[發(fā)明專利]一種紙漿增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610252011.8
• 申請(qǐng)日: 2016-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN105733063B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉宏;楊小慧;岳金權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L23/00
• 分類號(hào): C08L23/00;C08L97/02;C08L51/06;C08L23/06;C08K5/09
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 牟永林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紙漿增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著能源危機(jī)、石油資源的枯竭，如何高效利用聚烯烴這類不可再生且極難自然降解的資源已成為時(shí)代重要課題。目前，利用各種纖維增強(qiáng)聚烯烴是一大研究方向，常見的增強(qiáng)纖維有碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、天然纖維(如棉纖維、劍麻、農(nóng)作物秸稈)等，其中天然纖維因其可再生性、生物可降解性、生物相容性及安全性具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

研究發(fā)現(xiàn)隨著纖維尺寸的減小，長(zhǎng)徑比的增大，纖維呈現(xiàn)出不同于普通纖維的性能。與普通木粉相比，紙漿纖維具有更高的長(zhǎng)徑比，更高的強(qiáng)度，且化學(xué)組分可根據(jù)需求作調(diào)整，可作為優(yōu)良的聚烯烴增強(qiáng)材料。目前所報(bào)道的紙漿纖維/聚烯烴復(fù)合材料生產(chǎn)方法由于存在一些問(wèn)題使得其不適于產(chǎn)業(yè)化，大多仍處于試驗(yàn)階段。現(xiàn)有紙漿增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料采用熔融干混法存在如下缺點(diǎn)：(1)由于纖維素表面大量極性羥基的存在，紙漿干燥過(guò)程中極易發(fā)生團(tuán)聚，團(tuán)聚后的纖維與聚烯烴樹脂混合，制得的復(fù)合材料中形成孤島式效果，未能體現(xiàn)紙漿真正的增強(qiáng)效果；(2)干燥的紙漿堆積密度小，與樹脂間存在密度差異，不易均勻混合，且在喂料工序中很容易發(fā)生搭橋，造成喂料極困難，不利于生產(chǎn)的順利進(jìn)行。濕態(tài)混合也存在一些不足：(3)濕態(tài)纖維直接進(jìn)行雙螺桿混合，不易將水分徹底排出；(4)先制成板坯后干燥采用熱壓成型，不適用于擠出連續(xù)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有紙漿增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料制備過(guò)程中纖維難分散、干態(tài)紙漿纖維喂料困難以及紙漿與聚烯烴樹脂結(jié)合強(qiáng)度差的問(wèn)題，而提供一種紙漿增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明一種紙漿增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料的制備方法是按以下步驟進(jìn)行的：

一、按重量份數(shù)稱取10～60份的紙漿、40～90份的聚烯烴、3～6份的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯或馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、1～3份的硬脂酸和1～3份的聚乙烯蠟；所述聚烯烴為聚烯烴樹脂粒料或聚烯烴纖維；

二、將步驟一稱取的10～60份的紙漿、40～90份的聚烯烴、3～6份的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯或馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、1～3份的硬脂酸和1～3份的聚乙烯蠟混合，然后加水放入打漿機(jī)中打漿30min～90min后濾出得到混合物，將混合物剪碎成直徑為5mm～15mm的小團(tuán)，得到剪碎的混合物；

三、將步驟二得到的剪碎的混合物置于熱壓機(jī)中，在溫度為80℃～150℃和壓力為5MPa～10MPa的條件下熱壓4min～10min，得到厚度為2mm～5mm的片狀物，然后放入溫度為80℃的烘箱中干燥至厚度為2mm～5mm的片狀物的含水率低于3％，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合，冷卻后造粒，得到粒料；

四、對(duì)步驟三得到的粒料進(jìn)行加工成型，得到紙漿增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料。

有益效果：本發(fā)明以簡(jiǎn)單便捷的方法均勻混合紙漿纖維和聚烯烴，消除孤島現(xiàn)象，制備出高性能復(fù)合材料；以一種簡(jiǎn)單的方法解決干態(tài)紙漿纖維在常規(guī)擠出造粒過(guò)程中喂料困難的問(wèn)題。同時(shí)減少水分含量，提高紙漿纖維與塑料基質(zhì)的結(jié)合力，提高了復(fù)合材料的性能。

本發(fā)明將制漿過(guò)程和復(fù)合材料生產(chǎn)結(jié)合在一起，在打漿的過(guò)程中將紙漿纖維與聚烯烴樹脂顆粒(或樹脂纖維)均勻參混，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)叩解度以改變纖維的長(zhǎng)徑比來(lái)制備不同性能的紙漿纖維/聚烯烴復(fù)合材。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式紙漿增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料的制備方法是按以下步驟進(jìn)行的：

一、按重量份數(shù)稱取10～60份的紙漿、40～90份的聚烯烴、3～6份的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯或馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、1～3份的硬脂酸和1～3份的聚乙烯蠟；所述聚烯烴為聚烯烴樹脂粒料或聚烯烴纖維；

二、將步驟一稱取的10～60份的紙漿、40～90份的聚烯烴、3～6份的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯或馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、1～3份的硬脂酸和1～3份的聚乙烯蠟混合，然后加水放入打漿機(jī)中打漿30min～90min后濾出得到混合物，將混合物剪碎成直徑為5mm～15mm的小團(tuán)，得到剪碎的混合物；

三、將步驟二得到的剪碎的混合物置于熱壓機(jī)中，在溫度為80℃～150℃和壓力為5MPa～10MPa的條件下熱壓4min～10min，得到厚度為2mm～5mm的片狀物，然后放入溫度為80℃的烘箱中干燥至厚度為2mm～5mm的片狀物的含水率低于3％，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合，冷卻后造粒，得到粒料；

四、對(duì)步驟三得到的粒料進(jìn)行加工成型，得到紙漿增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料。