一种稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及木塑复合材料技术领域，尤其涉及一种稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]木塑复合材料兼具了木材和塑料的优点，加工性能好，力学强度高，同时具有耐水、耐腐蚀的特点，已被广泛应用于建筑行业、汽车行业等领域，但是其阻燃性不是很好，需要进行改性。
[0003]稻壳粉来源广泛，是一种节能环保生物质原料，可作为木塑复合材料的木粉，但是目前用于制备木塑复合材料的研究不是很多，且性能不是很理想。
【发明内容】
[0004]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料的制备方法，其工艺简单，易于操作，对设备要求低，得到的复合材料阻燃性能优异，抗冲击性好，环境友好且使用寿命长。
[0005]本发明提出的一种稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤:
[0006]S1、按重量份将10-15份稻壳粉在90-100°C下干燥2_3h，并破碎至粒径小于1cm，然后加入20-35份质量分数为5-10 %的氢氧化钠溶液中，在30-40 °C下浸泡20_50min，然后加入2-5份硅烷偶联剂和1-5份十二烷基苯磺酸钠，搅拌50-100min，洗涤并干燥后得到改性稻壳粉；
[0007]S2、将废旧聚苯乙烯泡沫塑料加入粉碎机中粉碎至直径为0.5-lcm得到预处理聚苯乙稀;
[0008]S3、按重量份将10-30份改性稻壳粉、10-25份滑石粉、1-5份纳米碳酸|丐、3_10份纳米氢氧化铝、2-10份纳米硼酸锌、1-3份偶联剂、0.1-1份发泡剂、0.1-0.5份硬脂酸镧和
0.2-1份过氧化苯甲酰混合均匀后加入100份预处理聚苯乙烯中混合均匀，然后通入饱和蒸汽加热至125-135°C，保温3-5min，然后在室温下放置10_15h得到预热材料，其中饱和蒸汽的压力为200-300kPa ；
[0009]S4、按重量将100份预热材料与3-10份羧基化聚乙烯、2_10份聚碳酸酯混合均匀，然后置于成型机中进行热压成型，冷却后得到所述稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料，其中，热压成型的温度为120-140 °C，热压成型的压力为200-500kPa，热压成型的时间为 20_50min。
[0010]优选地，在S1中，所述娃烧偶联剂为娃烧偶联剂A-151、乙稀基二甲氧基娃烧、娃烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570中的一种或者多种的混合物。
[0011]优选地，在S3中，改性稻壳粉、滑石粉、纳米碳酸钙、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、预处理聚苯乙烯的重量比为18-26:16-24:2.5-4:5_9:6_9:100。
[0012]优选地，在S3中，按重量份将25份改性稻壳粉、20份滑石粉、3.8份纳米碳酸钙、7份纳米氢氧化铝、8份纳米硼酸锌、2.6份偶联剂、0.8份发泡剂、0.35份硬脂酸镧和0.7份过氧化苯甲酰混合均匀后加入100份预处理聚苯乙烯中混合均匀，然后通入饱和蒸汽加热至130°c，保温4min，然后在室温下放置12.5h得到预热材料，其中饱和蒸汽的压力为280kPa。
[0013]优选地，在S3中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20-50nm ;所述纳米氢氧化铝的平均粒径为30_60nm ;所述纳米硼酸锌的平均粒径为40_70nm。
[0014]优选地，在S4中，预热材料、羧基化聚乙烯、聚碳酸酯的重量比为100:6-9:5_8。
[0015]优选地，在S4中，热压成型的温度为128-135°C，热压成型的压力为350_400kPa，热压成型的时间为35-40min。
[0016]优选地，在S4中，按重量将100份预热材料与8.5份羧基化聚乙烯、7份聚碳酸酯混合均匀，然后置于成型机中进行热压成型，冷却后得到所述稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料，其中，热压成型的温度为130°C，热压成型的压力为380kPa，热压成型的时间为38min。
