一種利用棉花桿制備pvc基木塑復(fù)合材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于木塑復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用棉花桿制備PVC基木塑復(fù)合材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木塑復(fù)合材料中含有木粉和塑料，因此復(fù)合材料兼具了木材和塑料的優(yōu)點:①良好的加工性能。木塑復(fù)合材料內(nèi)含塑料和纖維，因此，具有同木材相類似的加工性能，可鋸、可釘、可刨，使用木工器具即可完成，且握釘力明顯優(yōu)于其他合成材料。機械性能優(yōu)于木質(zhì)材料。握釘力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。②良好的強度性能。木塑復(fù)合材料內(nèi)含塑料，因而具有較好的彈性模量。此外，由于內(nèi)含纖維并經(jīng)與塑料充分混合，因而具有與硬木相當?shù)目箟?、抗彎曲等物理機械性能，并且其耐用性明顯優(yōu)于普通木質(zhì)材料。表面硬度高，一般是木材的2~5倍。③具有耐水、耐腐性能，使用壽命長。木塑材料及其產(chǎn)品與木材相比，可抗強酸堿、耐水、耐腐蝕，并且不繁殖細菌，不易被蟲蛀、不長真菌。使用壽命長，可達50年以上。④優(yōu)良的可調(diào)整性能。通過助劑，塑料可以發(fā)生聚合、發(fā)泡、固化、改性等改變，從而改變木塑材料的密度、強度等特性，還可以達到抗老化、防靜電、阻燃等特殊要求。
[0003]棉花桿原料豐富廉價，是一種重要的農(nóng)業(yè)廢棄物，也是一種具有多用途的可再生的生物資源，粉碎后可做木塑復(fù)合材料的木粉。從生產(chǎn)原料的角度而言，木塑復(fù)合材料減緩和免除了塑料廢棄物的公害污染，也免除了棉花桿堆砌和焚燒給環(huán)境帶來的污染。
[0004]由于木塑復(fù)合材料有著如此之多的性能，就決定著它將被廣泛使用。①建筑業(yè)。用木纖維復(fù)合材料做成的地板比目前中低度木質(zhì)纖維板性能上優(yōu)越的多，不脹縮、防水、表面美觀。符合材料若用于多層共擠型材，內(nèi)層采用回收料，外層采用新料，制成的制品各項力學(xué)性能可以與硬木產(chǎn)品相媲美。②汽車行業(yè)的應(yīng)用。近年來，木塑板材以其合理的價位、優(yōu)越的性能，在汽車裝飾材料方面應(yīng)用增多，如汽車的門板、后放物箱、行李箱側(cè)圍、座椅板等。③其他行業(yè)。除了傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)外，復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，目前已經(jīng)開始應(yīng)用的如托盤、花盆、工具手柄、辦公用品、攻速公路路牌、吸聲板及音箱等工程組件。
[0005]PVC價格較低，為木塑復(fù)合材料的發(fā)展提供了價格優(yōu)勢。PVC樹脂是線型聚合物，具有熱塑性。由于分子鏈上每隔一個碳原子就由一個帶負電性較強的Cl原子，因而分子鏈具有較強的極性，大分子鏈之間的相互作用力大，阻礙了分子鏈之間的相對滑移。因此PVC樹脂宏觀上表現(xiàn)出一定的剛性和硬度，并具有良好的耐化學(xué)腐蝕性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種利用棉花桿制備PVC基木塑復(fù)合材料的方法。
[0007]具體步驟為:
(I)將棉花桿浸泡在質(zhì)量百分比濃度為15~25%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理2~3小時，堿化溫度為30~40°C，制得堿化處理棉花桿。
[0008](2)將步驟(I)制得的堿化處理棉花桿用蒸餾水洗滌3~4次，除去桿上的堿及其他雜質(zhì)，然后干燥處理，經(jīng)機械粉碎，制得粒徑為50~70目的棉花桿粉。
