一种木塑复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及木塑复合材料领域，具体涉及一种利用废旧资源的木塑复合模板及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 农作物秸杆是农村进行农业生产产生的农林废弃物。全国每年产生数百亿吨的农 作物秸杆，"秸杆焚烧"造成的污染成为困扰全国大气环境的污染问题。为农作物秸杆的 处理找到一条综合利用的新途径变得尤为重要。
[0003] PVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性，被广泛应 用在交通、建材、汽车等行业。随着PVC塑料的广泛应用，废弃PVC塑料的处理日益引起人 们的重视。传统的掩埋、焚烧占用大量土地，造成环境污染。随着环保意识的不断提高，回 收再利用成为废弃塑料的首选方案。
[0004] 赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣。一般平均每生产1吨氧化铝， 附带产生1. 0~2. 0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数 百万吨。目前，处理赤泥的方法大都采用在堆场堆放、筑坝湿法堆存或赤泥干燥脱水后干法 堆存。而赤泥的堆存不仅占用大量土地和农田，晒干的赤泥形成的粉尘也到处飞扬。这些 方法不但破坏生态环境，同时赤泥中的许多可利用成分还得不到合理的利用。赤泥处理问 题困扰着许多生产铝制品的企业，也是环保主要针对的问题。
[0005] 木塑复合材料是利用PVC、PP、PE等热塑性塑料为主要原料，加入稳定剂、润滑剂、 抗冲击改性剂等加工助剂，加入一定量木质纤维填料，经过高温混炼和成型加工而制得的 复合材料。秸杆纤维属于木质纤维，可以代替木粉，赤泥可以作为填料，废旧的PVC可以代 替部分PVC原料。因此，回收利用农作物秸杆、废PVC塑料和赤泥生产木塑复合材料是解决 废弃资源综合利用的有效途径。但是，利用三种废弃物制备木塑复合材料的难点是：废旧 PVC塑料流动性差，很难将高份额的秸杆纤维和赤泥添加到热塑性的树脂中，秸杆纤维难以 与热塑性树脂形成良好的界面，严重影响材料的性能。如中国专利公开号CN1872915A的专 利公开了一种植物纤维废弃秸杆合成的型材，它将废弃的秸杆粉与塑料及助剂混合，挤出 冷却成型，所制备的板材强度较低，防水性不高。中国专利公开号CN104251055A的专利公 开了一种新型赤泥木塑模板的制备方法，该方法制备出的模板强度低，废弃物添加量低。
[0006] 基于上述需求，本发明公开了一种利用废旧资源生产木塑复合材料的配方及其制 备方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种木塑复合材料；本发明的另一个目的在于利用农作物 秸杆、废PVC塑料和赤泥作为复合材料的主要填料，为农作物秸杆、废PVC塑料和赤泥的回 收再利用找到一条新的途径；本发明的目的还在于公开一种木塑复合材料的制备方法。
[0008] 本发明的技术方案为：
[0009] 本发明的木塑复合材料，其原料的重量配比为：PVC树脂粉50份；秸杆粉10~80 份；废PVC塑料粉50份；赤泥10~70份；纳米碳酸钙3~18份；稳定剂2~12份；丙烯 酸酯类加工改性剂ACR2~12份；硬脂酸0. 2~3. 5份；聚乙烯蜡0. 2~3. 5份；抗冲击 改性剂MBS0· 5~15份。
[0010] 本发明的木塑复合材料，其原料的重量配比还可以为：PVC树脂粉50份；秸杆粉 20~60份；废PVC塑料粉50份；赤泥20~60份；纳米碳酸钙5~10份；稳定剂3~9 份；丙烯酸酯类加工改性剂ACR3~10份；硬脂酸0. 5~2. 5份；聚乙烯蜡0. 5~2. 5份； 抗冲击改性剂MBS1~12份。
[0011] 本发明的木塑复合材料，其原料的重量配比优选为：PVC树脂粉50份；秸杆粉20 份；废PVC塑料粉50份；赤泥60份；纳米碳酸钙5份；稳定剂3份；丙烯酸酯类加工改性剂 ACR3份；硬脂酸0. 5份；聚乙烯蜡0. 5份；抗冲击改性剂MBS1份。
[0012] 本发明的木塑复合材料，其原料的重量配比优选为：PVC树脂粉50份；秸杆粉30 份；废PVC塑料粉50份；赤泥40份；纳米碳酸钙7份；稳定剂5份；丙烯酸酯类加工改性剂 ACR5份；硬脂酸1份；聚乙烯蜡1份；抗冲击改性剂MBS5份。
[0013] 本发明的木塑复合材料，其原料的重量配比优选为：PVC树脂粉50份；秸杆粉60 份；废PVC塑料粉50份；赤泥20份；纳米碳酸钙8份；稳定剂7份；丙烯酸酯类加工改性剂 ACR8份；硬脂酸1. 5份；聚乙烯蜡1. 5份；抗冲击改性剂MBS9份。
