一种用纸厂废弃物制备的复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用纸厂废弃物制备的复合材料，包括如下质量百分含量的各组份：纸厂废弃物25‑30％，木粉45‑50％，黄钾铁矾5‑10％，硅烷偶联剂1‑2％，马来酸酐1‑3％，润滑剂硬脂酸1‑2％，防霉剂0.1‑0.5％，抗氧剂0.1‑0.4％，紫外线吸收剂0.5‑1％，阻燃剂5‑8％，着色剂1‑5％，甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯1‑3％。本发明专利技术以纸厂废弃物、黄钾铁矾、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和其他原料共同混合，很好的解决了现有改性剂和偶联剂对木粉改性效果不佳的问题，纸厂废弃物和木粉之间的界面相容性得到改善，界面粘结力增强，最终得到的复合材料的性能优异，密度小，抗冲击性能好且耐老化性优异。

A Composite Material Prepared from Paper Mill Waste and Its Preparation Method

The invention discloses a composite material prepared from paper mill waste, which comprises the following components: paper mill waste 25 30%, wood powder 45 50%, jarosite 5 10%, silane coupling agent 1 2%, maleic anhydride 1 3%, lubricant stearic acid 1 2%, antifungal agent 0.1 0.5%, antioxidant 0.1 0.4%, ultraviolet absorbent 0.5 1%, flame retardant 5%. 8%, colouring agent 1.5%, methoxy polyethylene glycol acrylate 1.3%. The invention uses paper mill waste, jarosite, methoxy polyethylene glycol acrylate and other raw materials to mix together, and solves the problem of poor modification effect of existing modifiers and coupling agents on wood flour, improves the interfacial compatibility between paper mill waste and wood flour, enhances the interfacial bonding force, and finally obtains excellent performance, low density and impact resistance of the composite material. It has good aging resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种用纸厂废弃物制备的复合材料及其制备方法
本专利技术属于木塑材料
，具体涉及一种用纸厂废弃物制备的复合材料及其制备方法。
技术介绍
造纸工业是与国民经济和社会事业发展关系密切的重要基础原材料工业，纸及纸板的消费水平是衡量一个国家现代化水平和文明程度的标志，我国已成为世界造纸工业生产、消费和贸易大国。造纸过程中除了会产生大量的废水外，还有大量的固体废弃物产生。随着产业规模的逐渐扩大，这些固废物所带来的环境影响也日益突出，随之而来的各种生态问题和社会问题也逐渐突显出来。传统的处理方法是把这些废弃物进行填埋或焚烧，填埋这些废弃物却无法在短期内降解，造成土壤和地下水资源的污染，严重污染环境；而焚烧其水分含量高，造成焚烧温度难以控制，并产生二噁英，造成二次污染。而当前塑木行业存在的技术瓶颈是原材料匮乏、制品密度大、成本高。充分利用造纸过程中的这些固体废弃物开发高附加值产品，对减少环境污染，变废为宝，资源再生，是一项具有显著经济效益和环境效益的资源循环再利用工程。木塑复合材料是一种新型环保的复合材料，是指以生物质粉(木粉、农业秸秆粉等)为填充材料，应用填充改型或高分子化学等手段，与热塑性塑料一起熔融、捏合、混炼，再经高温高压挤出，冷却而加工成型的一种可逆循坏利用的优质材料。当前木塑行业存在的技术瓶颈是原材料匮乏、制品密度大、成本高。