[0009](3)按照以下質(zhì)量比稱取原料，PVC:混合熱穩(wěn)定劑:增韌劑:潤滑調(diào)節(jié)劑:填料:步驟(2)制得的棉花桿粉=100:13.5:15~25:4:15~25:45~65，將原料混合，以3500~6500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌均勻，制得混合物料。
[0010](4)設(shè)置開煉機的前輥溫度為1500°C，后輥溫度也為1500°C，待開煉機的溫度上升至設(shè)置的溫度后，恒溫10分鐘，然后開啟開煉機，將步驟(3)制得的混合物料倒入開煉機的兩輥筒間，塑煉3~4分鐘，將物料取下，放置冷卻，制得塑煉物料。
[0011](5)對平板硫化機進行加熱，設(shè)置上模板的溫度為1900°C，下模板的溫度為1900°C，待溫度上升至設(shè)置的溫度，恒溫10分鐘，將模具放置到兩模板之間預(yù)熱30分鐘，然后打開模具，將步驟(4)制得的塑煉物料放入模具的型腔內(nèi)，蓋上模具將其放到平板硫化機的模板內(nèi)再預(yù)熱10分鐘，進行第一次排氣，排氣后在8~10Mpa下模壓3分鐘，再進行第二次排氣，然后在8~10Mpa下模壓4分鐘，進行冷卻，待溫度下降至800°C，泄壓，取出模具，并打開，把壓制成的板取出，室溫下自然冷卻，即制得PVC基木塑復(fù)合材料。
[0012]所述PVC選用的型號為SG6。
[0013]所述混合熱穩(wěn)定劑含3質(zhì)量份的三鹽基硫酸鉛、1.5質(zhì)量份的二鹽基硬脂酸鉛和9質(zhì)量份的金屬藻類穩(wěn)定劑BaSt。
所述增韌劑為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0014]所述潤滑調(diào)節(jié)劑為潤滑劑HSt。
[0015]所述填料為CaCO3。
[0016]本發(fā)明方法操作簡單，易于大規(guī)模推廣應(yīng)用，且通過各種助劑的加入，提高了加工工程中的加工流變性以及材料的硬度、熱穩(wěn)定性和抗沖擊性等關(guān)鍵性能。
【具體實施方式】
[0017]實施例:
(I)將棉花桿浸泡在質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理2.5小時，堿化溫度為35 °C，制得堿化處理棉花桿。
[0018](2)將步驟⑴制得的堿化處理棉花桿用蒸餾水洗滌4次，除去桿上的堿及其他雜質(zhì)，然后干燥處理，經(jīng)機械粉碎，制得粒徑為60目的棉花桿粉。
[0019](3)按照以下質(zhì)量比稱取原料，PVC:混合熱穩(wěn)定劑:增韌劑:潤滑調(diào)節(jié)劑:填料:步驟(2)制得的棉花桿粉=100:13.5:20:4:20:55，將原料混合，以5000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌均勻，制得混合物料。
[0020](4)設(shè)置開煉機的前輥溫度為1500°C，后輥溫度也為1500°C，待開煉機的溫度上升至設(shè)置的溫度后，恒溫10分鐘，然后開啟開煉機，將步驟(3)制得的混合物料倒入開煉機的兩輥筒間，塑煉3分鐘，將物料取下，放置冷卻，制得塑煉物料。
[0021](5)對平板硫化機進行加熱，設(shè)置上模板的溫度為1900°C，下模板的溫度為1900°C，待溫度上升至設(shè)置的溫度，恒溫10分鐘，將模具放置到兩模板之間預(yù)熱30分鐘，然后打開模具，將步驟(4)制得的塑煉物料放入模具的型腔內(nèi)，蓋上模具將其放到平板硫化機的模板內(nèi)再預(yù)熱10分鐘，進行第一次排氣，排氣后在9Mpa下模壓3分鐘，再進行第二次排氣，然后在9Mpa下模壓4分鐘，進行冷卻，待溫度下降至800°C，泄壓，取出模具，并打開，把壓制成的板取出，室溫下自然冷卻，即制得PVC基木塑復(fù)合材料。
[0022]所述PVC選用的型號為SG6。
[0023]所述混合熱穩(wěn)定劑含3質(zhì)量份的三鹽基硫酸鉛、1.5質(zhì)量份的二鹽基硬脂酸鉛和9質(zhì)量份的金屬藻類穩(wěn)定劑BaSt。
