一種杉木纖維基生物質(zhì)復合材料及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發(fā)明涉及一種杉木纖維基生物質(zhì)復合材料及其制備方法，屬于新材料及其成型 加工領域，發(fā)明產(chǎn)品可用于代替塑料，木材等。
【背景技術】
[0003] 目前在包裝、電子電器、家居家裝、汽車、飛機、軍工等領域所使用的材料主要以石 油基塑料為主，部分使用原木。但是，塑料具有無法生物降解，污染環(huán)境等缺點，同時，石油 資源有限，不具有可持續(xù)發(fā)展性。而大量原木的使用，將會砍伐大量的森林，破壞生態(tài)環(huán) 境。因此，將植物纖維與部分高分子塑料相結(jié)合，生產(chǎn)出一種較高性能的木塑復合材料，可 以代替木材和塑料，緩減資源短缺、生態(tài)破壞和環(huán)境污染問題。但是，由于植物纖維與塑料 之間的結(jié)合性差，木塑產(chǎn)品的成型加工困難，從而導致現(xiàn)有市場上的木塑產(chǎn)品具有強度低、 性脆、比重大、植物纖維含量低等缺陷。本發(fā)明以木材加工邊角廢棄物杉木纖維為主要原材 料，通過化學和物理相結(jié)合，設計合理的配方，生產(chǎn)出一種具有高強度、高韌性、低成本的生 物質(zhì)復合材料，可代替塑料和木材等。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有木塑復合材料具有強度低、性脆、植物纖維含量低、成 本高等缺點，充分利用廢棄杉木纖維具有韌性好、耐腐蝕、防蟲蛀、成本低等優(yōu)點，通過前期 高溫擠壓工藝處理，然后與聚氯乙烯（PVC)混合，配合其他添加劑、采用合適的工藝步驟和 參數(shù)，以螺桿擠出造粒得到一種高強度、高韌性、成本低廉的生物質(zhì)復合材料，該材料可使 用注塑、擠出、模壓、機加工等方法成型各種制品，廣泛應用于包裝、電子、通訊、家具、裝飾、 汽車、飛機、軍工等領域，代替塑料和原木等材料，具有很好的社會和經(jīng)濟效益。
[0006] 本發(fā)明的復合材料，主要組成為：杉木纖維，聚氯乙烯（PVC)，鄰苯二甲酸二辛酯 (D0P)，環(huán)氧大豆油，棕櫚油，SBS(苯乙烯熱塑性彈性體），硫磺，碳酸鈣。
[0007] 各組分比例及制備步驟： (1)取100份(質(zhì)量份數(shù)）含水率少于等于5%、粒徑在20~80目（優(yōu)選40目）的杉木粉， 5~10份(優(yōu)選7份)環(huán)氧大豆油，5~10份(優(yōu)選7份)棕櫚油，混好均勻后，加入密煉機中，保 持溫度50~70°C(優(yōu)選60°C)，連續(xù)密煉30~60分鐘（優(yōu)選45分鐘），然后取出自然冷卻，待 用 (2 )取步驟（1)所得纖維60~80份(優(yōu)選70份)，聚氯乙烯20~40份(優(yōu)選30份)，D0P5~10 份(優(yōu)選7份)，SBS5~10份(優(yōu)選7份)，硫磺1~3份(優(yōu)選2份)，800~1200目（優(yōu)選1000目） 碳酸鈣5~8份(優(yōu)選6份)，在高混機中共混10~30分鐘(優(yōu)選20分鐘），待用。
[0008] (3)將混合好的物料，通過螺桿擠出機擠出造粒，控制機頭溫度為170~210°C(優(yōu) 選 190°C)，機頭壓力 2~5MPa(優(yōu)選 3MPa)，螺桿轉(zhuǎn)速 70~90r/min(優(yōu)選 80r/min)。
[0009] 本發(fā)明首先對杉木纖維進行處理，充分利用杉木纖維的特點，然后在偶聯(lián)劑、交聯(lián) 劑、增塑劑等添加劑的協(xié)同作用下，與PVC共混，利用螺桿擠出方式，在合適的壓力、溫度和 速度下，高效、連續(xù)擠出造粒，得到一種高性能的生物質(zhì)復合材料，該發(fā)明材料可通過擠出、 注塑、模壓、機加工等方式成型各種制品，廣泛應用于包裝、電子電器、家具裝飾、建筑、交通 工具、以及軍工等領域，代替塑料或木材，具有非常高的社會效益和經(jīng)濟效益。
【具體實施方式】
