一種木塑復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及木塑復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種利用廢舊資源的木塑復(fù)合模板及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 農(nóng)作物秸桿是農(nóng)村進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的農(nóng)林廢棄物。全國(guó)每年產(chǎn)生數(shù)百億噸的農(nóng) 作物秸桿，"秸桿焚燒"造成的污染成為困擾全國(guó)大氣環(huán)境的污染問(wèn)題。為農(nóng)作物秸桿的 處理找到一條綜合利用的新途徑變得尤為重要。
[0003] PVC材料具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng) 用在交通、建材、汽車等行業(yè)。隨著PVC塑料的廣泛應(yīng)用，廢棄PVC塑料的處理日益引起人 們的重視。傳統(tǒng)的掩埋、焚燒占用大量土地，造成環(huán)境污染。隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高，回 收再利用成為廢棄塑料的首選方案。
[0004] 赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)排出的污染性廢渣。一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁， 附帶產(chǎn)生1. 0~2. 0噸赤泥。中國(guó)作為世界第4大氧化鋁生產(chǎn)國(guó)，每年排放的赤泥高達(dá)數(shù) 百萬(wàn)噸。目前，處理赤泥的方法大都采用在堆場(chǎng)堆放、筑壩濕法堆存或赤泥干燥脫水后干法 堆存。而赤泥的堆存不僅占用大量土地和農(nóng)田，曬干的赤泥形成的粉塵也到處飛揚(yáng)。這些 方法不但破壞生態(tài)環(huán)境，同時(shí)赤泥中的許多可利用成分還得不到合理的利用。赤泥處理問(wèn) 題困擾著許多生產(chǎn)鋁制品的企業(yè)，也是環(huán)保主要針對(duì)的問(wèn)題。
[0005] 木塑復(fù)合材料是利用PVC、PP、PE等熱塑性塑料為主要原料，加入穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、 抗沖擊改性劑等加工助劑，加入一定量木質(zhì)纖維填料，經(jīng)過(guò)高溫混煉和成型加工而制得的 復(fù)合材料。秸桿纖維屬于木質(zhì)纖維，可以代替木粉，赤泥可以作為填料，廢舊的PVC可以代 替部分PVC原料。因此，回收利用農(nóng)作物秸桿、廢PVC塑料和赤泥生產(chǎn)木塑復(fù)合材料是解決 廢棄資源綜合利用的有效途徑。但是，利用三種廢棄物制備木塑復(fù)合材料的難點(diǎn)是：廢舊 PVC塑料流動(dòng)性差，很難將高份額的秸桿纖維和赤泥添加到熱塑性的樹(shù)脂中，秸桿纖維難以 與熱塑性樹(shù)脂形成良好的界面，嚴(yán)重影響材料的性能。如中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN1872915A的專 利公開(kāi)了一種植物纖維廢棄秸桿合成的型材，它將廢棄的秸桿粉與塑料及助劑混合，擠出 冷卻成型，所制備的板材強(qiáng)度較低，防水性不高。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN104251055A的專利公 開(kāi)了一種新型赤泥木塑模板的制備方法，該方法制備出的模板強(qiáng)度低，廢棄物添加量低。