有鉴于此，将从纸厂废弃物中回收的塑料和白泥作为木塑复合材料的原料，既大量的消耗了纸厂废弃物，解决了木塑制品和木塑的原料来源，降低木塑复合材料的生产成本，又解决了纸厂废弃物污染环境的技术难题，极大地带动了绿色环保领域的行业升级。但由于从纸厂废弃物中回收得到的废旧塑料是非极性的，其与强极性的生物质粉难以相容，因此，纸厂废弃物与生物质粉复合形成新材料有诸多瓶颈。目前常用的改性剂和偶联剂对木粉的改性效果不佳，影响复合材料的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种用纸厂废弃物制备的复合材料及其制备方法。本专利技术提供了一种用纸厂废弃物制备的复合材料，包括如下质量百分含量的各组份：纸厂废弃物25-30％，木粉45-50％，黄钾铁矾5-10％，硅烷偶联剂1-2％，马来酸酐1-3％，润滑剂硬脂酸1-2％，防霉剂0.1-0.5％，抗氧剂0.1-0.4％，紫外线吸收剂0.5-1％，阻燃剂5-8％，着色剂1-5％，甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯1-3％。优选的，包括如下质量百分含量的各组份：纸厂废弃物30％，木粉45％，黄钾铁矾7％，偶联剂1.5％，马来酸酐2％，润滑剂硬脂酸1.5％，防霉剂0.2％，抗氧剂0.3％，紫外线吸收剂0.5％，阻燃剂6％，着色剂4％，甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯2％。优选的，所述木粉的粒径为100-300目。优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ—氨丙基三乙氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。优选的，所述防霉剂为2-(硫氰酸甲基巯基)苯并噻唑、3-碘代-2-丙炔基甲酸丁胺、3-碘代-2-丙炔基甲酸丁胺中的一种或多种。优选的，所述紫外线吸收剂为二苯甲酮系紫外线吸收剂。优选的，所述阻燃剂为无卤阻燃剂。优选的，所述着色剂为炭黑、氧化铁、钛白粉中的一种或多种。本专利技术还提供了一种用纸厂废弃物制备的复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)将马来酸酐和纸厂废弃物搅拌混合，混合温度为100-110℃，混匀后得到混合物；2)降温到50-60℃，往混合物中加入黄钾铁矾、润滑剂硬脂酸、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯，搅拌均匀，再继续升温至100-120℃加入木粉、硅烷偶联剂、防霉剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、阻燃剂和着色剂，混合均匀后，冷却至40℃，得到混合料通过造粒挤出成型，得到复合材料。优选的，步骤1)所述搅拌的速度为1200-2000r/min。本专利技术所述一种用纸厂废弃物制备的复合材料的制备方法中，步骤2)所述混合料通过双螺杆造粒机和双螺杆挤出机成型，得到复合材料。所述双螺杆造粒机中共有按进料方向顺序设置的十个区，各区的温度分别控制为：一区150-160℃、二区175-190℃、三区180-200℃、四区240-280℃、五区240-280℃、六区240-280℃、七区240-280℃、八区240-280℃、九区170-185℃、十区160-180℃。所述双螺杆挤出机中共有按进料方向顺序设置的四个区，各区的温度分别控制为：一区180-190℃、二区180-200℃、三区120-150℃、四区120-150℃。本专利技术中所述无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或两者组合。本专利技术所述抗氧剂为南京手牵手化工科技有限责任公司供应的抗氧剂1010。本专利技术所述纸厂废弃物中主要含有从纸厂废渣中提取出的废旧塑料以及白泥。本专利技术所述二苯甲酮系紫外线吸收剂为紫外吸收剂UV531。本专利技术所制备的复合材料可取代传统的热塑性再生塑料与农林废弃物共混生产塑木制品。纸厂废弃物中回收的塑料和白泥作为复合材料的原料，既大量的消耗了纸厂废弃物，解决了木塑制品和木塑的原料来源，降低复合材料的生产成本，又解决了纸厂废弃物污染环境的技术难题，极大地带动了绿色环保领域的行业升级。但由于从纸厂废弃物中回收得到的废旧塑料是非极性的，其与强极性的生物质粉难以相容，因此，纸厂废弃物与生物质粉复合形成新材料有诸多瓶颈。目前常用的改性剂和偶联剂对木粉的改性效果不佳，影响复合材料的性能，所得复合材料存在密度大，抗冲击性能差以及强度不高，耐老化性不好的缺陷。