[發(fā)明專利]一種棉桿與塑料復(fù)合材料的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710032580.2
• 申請(qǐng)日: 2007-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN101220209A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣迪清;馬鐵軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州華工百川科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C08L97/02
• 分類號(hào): C08L97/02;C08L27/06;C08L23/02;C08K5/56;C08J5/00;B29C47/40;C08L51/06;C08K5/09;C08K3/36
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 裘暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天然植物纖維復(fù)合材料及木塑復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種棉桿與塑料復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是世界上產(chǎn)棉大國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年我國(guó)棉花種植面積達(dá)8265萬畝，皮棉產(chǎn)量達(dá)710萬噸。產(chǎn)地分布廣闊，從新疆到南方共14個(gè)省市區(qū)都有種植，新疆是我國(guó)的產(chǎn)棉大區(qū)，產(chǎn)量占全國(guó)的1/4。

棉花應(yīng)用價(jià)值巨大，棉纖維是紡織工業(yè)的重要原料；棉籽仁是油脂工業(yè)、食品工業(yè)重要的油料來源，同時(shí)也是食品和飼料的豐富的蛋白質(zhì)庫；棉籽殼是食用菌培養(yǎng)和其它農(nóng)作物重要的能量來源。

棉花植株中莖桿和枝條在整株棉花中占了絕大部分，棉花是一年生草本植物，棉花采摘后，莖桿和枝條便成為廢棄物。雖然目前已有部分用于造紙和制作纖維板，但還有大量的找不到出路，成為棉農(nóng)的一大負(fù)擔(dān)。

棉桿的成分主要是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，其主要成分與麻稈、芒桿、竹木相似，而我國(guó)的森林資源貧乏，木材緊缺?！耙圆荽尽?，全面發(fā)展“塑木”產(chǎn)品代替木材是我國(guó)的國(guó)策之一?！八苣尽碑a(chǎn)品兼有木材和塑料的性能，又可重復(fù)再生使用，是一種很好的環(huán)保材料。

由于棉桿纖維是極性材料，而塑料是一種樹脂，兩者很難直接相容，要解決其難容問題，還必須把棉桿纖維改性，有一定的技術(shù)難度。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述棉桿與塑料復(fù)合過程中的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種棉桿與塑料復(fù)合材料的制備方法。該方法以棉桿和塑料樹脂(如PVC、PP、PE等)為原料，解決了棉桿纖維與塑料的相容性問題，生產(chǎn)得到的復(fù)合材料在很多場(chǎng)合下可以替代現(xiàn)有的木材。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，一種棉桿與塑料復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟和工藝條件：

第一步，將棉桿粉碎成40～160目的棉桿粉后，干燥至含水量≤3％，得到干燥的棉桿粉；同時(shí)將塑料樹脂和相容劑分別干燥；

第二步，本發(fā)明中，采用偶聯(lián)劑法對(duì)棉桿粉進(jìn)行改性處理，具體做法是：在80～110℃溫度下，向混合機(jī)中干燥的棉桿粉邊混合邊噴灑偶聯(lián)劑溶液，混合時(shí)間為5～20分鐘；制得改性棉桿粉；所述偶聯(lián)劑溶液的用量為棉桿粉重量的1～2％，所述偶聯(lián)劑溶液是按照偶聯(lián)劑∶無水乙醇＝1∶2～3的重量比進(jìn)行稀釋配制而成的；

第三步，按重量份數(shù)計(jì)，將30～70份改性棉桿粉與30～70份塑料樹脂，0～10份相容劑，2～8份潤(rùn)滑劑，4～10份穩(wěn)定劑，0～1.0份抗氧化劑，0～10份填料，0～20份阻燃劑，混合均勻，制得混合物料；

第四步，將上述混合物料加入擠出機(jī)中擠出，得到棉桿與塑料復(fù)合材料。這種材料可以是粒狀的半成品(粒料)，也可以直接擠出成板材或型材；還可以用粒料在注塑機(jī)上注塑成品。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，第一步中，所述棉桿粉的干燥溫度為80～90℃，干燥時(shí)間為6～10小時(shí)；所述塑料樹脂和相容劑分別在70～100℃下干燥1～3小時(shí)。所述塑料樹脂包括聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或線性低密度聚乙烯(LLDPE)中的一種或一種以上混合物；所述相容劑包括馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-G-MAH)，馬來酸酐接枝聚乙烯(PE-G-MAH)、馬來酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-G-MAH)或EAA(乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物)中的一種或一種以上混合物。

第二步中，所述偶聯(lián)劑包括硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-311、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-101或鋁鋯酸酯偶聯(lián)劑等。

第三步中，所述潤(rùn)滑劑包括聚乙烯蠟(PE蠟)、EBS(乙撐雙硬脂酰胺)、HST(硬脂酸)、復(fù)合潤(rùn)滑劑CaST(硬脂酸鈣)或復(fù)合潤(rùn)滑劑ZnST(硬脂酸鋅)中的一種或一種以上混合物；所述穩(wěn)定劑為稀土穩(wěn)定劑；所述抗氧化劑為抗氧化劑168和抗氧化劑1010；所述填料包括碳酸鈣(CaCO₃)或滑石粉；所述阻燃劑包括三氧化二銻或十溴二苯醚。

第四步中，所述混合物料通過同向平行雙螺桿擠出機(jī)造粒或直接通過錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出成板、型材，所述同向平行雙螺桿的加熱溫度為120～180℃，轉(zhuǎn)速為60～100rpm；所述錐形雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度為120～180℃，轉(zhuǎn)速為60～100rpm。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明很好的解決了棉桿與塑料的相容性及原料表面處理技術(shù)等問題，實(shí)現(xiàn)了棉桿廢棄物的綜合利用，可代替資源短缺的木材使用，也增加了棉農(nóng)種植棉花的附加值，解決了棉桿廢棄物的利用問題。