数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法，具体为：分别制备KH570、A151以及A171并分别喷洒在DPWF上，依次进行超声处理、水浴处理得到改性DPWF；然后将改性DPWF或DPWF和HDPE分别放于烘箱中进行干燥；然后分别和HDPE进行熔融混炼，得到共混物，再进行破碎，得到颗粒状的复合材料，然后将颗粒状的复合材料放于烘箱中干燥，然后倒入立式注塑机中注塑成型，待冷却后取出标准试样，得到DPWF/HDPE或者改性DPWF/HDPE复合材料。本发明专利技术采用数字印刷废纸制备的复合材料，其力学性能较好，能够满足木塑复合材料产品使用的性能要求且实现了数字印刷废纸的高效利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料制备方法
，涉及一种数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业社会的不断发展，石油资源枯竭和环境问题日益严峻。近年来，人们环保意识逐渐加强，复合材料技术的研究也取得一定进展，环保复合材料吸引了世界范围内研究人员的关注。
[0003]木塑复合材料(WPC)是以木质纤维和塑料(如聚乙烯PE、高密度聚乙烯HDPE等)为原料加工成的环境友好型复合材料，兼顾了木质材料和塑料的双重特性，主要用于室内外装饰材料、园林景观等领域，如地板、护栏、墙板、葡萄架等。利用天然植物纤维和塑料开发的WPC具有轻质、环保、节能、可再生、低成本等优势，不仅能替代现有的传统实木及人造板制品，有效缓解环保和能源压力，而且可以提高农、林废弃物的附加值，符合可持续发展的理念，已经在建筑和工业等领域发挥重要作用。与碳纤维、玻璃纤维等合成纤维相比，天然植物纤维的强度虽然较低，但是其密度小，比强度与合成纤维相近，而且质量轻，硬度小，制造能耗低，对设备的磨损少，具有明显的优势，是一种非常好的替代合成纤维的增强材料。近年来，随着环保呼声的日益高涨，加之人们对植物纤维研究水平的不断提高，天然植物纤维WPC的发展迅速，制品性能逐步提升，应用领域也得到了相应扩展，由传统建材向导电、电磁屏蔽、抗静电、防霉抗菌等功能材料发展。
[0004]数字印刷废纸作为一种新兴废纸，制浆过程多为化学制浆，木素含量少，相较于普通废纸纤维质量更高，具有巨大的应用潜力和极好的市场前景。据统计，2020年我国纸及纸板生产量11260万t，消费量11827万t，废纸回收量为5493万t。但是面对如此大的供应量，目前的回用技术与方式却十分单一，主要为用来制造再生纸。由于数字印刷方式及油墨的特殊性，数字印刷废纸很难进行脱墨处理，废纸浆中油墨粒子分散范围广，油墨颗粒难以脱除干净，这使得数字印刷废纸在再生纸行业并不受欢迎，被视为低值废纸，导致大量的该类废纸直接被抛弃，得不到有效的利用。然而，数字印刷用纸是采用100％的原生木浆生产的高质量纸张，具有优良的纤维质量特性，长期以来，该类废纸得不到有效的利用，造成大量的高质量再生纤维的浪费，对数字印刷废纸的高效高值化利用迫在眉睫。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法，采用数字印刷废纸制备的DPWF/HDPE或者改性DPWF/HDPE复合材料，其力学性能较好，能够满足木塑复合材料产品使用的性能要求且实现了数字印刷废纸的高效利用。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是，数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法，具体按照如下步骤实施：
[0007]步骤1，对数字印刷废纸进行粉碎，得到数字印刷废纸纤维；分别制备硅烷偶联剂
KH570、硅烷偶联剂A151以及硅烷偶联剂A171溶液，并分别喷洒在数字印刷废纸纤维上，然后对数字印刷废纸纤维进行超声处理后，使用水浴加热并不断搅拌，处理一定时间后分别得到KH570改性数字印刷废纸纤维、A151改性数字印刷废纸纤维、A171改性数字印刷废纸纤维；