[0014] 本发明的木塑复合材料，其原料的重量配比优选为：PVC树脂粉50份；秸杆粉40 份；废PVC塑料粉50份；赤泥30份；纳米碳酸钙10份；稳定剂9份；丙烯酸酯类加工改性 剂ACR10份；硬脂酸2. 5份；聚乙烯蜡2. 5份；抗冲击改性剂MBS12份。
[0015] 本发明的木塑复合材料，所述秸杆粉的粒径范围为80~120目；所述稳定剂可以 选择无尘复合铅盐稳定剂和/或无尘稀土复合稳定剂；所述的冲击改性剂MBS系甲基丙稀 酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的接枝共聚物。
[0016] 本发明的木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0017] (1)秸杆粉的粒径为80~120目，赤泥粒径范围为400~800目；
[0018] (2)将各种原料混合，在90~120°C的Z型捏合机中捏合10~20min;
[0019] (3)取出物料，加入加热式开式双辊混炼机中混炼，混炼温度保持在130~140°C， 混炼时间为5~lOmin;
[0020] (4)取出混合料，模压成型，成型温度为160~180°C，模压压力为5~lOMPa，模压 时间为10~20min，出模，即得。
[0021] 优选的，本发明的木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0022] (1)秸杆粉的粒径为80~120目，赤泥粒径范围为400~800目；
[0023] (2)将各种原料混合，在90°C的Z型捏合机中捏合lOmin;
[0024](3)取出物料，加入加热式开式双辊混炼机中混炼，混炼温度保持在135°C，混炼 时间为5min;
[0025] (4)取出混合料，均匀铺装在表面平整的模具中，成型温度为175°C，模压压力为 8MPa，模压时间为15min，出模，即得。
[0026] 优选的，所述的纳米碳酸钙使用时含水率不高于5%。
[0027] 木塑复合材料的厚度，宽度，长度可根据客户的要求定制。
[0028]与现有技术相比，本发明生产的秸杆、废PVC塑料和赤泥木塑复合材料具有如下 优点：
[0029] (1)本发明制备出的木塑复合材料表面结皮硬、平整，耐磨性，耐久性好，能够节省 木材资源；
[0030] 纳米碳酸钙的加入，可改善PVC的流变性，提高其成型性，使PVC可以更好的包覆 农作物秸杆粉和赤泥，提高界面粘结强度，增韧补强，提高木塑复合材料的弯曲强度和弯曲 弹性模量，热变形温度和尺寸稳定性。
[0031] 稳定剂可以减慢反应，保持化学平衡，降低表面张力，防止光、热分解或氧化分解 等作用。
[0032] PVC塑料加工时易分解、流动性差、冲击强度低、耐候性差，因此需要在加工过程中 以改善其性能。所述丙烯酸酯类加工改性剂ACR的加入可以提高与PVC相容性、耐候性、稳 定性、加工性，使木塑复合材料具有优良的抗冲击性、低温韧性。
[0033] 硬脂酸是PVC热稳定剂，具有很好的润滑性和较好的光、热稳定作用。在塑料PVC 管中，硬脂酸有助于防止加工过程中的〃焦化"，在PVC复合材料加工中添加一种有效的热 稳定剂，同时可以防御暴置于硫化物中所引起的成品变色。
[0034] 聚乙烯蜡提高木塑复合材料产品脱膜后的表面光亮度及光滑度，降低生产成本。
[0035] 所述的冲击改性剂MBS系甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的接枝共聚物，主要 作用是改善高分子材料的低温脆化，赋予其更高的韧性，具有提高木塑复合材料的抗冲击 性能。
[0036] (2)本发明木塑复合材料使用数年后可以100%回收利用。
[0037] (3)本发明利用农作物秸杆、废PVC塑料和赤泥生产木塑复合材料的工艺简单，具 有可设计性，操作方便，成本低，可重复性好，便于大规模生产。
[0038] (4)本发明的木塑复合材料为高附加值，良好机械性能，低成本的木塑复合材料。
【具体实施方式】
[0039] 以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的发明范围。该技术领域的 技术工程师可根据上述发明的内容作出一些非本质性的改进和调整。
[0040] 如无特殊说明，所采用的方法是本领域常用的方法。本实施例采用的设备是常用 的设备。PVC树脂粉选用齐鲁石化S-700 ;废PVC树脂粉为市购回收PVC粉；赤泥是铝业公 司的废弃物，晒干，粉磨，过筛；纳米碳酸钙来自佛山市科之塑新型材料有限公司；稳定剂 选用深圳市森德塑料助剂有限公司CZX768钙锌稳定剂；丙烯酸酯类加工改性剂ACR来自山 东莱芜美星化工有限公司；硬脂酸来自深圳市东江环保股份有限公司；聚乙烯蜡来自江阴 红盛塑料助剂厂；抗冲击改性剂MBS来自山东万达集团。
[0041] 实施例1:按下述重量分数称取各原料：
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