一種利用竹粉制備聚乙烯基木塑復合材料的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于木塑復合材料制備技術領域，特別涉及一種利用竹粉制備聚乙烯基木塑復合材料的方法。
【背景技術】
[0002]木塑復合材料中含有木粉和熱熔塑膠原料，其中的熱熔塑膠原料可采用工業(yè)或生活的廢棄料，竹粉用途廣泛，是新型節(jié)能環(huán)保原料?？勺鳛橹袼苤破?、蚊香、皮革、服裝、造紙、電器、生活用品、涂料、貓砂、化工、絕緣材料、室外裝飾材料、建筑材料等多種產品的原料，可做木塑復合材料的木粉。從生產原料的角度而言，木質塑料制品減緩和免除了塑料廢棄物的公害污染，也免除了廢竹料堆砌和焚燒給環(huán)境帶來的污染。同時復合材料兼具了木材和塑料的優(yōu)點:①良好的加工性能。木塑復合材料內含塑料和纖維，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。木塑復合材料內含塑料，因而具有較好的彈性模量。此外，由于內含纖維并經與塑料充分混合，因而具有與硬木相當的抗壓、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]由于木塑復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)。用木纖維復合材料做成的地板比目前中低度木質纖維板性能上優(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，內層采用回收料，外層采用新料，制成的制品各項力學性能可以與硬木產品相媲美。②汽車行業(yè)的應用。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用增多，如汽車的門板、后放物箱、行李箱側圍、座椅板等。③其他行業(yè)。除了傳統(tǒng)的產業(yè)外，復合材料的應用領域不斷擴大，目前已經開始應用的如托盤、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。
[0004]眾所周知，聚乙烯是高分子材料中四大通用塑料之一，其用量占60%。隨著聚乙烯消費市場的不斷擴大，消費品種的不斷多樣化，其聚乙烯的廢棄物量也在不斷增加。目前，我國每年社會上可回收利用的廢棄物約有l(wèi)Mt，實際利用的約有0.2Mt，還有0.8Mt未能加以回收利用，大部分廢棄物以填埋方式進行處置，這樣不但造成了二次污染，也造成了材料的極度浪費。隨著科學技術不斷進步及能源需求量不斷增加，如何更快、更好地做好廢棄物的回收利用工作關系著國家的富強與進步，而解決聚乙烯廢棄物的回收利用是所有廢棄物回收利用中的重要內容之一。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用竹粉制備聚乙烯基木塑復合材料的方法。
[0006]具體步驟為:
(I)將竹粉過20目篩，然后在質量百分比濃度為15~25%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理3~5小時，堿化溫度為30~40°C，然后再用蒸餾水洗滌3~4次，除去竹粉上的堿及其他雜質，最后在105°C下干燥處理5小時，制得備用竹粉。
[0007](2)按照以下質量比稱取原料，步驟(I)制得的備用竹粉:高密度聚乙烯:叔丁基過氧化氫:單丁基氧化錫:芥酸酰胺:硬脂酸鋅:硫代二丙酸二月桂酯=30~50:30~70:0.1-1.7:0.1-1.5:10-16:1-19:0.5-4.5，將原料在高速攪拌機上混合均勻，高速攪拌機的轉速為3000~5000轉/分鐘，制得混合物料。
[0008](3)將步驟(2)制得的混合物料在平行雙螺桿擠出機中反應擠出，螺桿溫度設置為160~180°C，轉速為300~500轉/分鐘，物料在螺桿中的停留時間為3~5分鐘，制得擠出物料。
[0009](4)對平板硫化機進行加熱，設置上模板的溫度為185°C，下模板的溫度為185°C，待溫度上升至設置的溫度，恒溫30分鐘，將模具放置到兩模板之間預熱30分鐘，然后打開模具，將步驟(3)制得的擠出物料放入模具的型腔內，蓋上模具將其放到平板硫化機的模板內再預熱20分鐘，進行第一次排氣，排氣后在8~10Mpa下模壓15分鐘，再進行第二次排氣，然后在8~10Mpa下模壓15分鐘，進行冷卻，待溫度下降至40°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，即制得聚乙烯基木塑復合材料。
[0010]本發(fā)明方法操作簡單，廢物利用，易于大規(guī)模推廣，且所制得的聚乙烯基木塑復合材料無毒環(huán)保、綜合性能優(yōu)良、易加工，能夠替代傳統(tǒng)木材，應用前景廣闊。
