纸浆
将纸浆置于射频等离子体处理机中进行射频等离子体处理,处理频率为23kHz,放电功率为460W,处理时间为10min,处理气氛为氮气,射频等离子体处理结束后加入酒石酸、海藻酸钠、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠,控制搅拌转速为110rpm,搅拌时间为35min,搅拌温度为10℃,搅拌结束后制得分散性纸浆;
所述纸浆,质量浓度为3.0%,成分为阔叶木浆和针叶木浆的混合料,质量比为1.4:5.5;
所述纸浆、酒石酸、海藻酸钠、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠的质量比为43:0.6:1.0:1.6:1.4。
3.制备功能性填料
将高岭石粉置于煅烧炉中进行煅烧,煅烧温度为300℃,煅烧时间为2.6h,煅烧结束立即置于-12℃下静置18min,静置结束加入去离子水、氢氧化钠、硬脂酸镁、二氧化硅气凝胶,搅拌均匀后进行微波处理,微波时间为8min,微波频率为450kHz,微波功率为220W,干燥后制得功能性填料;
所述高岭石粉,密度为2.0g/cm3,Al2O3的质量含量为17.14%,SiO2的质量含量为50.43%;
所述高岭石粉、去离子水、氢氧化钠、硬脂酸镁、二氧化硅气凝胶的质量比为25:80:5.2:3.4:4.3。
一种纸浆/聚乙烯复合材料的制备方法,具体如下:
将改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺混合,控制搅拌转速为140rpm,搅拌时间为25min,搅拌均匀制得初混料,然后向初混料喷淋处理液,干燥后制得混合料;
将混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料,机头温度为178℃,将粒料送入挤出机挤出成型制得纸浆/聚乙烯复合材料。
实施例3
一种纸浆/聚乙烯复合材料,原料包括改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液;
所述改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液的质量比为84:16:5.5:1.3:3.7:0.16:0.5:2.3:6.6;
所述处理液,由去离子水与硼酸钠、透明质酸、山梨糖醇、明胶组成,所述去离子水与硼酸钠、透明质酸、山梨糖醇、明胶的质量比为52:1.4:1.7:2.2:2.6。
1.制备改性聚乙烯
将聚乙烯树脂置于球磨机中进行冷冻球磨处理,第一次冷冻球磨处理的球磨温度为-8℃,球磨转速为240rpm,球磨时间为16min,球料比为12:1,第一次冷冻球磨处理结束后,加入聚乙烯蜡、纳米氧化钙、羧甲基纤维素与去离子水,进行第二次冷冻球磨处理,球磨时间为27min,球磨转速为280rpm,球磨温度为-6℃,球料比为16:1,球磨结束后,干燥制得初步改性聚乙烯;
将初步改性聚乙烯与复合粉体混合均匀,然后置于密闭容器中,向密闭容器中充入氮气至压力为0.24MPa,控制温度为52℃,密闭处理时间为12min,密闭处理结束后自然恢复至室温,制得改性聚乙烯;
所述聚乙烯树脂、聚乙烯蜡、纳米氧化钙、羧甲基纤维素与去离子水的质量比为32:2.2:4.7:3.4:120;
所述初步改性聚乙烯与复合粉体的质量比为10:1.8;
所述复合粉体的制备方法为,将氧化铝、氧化镁与氮化硼混合,进行超声震荡处理,控制超声震荡的频率为47kHz,功率为240W,震荡结束后加入硬脂酸、聚乙二醇、植酸、白油与去离子水,控制搅拌转速为460rpm,搅拌时间为13min,搅拌结束后干燥,制得复合粉体;
所述氧化铝、氧化镁、氮化硼、硬脂酸、聚乙二醇、植酸、白油与去离子水的质量比为22:11:4:1.3:1.6:1.1:0.8:150。
2.制备分散性纸浆
将纸浆置于射频等离子体处理机中进行射频等离子体处理,处理频率为28kHz,放电功率为480W,处理时间为6min,处理气氛为氮气,射频等离子体处理结束后加入酒石酸、海藻酸钠、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠,控制搅拌转速为130rpm,搅拌时间为45min,搅拌温度为14℃,搅拌结束后制得分散性纸浆;
