一種煙梗木塑復合材料及其制備工藝制造技術

本發明專利技術屬于木塑復合材料及其制備工藝，特別是煙梗木塑復合材料及其制備工藝。本復合材料各組分的重量比為：熱塑性高分子樹脂為100份，煙梗粉為10～70份，納米蒙脫石為1～20份，抗沖類高分子改性劑為1～10份、煙梗表面相容改性劑為1～6份，高分子材料熱穩定劑為1～8份、高分子材料潤滑劑為1～5份。工藝步驟為：煙梗經化學處理，干燥粉碎，并進行表面化學改性處理，在高速混合機內，使納米蒙脫石對煙梗粉進行包裹，按比例將各組分在高速捏合機中混合，在開煉機上熔融共混預塑化，所得熔融片經冷卻破碎，用螺桿擠出機擠出成型。本煙梗木塑復合材料力學性能優異，耐水，阻燃，尺寸穩定，防蟲蛀，防霉，無有害物。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于木塑復合材料及其制備工藝，特別是煙梗木塑復合材料及其制備工藝。
技術介紹
木塑材料中采用的木纖維主要包括廢木粉、刨花、鋸木，植物纖維為粉碎處理過的稻桿、花生殼、椰子殼、甘蔗、亞麻、澤麻、黃麻、大麻等；熱塑性塑料主要為PE、PP、PS等聚烯烴和PVC，包括新料、回收料和二者混合料。木纖維和植物纖維最初作為低成本、提高塑料剛性的改性填充材料。木纖維和植物纖維來源豐富、價廉、質輕，對設備磨損小，尺寸穩定性良好，電絕緣性優，無毒，可反復加工，能生物降解。我國作為一個林業資源貧乏的國家，人均森林蓄積量不足10立方米，人均木材消 耗水平不足O. 22立方米/年，但我國的木材消耗量卻急劇上升，不得不從國外進口大量木材。另一方面，我國每年由于木材加工余下的廢棄木粉量在幾百萬噸以上，其他天然纖維如稻糠等的產量上千萬噸。從這個角度而言，木塑材料的開發將有助于有效開發和利用這些資源，前景十分可觀。煙梗是煙草工業的副產物，同時也是寶貴的自然資源。煙草是茄科煙草屬植物，煙梗即是煙葉之粗硬葉脈，約占葉重的25 30%，目前多作棄置處理。我國是煙草大國，每年有數十萬噸煙梗資源被廢棄，既造成環境污染，同時也是對自然資源的浪費。煙梗目前的主要利用形式是提取煙堿、茄呢醇、制煙草薄片等從煙梗中提取有效的成分及剩余物的綜合利用，具有極其重大的意義。煙梗的化學成分大體為纖維素43%左右，半纖維素30%左右，木質素6%左右，多戊糖16 %左右，水份10 %左右，水提取物16 %左右，苯醇提取物3.5%左右，I %氫氧化鈉提取物36%左右。煙梗目前的利用方法是化學處理提取煙堿等，將煙梗放入濃度為I 3%氫氧化鈉水溶液中浸泡120分鐘,浸泡溫度為70 80°C。浸出液可以用來提取煙堿等有用物質。目前煙梗的提取工藝成熟(專利公開號CN99105952. 2、97111061)、簡單、安全環保，這樣可達到煙梗的綜合利用，但是煙梗中的植物纖維尚未得到利用，并且如何將該植物纖維在木塑復合材料應用的相關技術報道尚未見到。木塑復合材料是指利用廢棄木質纖維資源和廢棄塑料資源，經混煉加工制成的新型環境友好材料。該材料的特性集木材和塑料的優點于一體，在工業包裝、戶外景觀美化、化工海洋防腐等領域替代木材、鋼材和樹脂，有著獨特和廣泛的用途。該技術的研究開發對廢棄資源材料化利用、帶動農副產品深加工以及為工業和生活提供價廉物美的新材料具有重要意義，該技術也必將成為整個循環經濟中的一個重要環節。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種煙梗木塑復合材料及其制備工藝，本專利技術的煙梗木塑復合材料，力學性能優異，耐候性好，耐水，阻燃，尺寸穩定性好，防蟲蛀，防霉，無重金屬、甲醛和有機揮發物，加工工藝安全、環保、簡單、方便，制造成本低廉。解決本專利技術的技術問題所采用的煙梗木塑復合材料的配方是各組分的重量比為，熱塑性高分子樹脂為100份，煙梗粉為10 70份，納米蒙脫石為I 20份，抗沖類高分子改性劑為I 10份、煙梗表面相容改性劑為I 6份，高分子材料熱穩定劑為I 8份、高分子材料潤滑劑為I 5份。所述熱塑性高分子樹脂選自聚氯乙烯樹脂、聚乙烯、聚丙烯，或者回收的聚氯乙烯樹脂、聚乙烯、聚丙烯中的單一物或者是幾種的混合物。所述的煙梗粉采用的是經化學處理的煙梗，即煙梗放入濃度為I 3%氫氧化鈉水溶液中浸泡120分鐘，浸泡溫度為70 80°C ;經化學處理后的煙梗干燥至水份含量小于2.5%，粉碎至40 120目的粒度，再用煙梗表面相容改性劑進行表面化學改性處理。 所述納米蒙脫石為蒙脫石含量大于80%，水份含量小于3%，細度為I 8μπι。