【具體實施方式】
[0011]實施例:
(I)將竹粉過20目篩，然后在質量百分比濃度為20%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理4小時，堿化溫度為35°C，然后再用蒸餾水洗滌4次，除去竹粉上的堿及其他雜質，最后在105°C下干燥處理5小時，制得備用竹粉。
[0012](2)按照以下質量比稱取原料，步驟⑴制得的備用竹粉:高密度聚乙烯:叔丁基過氧化氫:單丁基氧化錫:芥酸酰胺:硬脂酸鋅:硫代二丙酸二月桂酯=40:50:0.9:0.8:13:10:2.5,將原料在高速攪拌機上混合均勻，高速攪拌機的轉速為4000轉/分鐘，制得混合物料。
[0013](3)將步驟⑵制得的混合物料在平行雙螺桿擠出機中反應擠出，螺桿溫度設置為170 °C，轉速為400轉/分鐘，物料在螺桿中的停留時間為4分鐘，制得擠出物料。
[0014](4)對平板硫化機進行加熱，設置上模板的溫度為185°C，下模板的溫度為185°C，待溫度上升至設置的溫度，恒溫30分鐘，將模具放置到兩模板之間預熱30分鐘，然后打開模具，將步驟(3)制得的擠出物料放入模具的型腔內，蓋上模具將其放到平板硫化機的模板內再預熱20分鐘，進行第一次排氣，排氣后在9Mpa下模壓15分鐘，再進行第二次排氣，然后在9Mpa下模壓15分鐘，進行冷卻，待溫度下降至40°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，即制得聚乙烯基木塑復合材料。
[0015]本實施例制得的聚乙烯基木塑復合材料的沖擊強度為5.304 KJ/m2，拉伸強度為 52.772 MPa，彎曲強度41.826 KJ/m2，吸水率為3.103 %，均較為優(yōu)異。
【主權項】
1.一種利用竹粉制備聚乙烯基木塑復合材料的方法，其特征在于具體步驟為: (1)將竹粉過20目篩，然后在質量百分比濃度為15~25%的氫氧化鈉水溶液中堿化處理3~5小時，堿化溫度為30~40°C，然后再用蒸餾水洗滌3~4次，除去竹粉上的堿及其他雜質，最后在105°C下干燥處理5小時，制得備用竹粉； (2)按照以下質量比稱取原料，步驟(I)制得的備用竹粉:高密度聚乙烯:叔丁基過氧化氫:單丁基氧化錫:芥酸酰胺:硬脂酸鋅:硫代二丙酸二月桂酯=30~50:30~70:0.1-1.7:0.1-1.5:10-16:1-19:0.5-4.5，將原料在高速攪拌機上混合均勻，高速攪拌機的轉速為3000~5000轉/分鐘，制得混合物料； (3)將步驟(2)制得的混合物料在平行雙螺桿擠出機中反應擠出，螺桿溫度設置為160~180°C，轉速為300~500轉/分鐘，物料在螺桿中的停留時間為3~5分鐘，制得擠出物料； (4)對平板硫化機進行加熱，設置上模板的溫度為185°C，下模板的溫度為185°C，待溫度上升至設置的溫度，恒溫30分鐘，將模具放置到兩模板之間預熱30分鐘，然后打開模具，將步驟(3)制得的擠出物料放入模具的型腔內，蓋上模具將其放到平板硫化機的模板內再預熱20分鐘，進行第一次排氣，排氣后在8~10Mpa下模壓15分鐘，再進行第二次排氣，然后在8~10Mpa下模壓15分鐘，進行冷卻，待溫度下降至40°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，即制得聚乙烯基木塑復合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用竹粉制備聚乙烯基木塑復合材料的方法。將竹粉過20目篩，在氫氧化鈉水溶液中堿化處理后用蒸餾水洗滌，最后干燥處理，制得備用竹粉；按以下質量比稱取原料，竹粉:高密度聚乙烯:叔丁基過氧化氫:單丁基氧化錫:芥酸酰胺:硬脂酸鋅:硫代二丙酸二月桂酯=30~50:30~70:0.1~1.7:0.1~1.5:10~16:1~19:0.5~4.5，原料高速攪拌混合，制得混合物料，然后在平行雙螺桿擠出機中反應擠出，制得擠出物料；將裝有擠出物料的模具放在平板硫化機上壓制，即制得聚乙烯基木塑復合材料。本發(fā)明方法操作簡單，所制得的聚乙烯基木塑復合材料無毒環(huán)保、綜合性能優(yōu)良，應用前景廣闊。
【IPC分類】B29C35-02, C08K5-098, C08K5-372, C08K5-14, C08K13-02, C08L23-12, C08K5-20, C08L97-02, B29C47-92, C08K5-57, B29C47-40
【公開號】CN104761819
【申請?zhí)枴緾N201510199917
【發(fā)明人】李欣, 黃超, 李靜靜, 凌敏
【申請人】桂林理工大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月25日