專利名稱：：麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料及其制造工藝的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及的是以熱塑性塑料為基體，以麥秸纖維為增強劑，通過對麥秸纖維表面進行改性，提高其與基體的相容性，然后通過共混、造粒、模壓成型等加工工藝制造麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料。屬于木塑復合材料的領域。技術背景在自然資源日漸缺乏的今天，充分利用植物纖維資源的潛力，發(fā)揮它獨特的功能和特性，開發(fā)它新的應用領域，是當今社會的一個研究熱點。利用農(nóng)作物秸稈代替木材，制造植物纖維/熱塑性塑料復合材料，既可節(jié)約木材資源，又可降低生產(chǎn)成本。但是植物纖維具有親水性、長寬比等特點，在與疏水性的塑料共混過程中，兩者的相容性較差。在傳統(tǒng)的擠塑成型工藝中，纖維不易進料，且易賭塞進料螺旋。因此，采用改性劑對纖維進行改性并改進復合材料的制造工藝對制造麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料有積極的意義。專利內(nèi)容本發(fā)明的目的提出以熱塑性塑料(以聚丙烯為例)為基體，以麥秸纖維為增強劑，通過對麥秸纖維進行改性處理，提高其與基體的相容性，并且在此基礎上，將麥秸纖維與塑料進行共混、造粒、模壓成型，制成一定形狀的產(chǎn)品。本發(fā)明的技術解決方案麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料，其特征是組份包括麥秸纖維、熱塑性塑料(以聚丙烯為例)、改性劑，其組分為質(zhì)量比(％):其中麥秸纖維11~50%、改性劑1~10%、塑料48-88%。所述的麥秸纖維直接來自中密度纖維板生產(chǎn)線，未經(jīng)施膠，不需篩分處理，含水率為5.0~7.5%;聚丙烯為均聚顆粒，粒度能滿足進料口需要；所述的改性劑用馬來酸酐接枝聚丙烯。麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料的制造工藝麥秸纖維經(jīng)干燥至絕干后，按質(zhì)量比(％)，取麥秸纖維1150%、改性劑1~10%、塑料40-88%加入密煉機中，轉(zhuǎn)速為45-60rpm、溫度170~190°C、共混時間710min，卸料至造粒機中，制成直徑為35mm粒度的粒子，再利用各種斷面形狀的模具，生產(chǎn)出各種產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點采用麥秸纖維替代木材纖維或其他形態(tài)的植物增強劑，制取麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料，既高效綜合利用剩余的農(nóng)作物秸稈，又節(jié)省木材資源，保護了生態(tài)環(huán)境。本專利中，塑料可以采用一定比例的廢舊塑料，能夠解決廢舊塑料的一部分利用，保護環(huán)境。該產(chǎn)品主要應用于托盤、包裝箱、集裝器具等包裝產(chǎn)品，底鋪板、枕木等倉儲用品，室外地板、護欄、園林椅等戶外用品；還可用于制作汽車內(nèi)裝飾產(chǎn)品、裝潢板貼面等等。由于將聚丙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、麥秸纖維依次放入密煉機中進行混合，溫度選用17(Tl9(TC、共混時間7~10min，克服了纖維發(fā)生熱降解。麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料性能測試表明與相同條件下純塑料材料相比，其拉伸模量和強度、彎曲模量和強度均得到明顯提高；改性劑改性麥秸纖維后，纖維與塑料兩者之間的相容性得到改善。采用先混合、后造粒的工藝，可以避免一次塑煉工藝帶來的纖維賭塞進料口和進料螺旋的問題。附圖l是本發(fā)明工藝流程圖。具體實施方式實施例l，取11%的麥秸纖維為增強劑，纖維不需經(jīng)篩分處理，在105"C下干燥至絕千狀態(tài)；取1%的馬來酸酐接枝聚丙烯為改性劑，取88%的聚丙烯為基體。復合材料的制造工藝將聚丙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、麥秸纖維依次放入密煉機中進行混合，轉(zhuǎn)速為45rpm，溫度為170°C，共混時間7min，卸料。卸料至造粒機中，造粒；將初混物用單螺桿擠出機進行造粒，制成粒度均一的粒子，利用斷面各種形狀的模具迸行模壓，在溫度為180°C、壓力為2.0MPa下進行模壓成型、冷卻、成品。所述的麥秸纖維直接來自中密度纖維板生產(chǎn)線，未經(jīng)施膠，不需篩分處理，含水率為6.5%。聚丙烯為均聚顆粒，粒度能滿足進料口需要。所述的改性劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。實施例2，取30%的麥秸纖維為增強劑，5%的馬來酸酐接枝聚丙烯為改性劑，65%的聚丙烯為基體。復合材料的制造工藝將聚丙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、麥秸纖維依次放入密煉機中進行混合，轉(zhuǎn)速為55rpm，溫度為180°C，共混時間8.5min，卸料。