所述纸浆,质量浓度为3.4%,成分为阔叶木浆和针叶木浆的混合料,质量比为1.6:6.0;
所述纸浆、酒石酸、海藻酸钠、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠的质量比为47:1.0:1.4:1.8:1.6。
3.制备功能性填料
将高岭石粉置于煅烧炉中进行煅烧,煅烧温度为320℃,煅烧时间为2.4h,煅烧结束立即置于-8℃下静置22min,静置结束加入去离子水、氢氧化钠、硬脂酸镁、二氧化硅气凝胶,搅拌均匀后进行微波处理,微波时间为12min,微波频率为470kHz,微波功率为240W,干燥后制得功能性填料;
所述高岭石粉,密度为2.2g/cm3,Al2O3的质量含量为17.35%,SiO2的质量含量为51.12%;
所述高岭石粉、去离子水、氢氧化钠、硬脂酸镁、二氧化硅气凝胶的质量比为35:100:5.6:3.8:4.7。
一种纸浆/聚乙烯复合材料的制备方法,具体如下:
将改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺混合,控制搅拌转速为160rpm,搅拌时间为15min,搅拌均匀制得初混料,然后向初混料喷淋处理液,干燥后制得混合料;
将混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料,机头温度为182℃,将粒料送入挤出机挤出成型制得纸浆/聚乙烯复合材料。
对比例1
在实施例1的基础上,改变之处为,省略聚乙烯的改性步骤,直接采用未经任何处理的聚乙烯,其余操作均相同。
对比例2
在实施例1的基础上,改变之处为,省略功能性填料的制备步骤,直接采用未经任何处理的高岭石粉,其余操作均相同。
对比例3
在实施例1的基础上,改变之处为,省略分散性纸浆的制备步骤,直接采用未经任何处理的纸浆,所述纸浆,质量浓度为3.2%,成分为阔叶木浆和针叶木浆的混合料,质量比为1.5:5.7,其余操作均相同。
性能测试
对于实施例1-3与对比例1-3制得的纸浆/聚乙烯复合材料,进行性能测试,具体结果如下:
1.机械性能
2.耐高温性能(置于温度为52℃,湿度为80%环境下放置10d)
3.耐紫外照射性能(采用1800W高压汞灯照射10d,紫外光波长为380nm)
在性能测试中,拉伸强度是按照GB/T 1040.2-2006标准进行检测;弯曲强度、弯曲模量是按照GB/T 9341-2008标准进行检测;冲击强度是按照GB/T 1843-2008标准进行检测。
除非另有说明,本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,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。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种纸浆/聚乙烯复合材料,其特征在于,所述复合材料,原料包括改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液;
所述改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、处理液的质量比为75-84:16-25:5.2-5.5:1.1-1.3:3.3-3.7:0.14-0.16:0.3-0.5:1.9-2.3:6.2-6.6;
所述处理液,由去离子水与硼酸钠、透明质酸、山梨糖醇、明胶组成,所述去离子水与硼酸钠、透明质酸、山梨糖醇、明胶的质量比为48-52:1.2-1.4:1.5-1.7:2.0-2.2:2.4-2.6;
所述改性聚乙烯的制备步骤为,将聚乙烯树脂置于球磨机中进行冷冻球磨处理,第一次冷冻球磨处理结束后,加入聚乙烯蜡、纳米氧化钙、羧甲基纤维素与去离子水,进行第二次冷冻球磨处理,球磨结束后,干燥制得初步改性聚乙烯;
将初步改性聚乙烯与复合粉体混合均匀,然后置于密闭容器中,向密闭容器中充入氮气至压力为0.22-0.24MPa,控制温度为48-52℃,密闭处理时间为8-12min,密闭处理结束后自然恢复至室温,制得改性聚乙烯;