[0006] 基于上述需求，本發(fā)明公開(kāi)了一種利用廢舊資源生產(chǎn)木塑復(fù)合材料的配方及其制 備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種木塑復(fù)合材料；本發(fā)明的另一個(gè)目的在于利用農(nóng)作物 秸桿、廢PVC塑料和赤泥作為復(fù)合材料的主要填料，為農(nóng)作物秸桿、廢PVC塑料和赤泥的回 收再利用找到一條新的途徑；本發(fā)明的目的還在于公開(kāi)一種木塑復(fù)合材料的制備方法。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0009] 本發(fā)明的木塑復(fù)合材料，其原料的重量配比為：PVC樹(shù)脂粉50份；秸桿粉10~80 份；廢PVC塑料粉50份；赤泥10~70份；納米碳酸鈣3~18份；穩(wěn)定劑2~12份；丙烯 酸酯類加工改性劑ACR2~12份；硬脂酸0. 2~3. 5份；聚乙烯蠟0. 2~3. 5份；抗沖擊 改性劑MBS0· 5~15份。
[0010] 本發(fā)明的木塑復(fù)合材料，其原料的重量配比還可以為：PVC樹(shù)脂粉50份；秸桿粉 20~60份；廢PVC塑料粉50份；赤泥20~60份；納米碳酸鈣5~10份；穩(wěn)定劑3~9 份；丙烯酸酯類加工改性劑ACR3~10份；硬脂酸0. 5~2. 5份；聚乙烯蠟0. 5~2. 5份； 抗沖擊改性劑MBS1~12份。
[0011] 本發(fā)明的木塑復(fù)合材料，其原料的重量配比優(yōu)選為：PVC樹(shù)脂粉50份；秸桿粉20 份；廢PVC塑料粉50份；赤泥60份；納米碳酸鈣5份；穩(wěn)定劑3份；丙烯酸酯類加工改性劑 ACR3份；硬脂酸0. 5份；聚乙烯蠟0. 5份；抗沖擊改性劑MBS1份。
[0012] 本發(fā)明的木塑復(fù)合材料，其原料的重量配比優(yōu)選為：PVC樹(shù)脂粉50份；秸桿粉30 份；廢PVC塑料粉50份；赤泥40份；納米碳酸鈣7份；穩(wěn)定劑5份；丙烯酸酯類加工改性劑 ACR5份；硬脂酸1份；聚乙烯蠟1份；抗沖擊改性劑MBS5份。
[0013] 本發(fā)明的木塑復(fù)合材料，其原料的重量配比優(yōu)選為：PVC樹(shù)脂粉50份；秸桿粉60 份；廢PVC塑料粉50份；赤泥20份；納米碳酸鈣8份；穩(wěn)定劑7份；丙烯酸酯類加工改性劑 ACR8份；硬脂酸1. 5份；聚乙烯蠟1. 5份；抗沖擊改性劑MBS9份。
[0014] 本發(fā)明的木塑復(fù)合材料，其原料的重量配比優(yōu)選為：PVC樹(shù)脂粉50份；秸桿粉40 份；廢PVC塑料粉50份；赤泥30份；納米碳酸鈣10份；穩(wěn)定劑9份；丙烯酸酯類加工改性 劑ACR10份；硬脂酸2. 5份；聚乙烯蠟2. 5份；抗沖擊改性劑MBS12份。
[0015] 本發(fā)明的木塑復(fù)合材料，所述秸桿粉的粒徑范圍為80~120目；所述穩(wěn)定劑可以 選擇無(wú)塵復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑和/或無(wú)塵稀土復(fù)合穩(wěn)定劑；所述的沖擊改性劑MBS系甲基丙稀 酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的接枝共聚物。
[0016] 本發(fā)明的木塑復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0017] (1)秸桿粉的粒徑為80~120目，赤泥粒徑范圍為400~800目；
[0018] (2)將各種原料混合，在90~120°C的Z型捏合機(jī)中捏合10~20min;
[0019] (3)取出物料，加入加熱式開(kāi)式雙輥混煉機(jī)中混煉，混煉溫度保持在130~140°C， 混煉時(shí)間為5~lOmin;
[0020] (4)取出混合料，模壓成型，成型溫度為160~180°C，模壓壓力為5~lOMPa，模壓 時(shí)間為10~20min，出模，即得。
[0021] 優(yōu)選的，本發(fā)明的木塑復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0022] (1)秸桿粉的粒徑為80~120目，赤泥粒徑范圍為400~800目；
[0023] (2)將各種原料混合，在90°C的Z型捏合機(jī)中捏合lOmin;
[0024](3)取出物料，加入加熱式開(kāi)式雙輥混煉機(jī)中混煉，混煉溫度保持在135°C，混煉 時(shí)間為5min;