所述抗沖類高分子改性劑為氯化聚乙烯(CPE)、馬來酸接枝聚乙烯、馬來酸接枝聚丙烯、聚丙烯酸酯(ACR)、全丙烯酸酯類(AM)、乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)、丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接技共聚物(MBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)抗沖類高分子改性劑的一種或幾種的混合物。所述煙梗表面相容改性劑采用鈦酸酯偶聯劑、鋯鋁酸酯、鋁酸酯、磷酸酯、硅烷偶聯劑、高級脂肪酸及其鹽、非離子型表面活性劑、雙(2-羥乙基)甲基牛脂基季銨鹽、十八烷基三溴化銨、氧化聚丙烯蠟和氧化聚乙烯蠟、聚乙二醇中的單一物或多種混合物。所述高分子材料熱穩定劑為有機錫穩定劑、稀土穩定劑或鉛鹽穩定劑，選自二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二辛基錫、二烷基馬來酸二丁基錫、二(巰基乙酸異辛基酯)二丁基錫、月桂酸馬來酸二丁基錫、三堿式硫酸鉛、二堿式亞磷酸鉛、二堿式硬脂酸鉛、二堿式鄰苯二甲酸鉛、二堿式磷酸鉛、硬脂酸鉛中的一種或幾種混合物。所述高分子材料潤滑劑為石蠟、硬脂酸、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、氧化聚乙烯蠟等中的一種或幾種混合物。本專利技術的煙梗木塑復合材料的制備方法，其制造工藝為(1)將煙梗放入濃度為I 3%氫氧化鈉水溶液中浸泡120分鐘，浸泡溫度為70 80，°C進行化學處理，去除煙梗中的焦油和煙堿及水溶物，自然干燥，使含水量小于8%，對煙梗進行粉碎，使細度達到40 120目，然后強制干燥，使含水量小于2. 5 %，并用煙梗表面相容改性劑對煙梗粉進行表面化學改性處理；(2)在高速混合機內，將納米蒙脫石按所述比例加入到經步驟(I)表面改性劑處理后的煙梗粉中，高速攪拌處理10 40分鐘，制得納米蒙脫石包裹的煙梗粉；(3)按配方比例將熱塑性高分子樹脂、抗沖類高分子改性劑、高分子材料熱穩定劑、高分子材料和納米蒙脫石包裹的煙梗粉在高速捏合機中混合，到溫度為80 90°C后出料，然后在雙輥開煉機上于170 180°C下熔融共混20 40分鐘；(4)所得熔融片經冷卻破碎，投入專用橡塑螺桿擠出機中高溫高壓擠出成型。本專利技術的有益效果是(I)拓廣了廢棄煙梗的使用范圍，提高煙梗的綜合利用程度，即節約資源，又保護環境。(2)所用木質纖維為煙梗粉，制得的煙梗木塑復合材料的防蟲蛀，防霉效果更加明顯。(3)在煙梗纖維表面包覆納米蒙脫石可以減少復合材料擠出成型過程的流動阻力和煙梗纖維受熱降解趨勢，達到改善加工工藝、提高材料性能的效果。(4)由于添加了納米蒙脫石，降低了塑化粘度和提高了熔體流動性，降低能耗，提高了材料的力學和耐侯、耐熱性能和阻燃性。(5)由于添加了納米蒙脫石，增加水汽阻隔性和射線阻隔性，從而增強了耐水性和耐紫外線性能具體實施例方式下面的實施例可以使本領域的技術人員更全面的理解本專利技術，但不以任何方式限制本專利技術。 實施例I、實施例2、實施例3按照表I所示的煙梗木塑復合材料的配方，將煙梗放入濃度為2. 5%氫氧化鈉水溶液中，通入蒸汽使溫度為70 80°C，并浸泡120分鐘，去除煙梗中的焦油和煙堿及水溶物，進行自然干燥，使含水量小于8%，用纖維專用粉碎機對煙梗進行粉碎，使細度為60 80目，強制干燥，使含水量小于2.5%，并進行煙梗粉表面化學改性處理。在高速混合機內將納米蒙脫石加入到表面改性處理好后的煙梗粉中，高速攪拌處理10 40分鐘，制得納米蒙脫石包裹的煙梗粉；按上述重量份比將聚氯乙烯樹脂、高分子改性劑、熱穩定劑、潤滑劑和改性納米蒙脫石在高速捏合機中混合，到溫度為80 90°C后出料，然后在雙輥開煉機上于170 180°C下熔融共混20 40分鐘，所得熔融片經冷卻炮碎，投入專用螺桿擠出機中擠出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煙梗木塑復合材料，其特征在于各組分的重量比為，熱塑性高分子樹脂為100份，煙梗粉為10～70份，納米蒙脫石為1～20份，抗沖類高分子改性劑為1～10份、煙梗表面相容改性劑為1～6份，高分子材料熱穩定劑為1～8份、高分子材料潤滑劑為1～5份。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張志明，周渝，
申請(專利權)人：張志明，周渝，
類型：發明
國別省市：