[發(fā)明專利]利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的配方及其方法

有效

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• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102492305A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡紅珍;高巧春;吳劍
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L23/00;C08L23/06;B29B9/06;B29C47/92
• 代理公司: 山東舜天律師事務(wù)所 37226
• 代理人: 王俊紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用造紙固體廢棄物制備復(fù)合材料的方法。

背景技術(shù)

目前，一方面，我國造紙工業(yè)的總消費(fèi)量居世界第三位，在造紙過程中產(chǎn)生大量的造紙廢渣，這些廢渣所帶來的環(huán)境影響日益突出，隨之而來的各種生態(tài)問題和社會(huì)問題也逐漸突顯出來。另一方面，隨著中國塑料工業(yè)跨越式的發(fā)展，廢舊塑料對環(huán)境的“白色污染”越來越嚴(yán)重，不可避免地要面對廢舊塑料的回收和綜合利用的問題。再一方面，當(dāng)前，木材資源困乏，建材需求巨大，為保護(hù)我國有限的木材資源，必須開發(fā)合適的替代品。

木塑復(fù)合材料是指是指以生物質(zhì)粉(木粉、農(nóng)業(yè)秸稈粉等)為填充材料，應(yīng)用填充改型或高分子化學(xué)等手段，與熱塑性塑料一起熔融、捏合、混煉，再經(jīng)高溫高壓擠出，冷卻而加工成型的一種可逆循壞利用的優(yōu)質(zhì)材料。該復(fù)合材料兼具塑料和木材的雙重特性，有塑料的耐水、防腐、抗病蟲害、易著色等優(yōu)勢，更有木質(zhì)的感觀，可像木材一樣進(jìn)行切、削、鉆、釘、刨等二次加工。被廣泛應(yīng)用于建筑、家具、園林、物流、交通及車輛船舶等行業(yè)。

經(jīng)過對現(xiàn)有木塑技術(shù)的檢索，木塑復(fù)合材料的主要原料之一是生物質(zhì)粉(木粉、農(nóng)業(yè)秸稈粉等)，隨著木塑行業(yè)的不斷發(fā)展，生物質(zhì)粉將會(huì)逐漸暢銷，因此生產(chǎn)成本也將升高，為了降低生產(chǎn)成本，可以將造紙固體廢棄物應(yīng)用于木塑生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決造紙廢渣和廢舊塑料的再利用問題，保護(hù)生物質(zhì)資源，提供了一種能利用造紙廢渣和廢舊塑料生產(chǎn)木塑復(fù)合材料的配方及其方法，將經(jīng)過粉碎和分選后的造紙固體廢棄物作為原材料，代替生物質(zhì)粉用于木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)，將造紙固體廢棄物與熱塑性塑料、偶聯(lián)劑、潤滑劑等混合均勻，混煉、造粒并擠出成型得到木塑復(fù)合材料，在制備過程選用無毒的助劑，達(dá)到環(huán)保要求。

本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：

一種利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的配方，其特征是，包括如下重量份數(shù)的原料：

所述造紙固體廢棄物為市售商品，在市場上很容易獲得。它通常包括原生漿生產(chǎn)中的原料備料廢渣、堿回收車間白泥、廢水處理污泥以及二次纖維利用過程中產(chǎn)生的脫墨污泥、篩選廢渣等。(《我國造紙固體廢棄物處理現(xiàn)狀及趨勢》唐志超《中華紙業(yè)》第31卷第18期2010年9月第6-10頁對此有詳細(xì)描述。)

所述回收塑料指在民用、工業(yè)等用途中，使用過且最終淘汰或替換下來并經(jīng)過清洗和粉碎的廢棄制品制得的塑料。本發(fā)明使用的回收塑料為市售商品。

本發(fā)明中，所述的造紙固體廢棄物經(jīng)粉碎顆粒為60-80目，含水量小于2％；所述的回收塑料優(yōu)選聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴類塑料；所述的偶聯(lián)劑為乙烯馬來酸酐共聚物，比重0.940g/cm³，熔融指數(shù)25g/10min，熔點(diǎn)108℃；所述的鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣和硬脂酸鋅復(fù)合穩(wěn)定劑，其中硬脂酸鈣和硬脂酸鋅的摩爾比為2∶1；所述的潤滑劑為脂肪酸酯類混合物，外觀是粒狀物，滴落點(diǎn)67-77℃，比重1.005g/cm³。

本發(fā)明配方中還可以包括有工藝量的著色劑，這樣能獲得彩色的木塑產(chǎn)品。

一種利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的方法，其特征是，包括如下步驟：

1)按重量比例將造紙固體廢棄物顆粒40-70份、回收塑料顆粒30-60份、偶聯(lián)劑0.8-2份、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑3-5份及潤滑劑0.6-6份加入高混機(jī)中混合，混合溫度為105℃-110℃，混合時(shí)間為15-20分鐘；

2)將混合的原料加入平行雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混煉造粒，擠出機(jī)主機(jī)溫度在165℃-180℃之間，轉(zhuǎn)速為60-80轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機(jī)轉(zhuǎn)速為8-10轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機(jī)熔體壓力3-8MPa，機(jī)頭溫度180℃，擠出速度300Kg/h，擠出后切粒；

3)將造粒后的木塑材料顆粒加入到錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，擠出機(jī)溫度在155℃-170℃之間，轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機(jī)轉(zhuǎn)速為4-5轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)頭溫度155℃，擠出速度800mm/h，擠出后定型冷卻即可得到木塑復(fù)合材料。

錐形雙螺桿擠出機(jī)上安裝的模具不同，得到的材料截面就不同，根據(jù)需要選擇模具。

本方法所生產(chǎn)的木塑復(fù)合材料是以造紙固體廢棄物顆粒、回收塑料(聚乙烯)為主要原料，經(jīng)添加各種功能助劑，在平行雙螺桿擠出機(jī)中造粒，然后在錐形雙螺桿擠出機(jī)中擠出成型，它有以下的特點(diǎn)：

(1)產(chǎn)品主要原料之一是造紙固體廢棄物，對木質(zhì)纖維要求低，可以充分解決造紙固體廢棄物的再利用問題。