所述复合粉体的制备方法为,将氧化铝、氧化镁与氮化硼混合,进行超声震荡处理,控制超声震荡的频率为43-47kHz,功率为200-240W,震荡结束后加入硬脂酸、聚乙二醇、植酸、白油与去离子水,控制搅拌转速为440-460rpm,搅拌时间为13-17min,搅拌结束后干燥,制得复合粉体;
所述分散性纸浆的制备步骤为,将纸浆置于射频等离子体处理机中进行射频等离子体处理,处理频率为23-28kHz,放电功率为460-480W,处理时间为6-10min,处理气氛为氮气,射频等离子体处理结束后加入酒石酸、海藻酸钠、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠,控制搅拌转速为110-130rpm,搅拌时间为35-45min,搅拌温度为10-14℃,搅拌结束后制得分散性纸浆;
所述功能性填料的制备步骤为,将高岭石粉置于煅烧炉中进行煅烧,煅烧温度为300-320℃,煅烧时间为2.4-2.6h,煅烧结束立即置于-12~-8℃下静置18-22min,静置结束加入去离子水、氢氧化钠、硬脂酸镁、二氧化硅气凝胶,搅拌均匀后进行微波处理,微波时间为8-12min,微波频率为450-470kHz,微波功率为220-240W,干燥后制得功能性填料。
2.根据权利要求1所述的一种纸浆/聚乙烯复合材料,其特征在于,
所述改性聚乙烯的制备步骤中,所述第一次冷冻球磨处理,球磨温度为-12~-8℃,球磨转速为220-240rpm,球磨时间为16-20min,球料比为8-12:1;
所述第二次冷冻球磨处理,球磨时间为23-27min,球磨转速为260-280rpm,球磨温度为-10~-6℃,球料比为12-16:1。
3.根据权利要求1所述的一种纸浆/聚乙烯复合材料,其特征在于,
所述改性聚乙烯的制备步骤中,所述聚乙烯树脂、聚乙烯蜡、纳米氧化钙、羧甲基纤维素与去离子水的质量比为28-32:2.0-2.2:4.3-4.7:2.8-3.4:110-120;
所述初步改性聚乙烯与复合粉体的质量比为10:1.6-1.8。
4.根据权利要求1所述的一种纸浆/聚乙烯复合材料,其特征在于,
所述复合粉体的制备方法中,所述氧化铝、氧化镁、氮化硼、硬脂酸、聚乙二醇、植酸、白油与去离子水的质量比为18-22:8-11:2-4:1.1-1.3:1.4-1.6:0.9-1.1:0.6-0.8:130-150。
5.根据权利要求1所述的一种纸浆/聚乙烯复合材料,其特征在于,
所述分散性纸浆的制备步骤中,所述纸浆,质量浓度为3.0-3.4%,成分为阔叶木浆和针叶木浆的混合料,质量比为1.4-1.6:5.5-6.0;
所述纸浆、酒石酸、海藻酸钠、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠的质量比为43-47:0.6-1.0:1.0-1.4:1.6-1.8:1.4-1.6。
6.根据权利要求1所述的一种纸浆/聚乙烯复合材料,其特征在于,
所述功能性填料的制备步骤中,所述高岭石粉,密度为2.0-2.2g/cm3,Al2O3的质量含量为17.14-17.35%,SiO2的质量含量为50.4-51.12%;
所述高岭石粉、去离子水、氢氧化钠、硬脂酸镁、二氧化硅气凝胶的质量比为25-35:80-100:5.2-5.6:3.4-3.8:4.3-4.7。
7.根据权利要求1-6所述的一种纸浆/聚乙烯复合材料的制备方法,其特征在于,
将改性聚乙烯、分散性纸浆、功能性填料、马来酸酐接枝聚乙烯、木质素磺酸钠、抗氧剂164、柠檬酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺混合,控制搅拌转速为140-160rpm,搅拌时间为15-25min,搅拌均匀制得初混料,然后向初混料喷淋处理液,干燥后制得混合料,将混合料置于双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料,机头温度为178-182℃,将粒料送入挤出机挤出成型制得纸浆/聚乙烯复合材料。
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