[0025] (4)取出混合料，均勻鋪裝在表面平整的模具中，成型溫度為175°C，模壓壓力為 8MPa，模壓時(shí)間為15min，出模，即得。
[0026] 優(yōu)選的，所述的納米碳酸鈣使用時(shí)含水率不高于5%。
[0027] 木塑復(fù)合材料的厚度，寬度，長(zhǎng)度可根據(jù)客戶的要求定制。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明生產(chǎn)的秸桿、廢PVC塑料和赤泥木塑復(fù)合材料具有如下 優(yōu)點(diǎn)：
[0029] (1)本發(fā)明制備出的木塑復(fù)合材料表面結(jié)皮硬、平整，耐磨性，耐久性好，能夠節(jié)省 木材資源；
[0030] 納米碳酸鈣的加入，可改善PVC的流變性，提高其成型性，使PVC可以更好的包覆 農(nóng)作物秸桿粉和赤泥，提高界面粘結(jié)強(qiáng)度，增韌補(bǔ)強(qiáng)，提高木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和彎曲 彈性模量，熱變形溫度和尺寸穩(wěn)定性。
[0031] 穩(wěn)定劑可以減慢反應(yīng)，保持化學(xué)平衡，降低表面張力，防止光、熱分解或氧化分解 等作用。
[0032] PVC塑料加工時(shí)易分解、流動(dòng)性差、沖擊強(qiáng)度低、耐候性差，因此需要在加工過(guò)程中 以改善其性能。所述丙烯酸酯類加工改性劑ACR的加入可以提高與PVC相容性、耐候性、穩(wěn) 定性、加工性，使木塑復(fù)合材料具有優(yōu)良的抗沖擊性、低溫韌性。
[0033] 硬脂酸是PVC熱穩(wěn)定劑，具有很好的潤(rùn)滑性和較好的光、熱穩(wěn)定作用。在塑料PVC 管中，硬脂酸有助于防止加工過(guò)程中的〃焦化"，在PVC復(fù)合材料加工中添加一種有效的熱 穩(wěn)定劑，同時(shí)可以防御暴置于硫化物中所引起的成品變色。
[0034] 聚乙烯蠟提高木塑復(fù)合材料產(chǎn)品脫膜后的表面光亮度及光滑度，降低生產(chǎn)成本。
[0035] 所述的沖擊改性劑MBS系甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的接枝共聚物，主要 作用是改善高分子材料的低溫脆化，賦予其更高的韌性，具有提高木塑復(fù)合材料的抗沖擊 性能。
[0036] (2)本發(fā)明木塑復(fù)合材料使用數(shù)年后可以100%回收利用。
[0037] (3)本發(fā)明利用農(nóng)作物秸桿、廢PVC塑料和赤泥生產(chǎn)木塑復(fù)合材料的工藝簡(jiǎn)單，具 有可設(shè)計(jì)性，操作方便，成本低，可重復(fù)性好，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0038] (4)本發(fā)明的木塑復(fù)合材料為高附加值，良好機(jī)械性能，低成本的木塑復(fù)合材料。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的發(fā)明范圍。該技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)性的改進(jìn)和調(diào)整。
[0040] 如無(wú)特殊說(shuō)明，所采用的方法是本領(lǐng)域常用的方法。本實(shí)施例采用的設(shè)備是常用 的設(shè)備。PVC樹(shù)脂粉選用齊魯石化S-700 ;廢PVC樹(shù)脂粉為市購(gòu)回收PVC粉；赤泥是鋁業(yè)公 司的廢棄物，曬干，粉磨，過(guò)篩；納米碳酸鈣來(lái)自佛山市科之塑新型材料有限公司；穩(wěn)定劑 選用深圳市森德塑料助劑有限公司CZX768鈣鋅穩(wěn)定劑；丙烯酸酯類加工改性劑ACR來(lái)自山 東萊蕪美星化工有限公司；硬脂酸來(lái)自深圳市東江環(huán)保股份有限公司；聚乙烯蠟來(lái)自江陰 紅盛塑料助劑廠；抗沖擊改性劑MBS來(lái)自山東萬(wàn)達(dá)集團(tuán)。
[0041] 實(shí)施例1:按下述重量分?jǐn)?shù)稱取各原料：
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