[0017]本发明中，首先将稻壳粉进行了预处理，得到改性稻壳粉，从而改变了稻壳粉的表面性质，将改性稻壳粉加入体系中，在体系中分散性好，与聚苯乙烯的界面结合力强，与滑石粉、纳米碳酸钙、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌和硬脂酸镧配合后，有效提高了复合材料的交联密度，改善了复合材料的冲击韧性、强度、阻燃性和耐老化性；在热压成型之前，将预处理聚苯乙烯进行了饱和蒸汽加热处理，通过控制饱和蒸汽加热处理的工艺参数，使预处理聚苯乙烯熔融完全，与其他物料的混合性好，进一步改善了其他物料在聚苯乙烯中的分散性；加入了聚碳酸酯和羧基化聚乙烯对其进行了改性，其中聚碳酸酯和聚苯乙烯分子中都含有苯环，两者的相容性好，在受外力时其相界面应力分布均匀连续，在体系中能产生纹银和剪切带，与羧基化聚乙烯配合后，提高了复合材料的热稳定性和强度，同时改善了聚苯乙烯冲击强度低的缺陷。
【具体实施方式】
[0018]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0019]实施例1
[0020]本发明提出的一种稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤:
[0021]S1、按重量份将10份稻壳粉在100°C下干燥2h，并破碎至粒径小于1cm，然后加入35份质量分数为5 %的氢氧化钠溶液中，在40°C下浸泡20min，然后加入5份硅烷偶联剂和1份十二烷基苯磺酸钠，搅拌lOOmin，洗涤并干燥后得到改性稻壳粉；
[0022]S2、将废旧聚苯乙烯泡沫塑料加入粉碎机中粉碎至直径为0.5-lcm得到预处理聚苯乙稀;
[0023]S3、按重量份将10份改性稻壳粉、25份滑石粉、1份纳米碳酸钙、10份纳米氢氧化铝、2份纳米硼酸锌、3份偶联剂、0.1份发泡剂、0.5份硬脂酸镧和1份过氧化苯甲酰混合均匀后加入100份预处理聚苯乙烯中混合均匀，然后通入饱和蒸汽加热至125°C，保温5min，然后在室温下放置10h得到预热材料，其中饱和蒸汽的压力为300kPa ;
[0024]S4、按重量将100份预热材料与3份羧基化聚乙烯、10份聚碳酸酯混合均匀，然后置于成型机中进行热压成型，冷却后得到所述稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料，其中，热压成型的温度为120°C，热压成型的压力为500kPa，热压成型的时间为20min。
[0025]实施例2
[0026]本发明提出的一种稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤:
[0027]S1、按重量份将15份稻壳粉在90°C下干燥3h，并破碎至粒径小于1cm，然后加入20份质量分数为10%的氢氧化钠溶液中，在30°C下浸泡50min，然后加入2份硅烷偶联剂和5份十二烷基苯磺酸钠，搅拌50min，洗涤并干燥后得到改性稻壳粉；
[0028]S2、将废旧聚苯乙烯泡沫塑料加入粉碎机中粉碎至直径为0.5-lcm得到预处理聚苯乙稀;
[0029]S3、按重量份将30份改性稻壳粉、10份滑石粉、5份纳米碳酸钙、3份纳米氢氧化铝、10份纳米硼酸锌、1份偶联剂、1份发泡剂、0.1份硬脂酸镧和0.2份过氧化苯甲酰混合均匀后加入100份预处理聚苯乙烯中混合均匀，然后通入饱和蒸汽加热至135°C，保温3min，然后在室温下放置15h得到预热材料，其中饱和蒸汽的压力为200kPa ；
[0030]S4、按重量将100份预热材料与10份羧基化聚乙烯、2份聚碳酸酯混合均匀，然后置于成型机中进行热压成型，冷却后得到所述稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料，其中，热压成型的温度为140°C，热压成型的压力为200kPa，热压成型的时间为50min。
[0031]实施例3
[0032]本发明提出的一种稻壳粉/废旧聚苯乙烯木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤:
[0033]S1、按重量份将12份稻壳粉在98°C下干燥2.2h,并破碎至粒径小于1cm，然后加入30份质量分数为6%的氢氧化钠溶液中，在38°C下浸泡30min，然后加入1份硅烷偶联剂A-151、l份乙烯基三甲氧基硅烷、0.5份硅烷偶联剂KH-550、0.5份硅烷偶联剂KH-560、
1.2份硅烷偶联剂KH-570和2.6份十二烷基苯磺酸钠，搅拌80min，洗涤并干燥后得到改性稻壳粉；
[0034]S2、将废旧聚苯乙烯泡沫塑料加入粉碎机中粉碎至直径为0.5-lcm得到预处理聚苯乙稀;
[0035]S3、按重量份将18份改性稻壳粉、24份滑石粉、2.5份纳米碳酸钙、9份纳米氢氧化铝、6份纳米硼酸锌、1.8份偶联剂、0.8份发泡剂、0.28份硬脂酸镧和0.7份过氧化苯甲酰混合均匀后加入100份预处理聚苯乙烯中混合均匀，然后通入饱和蒸汽加热至128°C，保温