[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)PVC復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410081325.7
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103897295A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常杰;馬艾麗;黎承前;付嚴(yán)
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L97/00;C08K13/02;C08K3/26;B29B7/56;B29C43/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)PVC復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚氯乙烯復(fù)合材料具有良好的耐燃性和較高的比強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于建筑及工業(yè)等領(lǐng)域。碳酸鈣作為一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、造紙、塑料、牙膏、食品、醫(yī)藥、飼料等工業(yè)中。納米碳酸鈣直接應(yīng)用于有機(jī)介質(zhì)中存在兩個(gè)缺點(diǎn):一是顆粒表面能高，處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，極易聚集成團(tuán)，容易在高聚物基復(fù)合材料中積聚，在外力作用下容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，降低材料的綜合性能。填充量越大，這種應(yīng)力集中越明顯，直接影響納米顆粒的應(yīng)用效果;二是碳酸鈣表面親水疏油，強(qiáng)極性，在有機(jī)介質(zhì)中難于均勻分散，與基體間結(jié)合力弱，造成界面缺陷，導(dǎo)致材料性能下降。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，提供了一種生物質(zhì)PVC復(fù)合材料及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種生物質(zhì)PVC復(fù)合材料，采用木質(zhì)素作為增強(qiáng)填料，其中，各組分質(zhì)量份數(shù)如下：

所述聚氯乙烯的K值60-95，聚合度為650-1250；所述的碳酸鈣填料為納米粉體；所述的木質(zhì)素為堿木質(zhì)素；所述的穩(wěn)定劑為金屬皂類穩(wěn)定劑中的一種或兩種的任意混合物；所述的潤滑劑為液體石蠟；所述的增塑劑為硬脂酸和鄰苯二甲酸酯類增塑劑中的一種或兩種的任意混合。

所述的金屬皂類穩(wěn)定劑包含硬脂酸鋅和硬脂酸鈣，兩者的最佳質(zhì)量比為1:1；所述的堿木質(zhì)素為造紙黑液中所提取的木質(zhì)素；所述的潤滑劑液體石蠟含氯量為37%；所述的鄰苯二甲酸酯類增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯。

所述生物質(zhì)PVC復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取木質(zhì)素和碳酸鈣填料烘干；

（2）將上述干燥后的填料和聚氯乙烯、增塑劑、穩(wěn)定劑在高速混合器內(nèi)混合，攪拌升溫至80-95℃，在該溫度下連續(xù)攪拌1-8min，然后加入潤滑劑和增塑劑，繼續(xù)攪拌升溫至85-100℃，在該溫度下連續(xù)攪拌1-5min，然后冷卻至40℃以下，得到預(yù)混合物；

（3）將預(yù)混合物投入到雙輥開煉機(jī)中混煉，雙輥溫度為135-160℃，輥煉時(shí)間為1-10min，得到厚度為1-2mm的片狀混合物；

（4）將片狀混合物趁熱切割成模腔大小，然后層鋪放置于模具中模壓成型，冷卻至室溫卸壓開模，取出，即得。

步驟（2）第一次加入的增塑劑為固體，第二次加入的增塑劑為液體，兩者添加的質(zhì)量比為1:1-1:4。

固體原料的含水量均在1%以下。

所述雙輥溫度為135-150℃，輥煉時(shí)間3-8min。

所述模壓成型是在3-10MPa壓力下升溫至150-200°C并保持10-50min。

所述模具的模腔高度為4mm，片狀混合物緊致鋪疊且充滿模腔。

所述模壓過程要進(jìn)行排氣操作。

通過共混或填充改性引入低成本和多活性的木質(zhì)素，有望降低成本，保持甚至提高材料的性能，同時(shí)既可減少木質(zhì)素排放對環(huán)境的污染，又可以充分利用資源。木質(zhì)素及其衍生物能與聚氯乙烯等高分子聚合物具有較好的相容性，為共混改性提供了可能。在共混體系中，木質(zhì)素起著剛性粒子增強(qiáng)的作用，同時(shí)可以充當(dāng)碳酸鈣和聚氯乙烯的相容劑，對材料的熱穩(wěn)定性、阻燃性、光降解等性能有一定的改善。并且，這種復(fù)合材料在尺寸穩(wěn)定性、成型性、抗張能力和抗沖擊能力方面都有一定的優(yōu)勢。

本發(fā)明提供生物質(zhì)PVC復(fù)合材料是經(jīng)熱壓成型設(shè)備加熱熔融后，在模具中成型為一種硬質(zhì)板材，能夠達(dá)到以下效果：

1、生物質(zhì)PVC復(fù)合材料具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、防水的特點(diǎn)。

2、該生物質(zhì)PVC復(fù)合材料具有極高的耐熱老化性能及耐光老化性能，可廣泛用于建筑外裝飾、園林景觀、圍欄棧道等戶外制品市場。

3、該生物質(zhì)PVC復(fù)合材料具有配方成本低，降解容易，使用溫度高，可大幅降低產(chǎn)品的綜合造價(jià)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1-4制得的PVC板材熱學(xué)性能測試結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1

一種生物質(zhì)PVC復(fù)合材料，采用生物質(zhì)原料-木質(zhì)素作為增強(qiáng)填料，其中，所述PVC復(fù)合材料包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：