CN1876724A - 农业秸秆基木塑复合材料及组合工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业秸秆基木塑复合材料及组合工艺方法。原料包括塑化农业秸秆粉颗粒料、热塑性塑料、润滑剂包括二甲基硅油、硬脂酸和聚酯腊，增容剂为丙烯酸－苯乙烯－马来酸酐交替共聚物，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，阻燃剂为氧化铁红。其制备方法是将上述原料混合搅拌均匀，送入成型机制得型材。本发明使天然高分子复合物即农业秸秆植物纤维和人工合成高分子化合物具有良好的相容性，从而可以实现真正意义上的“界面复合”，得到性能优异的木塑复合材料制品。

Description

农业秸秆基木塑复合材料及组合工艺方法
技术领域
本发明涉及一种农业秸秆基木塑复合材料及制备方法。
背景技术
传统的木塑复合材料主要是将植物纤维粉作为填充材料，很难实现真正意义上的“高分子化学复合”。植物纤维实际上是一种纤维素、半纤维素、木素三类天然高分子材料为主体的天然高分子复合材料。这种大分子生命复合物质是一个复杂体系。植物纤维表面为多羟基结构，是极性亲水物质，而一般人工合成高分子化合物(塑料)为非极性亲油物质，两者很难相容，亲和性差，如简单的将二者直接共混，内外观粗糙，制品变脆，机械、力学性能很差，从而限制了产品的使用范围。
发明内容
本发明的目的是：提供一种利用植物纤维与塑料等原料生产的外观酷似木材的型材，但性能优于木材的农业秸秆基木塑复合材料及制备方法。
实现本发明目的技术方案如下：
农业秸秆基木塑复合材料包括下列重量份的原料
塑化农业秸秆粉颗粒料                60-80份，
热塑性塑料                          15-25份
润滑剂                              2.5-8份
增容剂                              3-5份
增塑剂                              1-3份
阻燃剂                              0.1-0.5份，
800-1250目超细滑石粉                3-5份，
所述润滑剂包括二甲基硅油、硬脂酸和聚酯腊，所述增容剂为丙烯酸-苯乙烯-马来酸酐交替共聚物，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，所述阻燃剂为氧化铁红。
润滑剂原料重量份如下：
二甲基硅油                          1-5份
硬脂酸                                    1份
聚酯腊                                    0.5-2份。
所述塑化农业秸秆粉颗粒料是将农业秸秆粉碎、活化塑化、造粒取得，所述农业秸秆为麦秸秆、为稻草、为棉秸秆、为木屑、为稻糠、为甘蔗渣。
所述热塑性塑料为聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯等。
农业秸秆基木塑复合材料的制备方法，包括下述操作步骤
A、将上述配方中的原料混合搅拌均匀，搅拌时间15-30分钟；
B、将混合搅拌均匀的原料送入成型机制得型材；
C、成型的型材冷却至室温；
D、型材表面砂磨处理，砂磨余量0.2-0.5毫米，表面处理后型材表面粗糙度为12-100；
所述成型机为SZSJ80/156锥形双螺杆挤出机，为DMS65/30单螺杆木塑型材挤出机，其工艺条件为：主螺杆转速80-160转，机筒温度120-190℃，挤出压力为15-35Mpa。
表面处理后，采用热转移印刷，或水转移印刷，在型材表面印制木纹。
农业秸秆基木塑复合材料是主要利用植物纤维(如麦杆、稻草、稻壳、棉杆、麻杆、甘蔗渣、竹粉、木粉)与废旧塑料通过分子聚合新工艺而制成的外观酷似木材，但性能优于木材的新材料，它完全不同于用树脂粘合剂与木片，纤维粘合而成的“纤维板”高密度板，木工板等，它通过塑料加工方法如挤出工艺，注塑成型工艺生产出各种板材、型材和异形材。
本发明的工艺方法，使天然高分子复合物即农业秸秆植物纤维和人工合成高分子化合物具有良好的相容性，从而可以实现真正意义上的“界面复合”，得到性能优异的木塑复合材料制品。
其物理性能如下：
  项目   单位   测试标准   数值
  比重   g/cm3   GB1033   0.96-1.1
  线胀系数(20℃)   mm/m/℃   GB1036   3.5×10-5
  吸潮性   ％   0.1
  吸水性(24小时水中)(光面)   ％   0.2
  木塑材料表面电阻率   GB1410-89   ≈8×1013
  紫外线老化率   微米/年   50-56
其机械性能如下：
  项目   单位   测试标准   低值   高值
  断裂伸长率   ％   GB/T1040   3.0   3.6
  抗弯模量   GPa   GB9341-88   2.5   3.1
  抗弯强度   MPa   GB9341-88   40   48.8
  压缩模量   GPa   GB/T1041   1.0   1.2
  压缩强度   MPa   GB/T1041   25.0   30.0
  无缺口Izod冲击强度   J/m   GB/T1843   155.0   163.9
  螺钉拔出力(4.4mm直径25.4mm深) kg 300-320
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。
实施例1：
取下列重量份的原料
塑化农业秸秆粉颗粒料                    80份
聚乙烯热塑性塑料                        15份
二甲基硅油                              1份
硬脂酸                                  1份
丙烯酸-苯乙烯-马来酸酐交替共聚物        3份
聚酯腊                                  0.5份
氧化铁红                                0.1份
邻苯二甲酸二辛酯                        1份
800-1250目超细滑石粉                    5份，
其中塑化农业秸秆粉颗粒料是用农业秸秆，如麦秸秆、稻草、棉秸秆、木屑、稻糠、甘蔗渣，用传统植物纤维塑化工艺，即将农业秸秆经切段、粉碎、塑化、滑石粉有机包复、造粒等制得。
其中热塑性塑料也可以是聚苯乙烯等。
其中二甲基硅油、硬脂酸、聚酯腊为润滑剂，起到改善物料流动性，降低内聚能作用，丙烯酸-苯乙烯-马来酸酐交替共聚物为增容剂，、邻苯二甲酸二辛酯为增塑剂，氧化铁红位阻燃剂。
具体制备操作按下列步骤进行：
A、将上述配方中的原料放入高/冷搅捏合设备中混炼搅拌15-30分钟，混合搅拌均匀；
B、将混合搅拌均匀的原料送入SZSJ80/156锥形双螺杆挤出机，该机附有4个排气孔，主螺杆转速80-160转，机内温度120-190℃，机内建压段压力30-35Mpa，制得多腔壁异型材；因挤出机械均带有多个排气装置，物料不须预先脱水即可实现干燥和脱挥。
C、成型的型材冷却至室温；
D、型材表面砂磨处理，砂磨余量0.2-0.5毫米，表面处理后型材表面粗糙度为12-100；
由于在成型机内经过高温度处理，使木塑复合材料表面塑料分子堆集，使得外观木质感差，需用木纹处理机对其表面进行砂磨打磨处理，根据需要可深磨和浅磨，在纵向进行几道，横向进行几道砂磨模糊处理。制品兼具木纹和防滑效果。经过木纹处理的材料可以在室外十年不变色。
若制品为室内地板，可采用热转移印刷处理，在型材表面印制木纹图案；若制品为装饰型材，可采用水转移印刷，在型材表面印制木纹图案。
实施例2：
取下列重量份的原料
塑化农业秸秆粉颗粒料                  60份
聚氯乙烯热塑性塑料                    25份
二甲基硅油                            5份
硬脂酸                                1份
氯化聚氯乙烯                          3-5
聚酯腊                                2份
氧化铁红                              0.5份
邻苯二甲酸二辛酯                      3份
800-1250目超细滑石粉                  3份，
将混合搅拌均匀的原料送入DMS65/30单螺杆木塑型材挤出机，主螺杆转速80-160转，机筒温度120-190℃，建压段压力15-18Mpa，物料经口模定型冷却后得到木塑复合材料型材。适于工业托盘、铺版的制备。
其它制备操作方法同实施例1。
实施例3：
取下列重量份的原料
塑化农业秸秆粉颗粒料                    70份
聚丙烯热塑性塑料                        20份
二甲基硅油                              3份
硬脂酸                                  1份
丙烯酸-苯乙烯-马来酸酐交替共聚物        4份
聚酯腊                                  1.25份
氧化铁红                                0.3份
邻苯二甲酸二辛酯                        2份
800-1250目超细滑石粉                    4份，
具体制备操作方法同实施例1，或同实施例2。