將初混物用單螺桿擠出機進行造粒，制成粒度均一的粒子，利用斷面各種形狀的模具進行模壓，在溫度為185°C、壓力為2.8MPa下進行模壓成型、冷卻、成品。所述的麥秸纖維直接來自中密度纖維板生產(chǎn)線，未經(jīng)施膠，不需篩分處理，含水率為5.0%。聚丙烯為均聚顆粒，粒度能滿足進料口需要。所述的改性劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。實施例3，取42%的麥秸纖維為增強劑，10%的馬來酸酐接枝聚丙烯為改性劑，48%的聚丙烯為基體。復合材料的制造工藝將聚丙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、麥秸纖維依次放入密煉機中進行混合，轉(zhuǎn)速為60rpm，溫度為190°C，共混時間10min,卸料。將初混物用單螺桿擠出機進行造粒，制成粒度均一的粒子，利用斷面各種形狀的模具進行模壓，在溫度為190°C、壓力為3.5MPa下進行模壓成型、冷卻、成品。所述的麥秸纖維直接來自中密度纖維板生產(chǎn)線，未經(jīng)施膠，不需篩分處理，含水率為7.5%。聚丙烯均聚顆粒，粒度能滿足進料口需要。所述的改性劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。產(chǎn)品的性能見表l。表1不同纖維添加量下復合材料的拉伸性能和彎曲性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例4，采用不同形態(tài)大小(<9目、9-28目、28-35目、>35目)的纖維，含量為20%(質(zhì)量比)為增強劑，2%的馬來酸酐接枝聚丙烯為改性劑，78%的聚丙烯為基體。復合材料的制造工藝將聚丙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、麥秸纖維依次放入密煉機中進行混合，轉(zhuǎn)速為55rpm，溫度為170°C，共混時間7min，卸料。將初混物用單螺桿擠出機進行造粒，制成粒度均一的粒子，利用斷面各種形狀的模具進行模壓，在溫度為190°C、壓力為3.5MPa下進行模壓成型、冷卻、成品。所述的麥秸纖維，其不同形態(tài)由篩分系統(tǒng)產(chǎn)生。篩子的篩分目數(shù)分別為9、28和35目，將一定重量的纖維置于頂部9目的篩子內(nèi)，振動15min。纖維的篩分分布以每層篩子中纖維的質(zhì)量占纖維總質(zhì)量的百分比表示。產(chǎn)品的性能見表2。表2不同纖維尺寸下復合材料的拉伸性能和彎曲性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求1、麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料，其特征是組份包括麥秸纖維、塑料、改性劑，其組分為質(zhì)量比(％)其中麥秸纖維11～50％、改性劑1～10％、聚丙烯40-88％，所述的麥秸纖維是中密度纖維板生產(chǎn)線上的未經(jīng)施膠，含水率為5.0～7.5％的纖維；聚丙烯為均聚顆粒，粒徑為2～3mm；所述的改性劑用馬來酸酐接枝聚丙烯。2、根據(jù)權利要求1所述的麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料，其特征在于所述的麥秸纖維采用不同形態(tài)，如<9目或9~28目或28~35目或>35目，含水率為5.07.5%。3、根據(jù)權利要求1所述的麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料，其特征在于利用馬來酸酐接枝聚丙烯改性麥秸纖維表面，提高纖維與基體的相容性。4、麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料的制造工藝，其特征是麥秸纖維干燥至絕干后，按質(zhì)量比(％)，其中麥秸纖維1150%、改性劑1~10%、熱塑性塑料40-88%，將塑料、改性劑、麥秸纖維依次加入密煉機中，轉(zhuǎn)速為4560rpm、溫度170~190°C、共混時間710min，卸料至造粒機中，造粒；將制成的粒料利用模具，在溫度為180~190°C、壓力為2.03.5MPa下進行模壓成型、冷卻，成品。全文摘要本發(fā)明涉及的是麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料及其制造工藝，它以熱塑性塑料為基體，以麥秸纖維為增強劑，通過對麥秸纖維表面進行改性處理，提高其與基體的相容性，然后通過共混、造粒、模壓成型等加工工藝制造麥秸纖維/熱塑性塑料復合材料。優(yōu)點性能測試表明，與相同條件下塑料材料相比，其拉伸模量和強度、彎曲模量和強度均得到明顯提高；改性劑處理麥秸纖維后，提高了纖維與基體之間的相容性。該發(fā)明高效、綜合地利用農(nóng)作物秸稈、廢舊塑料，節(jié)省了木材資源，保護了生態(tài)環(huán)境。產(chǎn)品可應用于托盤、包裝箱、集裝器具、底鋪板、枕木、室外地板、護欄、園林椅等戶外用品，以及制作汽車內(nèi)裝飾產(chǎn)品、裝潢板貼面。文檔編號C08L1/02GK101240096SQ20081002034公開日2008年8月13日申請日期2008年3月3日優(yōu)先權日2008年3月3日發(fā)明者周定國,洋張,張述垠,梅長彤,潘明珠,黃潤州申請人:南京林業(yè)大學