[0010] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0011] 實施例1 : (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù))含水率少于等于5%、粒徑在20目的杉木粉，5份環(huán)氧大豆油， 5份棕櫚油，混好均勻后，加入密煉機中，保持溫度50°C，連續(xù)密煉30分鐘，然后取出自然冷 卻，待用 (2) 取步驟（1)所得纖維60份，聚氯乙烯40份，D0P5份，SBS5份，硫磺1份，800目碳 酸鈣5份，在高混機中共混10分鐘，待用。
[0012] (3)將混合好的物料，通過螺桿擠出機擠出造粒，控制機頭溫度為190°C，機頭壓力 3MPa，螺桿轉(zhuǎn)速 80r/min。
[0013] 表 1
實施例2 : (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù))含水率少于等于5%、粒徑在40目的杉木粉，7份環(huán)氧大豆油， 7份棕櫚油，混好均勻后，加入密煉機中，保持溫度60°C，連續(xù)密煉45分鐘，然后取出自然冷 卻，待用 (2) 取步驟（1)所得纖維70份，聚氯乙烯30份，D0P7份，SBS7份，硫磺2份，1000目碳 酸鈣6份，在高混機中共混20分鐘，待用。
[0014] (3)將混合好的物料，通過螺桿擠出機擠出造粒，控制機頭溫度為190°C，機頭壓力 3MPa，螺桿轉(zhuǎn)速 80r/min。
[0015] 表 2 實施例3 :
(1) 取100份(質(zhì)量份數(shù))含水率少于等于5%、粒徑在80目的杉木粉，10份環(huán)氧大豆油， 10份棕櫚油，混好均勻后，加入密煉機中，保持溫度70°C，連續(xù)密煉60分鐘，然后取出自然 冷卻，待用 (2) 取步驟（1)所得纖維80份，聚氯乙烯20份，D0P10份，SBS10份，硫磺3份，1200目 碳酸鈣8份，在高混機中共混30分鐘，待用。
[0016] (3)將混合好的物料，通過螺桿擠出機擠出造粒，控制機頭溫度為190°C，機頭壓力 3MPa，螺桿轉(zhuǎn)速 80r/min。
[0017] 表 3
【主權項】
1. 一種杉木纖維基生物質(zhì)復合材料及其制備方法，其特征在于：本發(fā)明的復合材料， 由杉木纖維，聚氯乙烯（PVC)，鄰苯二甲酸二辛酯（DOP)，環(huán)氧大豆油，棕櫚油，SBS(苯乙烯 熱塑性彈性體），硫磺，碳酸鈣構(gòu)成。2. 如權利要求1所述的一種杉木纖維基生物質(zhì)復合材料及其制備方法，其特征在于： 所述復合材料包括以下組分及制備步驟： (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù)）含水率少于等于5%、粒徑在20~80目的杉木粉，5~10份環(huán)氧 大豆油，5~10份棕櫚油，混好均勻后，加入密煉機中，保持溫度50~70 °C，連續(xù)密煉30~60分 鐘，然后取出自然冷卻，待用； (2) 取步驟（1)所得纖維60~80份，聚氯乙烯20~40份，D0P5~10份，SBS5~10份，硫磺 1~3份，800~1200目碳酸鈣5~8份，在高混機中共混10~30分鐘，待用； (3) 將混合好的物料，通過螺桿擠出機擠出造粒，控制機頭溫度為170~210°C，機頭壓 力 2~5MPa，螺桿轉(zhuǎn)速 7〇~9〇r/min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種杉木纖維基生物質(zhì)復合材料及其制備方法。充分利用廢棄杉木纖維具有韌性好、耐腐蝕、防蟲蛀、成本低等優(yōu)點，通過前期高溫擠壓工藝處理，然后與聚氯乙烯（PVC）混合，配合其他添加劑、采用合適的工藝步驟和參數(shù)，以螺桿擠出造粒得到一種高強度、高韌性、成本低廉的生物質(zhì)復合材料，該材料可使用注塑、擠出、模壓、機加工等方法成型各種制品，廣泛應用于包裝、電子、通訊、家具、裝飾、汽車、飛機、軍工等領域，代替塑料和原木等材料，具有很好的社會和經(jīng)濟效益。
【IPC分類】C08L97/02, C08L91/00, C08L27/06, C08L53/02, C08K3/26, C08K3/06, C08K5/12
【公開號】CN105348841
【申請?zhí)枴緾N201510919498
【發(fā)明人】曾廣勝
【申請人】湖南工業(yè)大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月14日