所述增韌劑為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0024]所述潤滑調(diào)節(jié)劑為潤滑劑HSt。
[0025]所述填料為CaCO3。
[0026]本實施例制得的木塑復(fù)合材料的硬度為81.76，沖擊強度為6.389 KJ/m2,拉伸強度為62.102 MPa，均較為優(yōu)異。
【主權(quán)項】
1.一種利用棉花桿制備PVC基木塑復(fù)合材料的方法，其特征在于具體步驟為: (1)將棉花桿浸泡在質(zhì)量百分比濃度為15~25%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理2~3小時，堿化溫度為30~40°C，制得堿化處理棉花桿； (2)將步驟(I)制得的堿化處理棉花桿用蒸餾水洗滌3~4次，除去桿上的堿及其他雜質(zhì)，然后干燥處理，經(jīng)機械粉碎，制得粒徑為50~70目的棉花桿粉； (3)按照以下質(zhì)量比稱取原料，PVC:混合熱穩(wěn)定劑:增韌劑:潤滑調(diào)節(jié)劑:填料:步驟(2)制得的棉花桿粉=100:13.5:15~25:4:15~25:45~65，將原料混合，以3500-6500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌均勻，制得混合物料； (4)設(shè)置開煉機的前輥溫度為1500°C，后輥溫度也為1500°C，待開煉機的溫度上升至設(shè)置的溫度后，恒溫10分鐘，然后開啟開煉機，將步驟(3)制得的混合物料倒入開煉機的兩輥筒間，塑煉3~4分鐘，將物料取下，放置冷卻，制得塑煉物料； (5)對平板硫化機進行加熱，設(shè)置上模板的溫度為1900°C，下模板的溫度為1900°C，待溫度上升至設(shè)置的溫度，恒溫10分鐘，將模具放置到兩模板之間預(yù)熱30分鐘，然后打開模具，將步驟(4)制得的塑煉物料放入模具的型腔內(nèi)，蓋上模具將其放到平板硫化機的模板內(nèi)再預(yù)熱10分鐘，進行第一次排氣，排氣后在8~10Mpa下模壓3分鐘，再進行第二次排氣，然后在8~10Mpa下模壓4分鐘，進行冷卻，待溫度下降至800°C，泄壓，取出模具，并打開，把壓制成的板取出，室溫下自然冷卻，即制得PVC基木塑復(fù)合材料； 所述PVC選用的型號為SG6 ； 所述混合熱穩(wěn)定劑含3質(zhì)量份的三鹽基硫酸鉛、1.5質(zhì)量份的二鹽基硬脂酸鉛和9質(zhì)量份的金屬藻類穩(wěn)定劑BaSt ； 所述增韌劑為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物； 所述潤滑調(diào)節(jié)劑為潤滑劑HSt ; 所述填料為CaCO3。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用棉花桿制備PVC基木塑復(fù)合材料的方法。將棉花桿浸泡在氫氧化鈉水溶液中堿化處理后用蒸餾水洗滌，然后干燥處理，機械粉碎，制得棉花桿粉；按以下質(zhì)量比稱取原料，PVC:混合熱穩(wěn)定劑:增韌劑:潤滑調(diào)節(jié)劑:填料:棉花桿粉=100:13.5:15~25:4:15~25:45~65，將原料高速攪拌混合，制得混合物料，將混合物料倒入開煉機的兩輥筒間，塑煉后放置冷卻，制得塑煉物料；將裝有塑煉物料的模具放在平板硫化機上壓制，即制得PVC基木塑復(fù)合材料。本發(fā)明方法操作簡單，易于大規(guī)模推廣應(yīng)用，且通過各種助劑的加入，提高了加工工程中的加工流變性以及材料的硬度、熱穩(wěn)定性和抗沖擊性等關(guān)鍵性能。
【IPC分類】C08L27-06, C08K13-02, C08K3-26, C08K3-30, C08K5-09, C08L97-02, C08L55-02, C08K5-098
【公開號】CN104774405
【申請?zhí)枴緾N201510199909
【發(fā)明人】李欣, 李靜靜, 李志鋼, 黃超
【申請人】桂林理工大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月25日