本专利技术以纸厂废弃物、黄钾铁矾、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和其他原料共同混合，很好的解决了现有改性剂和偶联剂对木粉改性效果不佳的问题，纸厂废弃物和木粉之间的界面相容性得到改善，界面粘结力增强，最终得到的复合材料的性能优异，密度小，抗冲击性能好且耐老化性优异。本专利技术的制备过程中先将马来酸酐和纸厂废弃物混合，对纸厂废弃物进行接枝复合改性，然后再往接枝后的混合物中加入黄钾铁矾、润滑剂硬脂酸和甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯，最后加入木粉、偶联剂和其他的助剂，此过程中加入甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯有助于各原料之间混合均匀，并且发现只有采用硬脂酸润滑剂才能够使得纸厂废弃物和其他原料混合均匀，结合各原料之间的加入顺序，能够增强各助剂对纸厂废弃物和木粉的改性效果，增强复合材料的性能，所得复合材料具有优异的力学性能。本专利技术中采用纸厂废弃物为原料，充分达到了废弃物的无害化利用，具有环保、经济、原材料来源广泛等优点，既大量的消耗了纸厂废弃物，解决了木塑制品和木塑的原料来源，降低木塑复合材料的生产成本，又解决了纸厂废弃物污染环境的技术难题，极大地带动了绿色环保领域的行业升级。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术以纸厂废弃物、黄钾铁矾、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和其他原料共同混合，很好的解决了现有改性剂和偶联剂对木粉改性效果不佳的问题，纸厂废弃物和木粉之间的界面相容性得到改善，界面粘结力增强，最终得到的复合材料的性能优异，密度小，抗冲击性能好且耐老化性优异。2、本专利技术加入甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯有助于各原料之间混合均匀，并且发现只有采用硬脂酸润滑剂才能够使得纸厂废弃物和其他原料混合均匀，结合各原料之间的加入顺序，能够增强各助剂对纸厂废弃物和木粉的改性效果，增强复合材料的性能，所得复合材料具有优异的力学性能。3、本专利技术中采用纸厂废本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用纸厂废弃物制备的复合材料，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组份：纸厂废弃物25‑30％，木粉45‑50％，黄钾铁矾5‑10％，硅烷偶联剂1‑2％，马来酸酐1‑3％，润滑剂硬脂酸1‑2％，防霉剂0.1‑0.5％，抗氧剂0.1‑0.4％，紫外线吸收剂0.5‑1％，阻燃剂5‑8％，着色剂1‑5％，甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯1‑3％。

【技术特征摘要】
1.一种用纸厂废弃物制备的复合材料，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组份：纸厂废弃物25-30％，木粉45-50％，黄钾铁矾5-10％，硅烷偶联剂1-2％，马来酸酐1-3％，润滑剂硬脂酸1-2％，防霉剂0.1-0.5％，抗氧剂0.1-0.4％，紫外线吸收剂0.5-1％，阻燃剂5-8％，着色剂1-5％，甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯1-3％。2.如权利要求1所述用纸厂废弃物制备的复合材料，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组份：纸厂废弃物30％，木粉45％，黄钾铁矾7％，偶联剂1.5％，马来酸酐2％，润滑剂硬脂酸1.5％，防霉剂0.2％，抗氧剂0.3％，紫外线吸收剂0.5％，阻燃剂6％，着色剂4％，甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯2％。3.如权利要求1所述用纸厂废弃物制备的复合材料，其特征在于，所述木粉的粒径为100-300目。4.如权利要求1或2所述用纸厂废弃物制备的复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ—氨丙基三乙氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。5.如权利要求1或2所述用纸厂废弃物制备的复合材料，其特征在于，所述防霉剂为2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建平，游和求，方映杰，
申请(专利权)人：湖南映宏新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43