Claims (6)

1、农业秸秆基木塑复合材料，其特征在于：包括下列重量份的原料
塑化农业秸秆粉颗粒料                        60-80份
热塑性塑料                                  15-25份
润滑剂                                      2.5-8份
增容剂                                      3-5份
增塑剂                                      1-3份
阻燃剂                                      0.1-0.5份，
800-1250目超细滑石粉                        3-5份，
所述润滑剂包括二甲基硅油、硬脂酸和聚酯腊，所述增容剂为丙烯酸-苯乙烯-马来酸酐交替共聚物，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，所述阻燃剂为氧化铁红。
2、根据权利要求1所述的农业秸秆基木塑复合材料，其特征在于：润滑剂包括下列重量份的原料：
二甲基硅油                                  1-5份
硬脂酸                                      1份
聚酯腊                                      0.5-2份。
3、根据权利要求1所述的农业秸秆基木塑复合材料，其特征在于：所述塑化农业秸秆粉颗粒料是将农业秸秆粉碎、活化塑化、造粒取得，所述农业秸秆为麦秸秆、为稻草、为棉秸秆、为木屑、为稻糠、为甘蔗渣。
4、根据权利要求1所述的农业秸秆基木塑复合材料，其特征在于：所述热塑性塑料为聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯等。
5、农业秸秆基木塑复合材料的制备方法，其特征在于：包括下述操作步骤
A、将上述配方中的原料混合搅拌均匀，搅拌时间15-30分钟；
B、将混合搅拌均匀的原料送入成型机制得型材；
C、成型的型材冷却至室温；
D、型材表面砂磨处理，砂磨余量0.2-0.5毫米，表面处理后型材表面粗糙度为12-100；
所述成型机为SZSJ80/156锥形双螺杆挤出机，为DMS65/30单螺杆木塑型材挤出机，其工艺条件为：主螺杆转速80-160转，机筒温度120-190℃，挤出压力为15-35Mpa。
6、根据权利要求5所述的农业秸秆基木塑复合材料的制备方法，其特征在于：表面处理后，采用热转移印刷，或水转移印刷，在型材表面印制木纹。
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