[0008]步骤2，分别称取步骤1制备的改性数字印刷废纸纤维或数字印刷废纸纤维和高密度聚乙烯分别放于烘箱中进行干燥；
[0009]步骤3，将干燥好的改性数字印刷废纸纤维或数字印刷废纸纤维和高密度聚乙烯按一定的质量比放入混炼机中熔融混炼，得到共混物；
[0010]步骤4，将步骤3得到的共混物进行破碎，得到颗粒状的复合材料，然后将颗粒状的复合材料放于烘箱中干燥；
[0011]步骤5，从烘箱中取出干燥好的复合材料倒入立式注塑机中注塑成型，待冷却后取出标准试样，得到数字印刷废纸纤维/高密度聚乙烯或者改性数字印刷废纸纤维/高密度聚乙烯复合材料。
[0012]本专利技术的特征还在于，
[0013]步骤1中对数字印刷废纸进行粉碎时，先将数字印刷废纸进行剪切，然后将剪切好的数字印刷废纸放入多功能粉碎机中粉碎1min。
[0014]步骤1中硅烷偶联剂KH570或者硅烷偶联剂A151或者硅烷偶联剂A171的质量分别为制备好的改性数字印刷废纸纤维/高密度聚乙烯复合材料质量的1
±
0.2％、2
±
0.2％、3
±
0.2％、4
±
0.2％。
[0015]步骤1中超声处理时间为30min。
[0016]步骤1中水浴加热温度为50
‑
70℃，处理时间为3
‑
4h。
[0017]步骤3中若为数字印刷废纸纤维和高密度聚乙烯混合，则得到的共混物a，共混物a中数字印刷废纸纤维质量分数为20
‑
40％，高密度聚乙烯的质量分数为80
‑
60％；
[0018]若为改性数字印刷废纸纤维和高密度聚乙烯混合，得到的共混物b中数字印刷废纸纤维质量分数为35％，硅烷偶联剂KH570或者硅烷偶联剂A151或者硅烷偶联剂A171质量分数分别为1
±
0.2％、2
±
0.2％、3
±
0.2％、4
±
0.2％，剩余为高密度聚乙烯。
[0019]步骤3中混炼温度为160
‑
170℃，混炼时间为5
‑
10min。
[0020]步骤4中将共混物置于多功能粉碎机中进行破碎，粉碎时间为1
‑
2min，得到颗粒状的复合材料，在烘箱中干燥时间为3
‑
4h，干燥温度为60
‑
80℃。
[0021]步骤5中注塑温度为165
±
2℃，注塑压力100
±
2bar，注塑时的保压压力为30
±
2bar，保压时间为1
‑
3s。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023](1)本专利技术数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法，分别用KH570、A151、A171进行表面改性处理得到改性纤维，将DPWF或改性DPWF和HDPE烘干后进行熔融混炼5min，之后将混炼好的材料刮下得到共混物，利用多功能粉碎机对共混物进行粉碎1min，得到共混物颗粒后再次进行干燥，最后采用注塑成型法制备得到DPWF/HDPE复合材料，制备过程安全环保，制备工艺简单且成本低廉，具有广泛的实用性和推广价值。
[0024](2)本专利技术是数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法，并涉及DPWF最佳比例选择及其表面处理，制备的DPWF/HDPE或者改性DPWF/HDPE复合材料力学性能
较好，能够满足木塑复合材料产品使用的性能要求。
[0025](3)本专利技术避免了数字印刷废纸在回收过程中的脱墨难题，实现其高效利用，同时，在提高复合材料综合性能的同时降低材料成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，具体按照如下步骤实施：步骤1，对数字印刷废纸进行粉碎，得到数字印刷废纸纤维；分别制备硅烷偶联剂KH570、硅烷偶联剂A151以及硅烷偶联剂A171溶液并分别喷洒在数字印刷废纸纤维上，然后对数字印刷废纸纤维进行超声处理后，使用水浴加热并不断搅拌，处理一定时间后分别得到KH570改性数字印刷废纸纤维、A151改性数字印刷废纸纤维、A171改性数字印刷废纸纤维；步骤2，分别称取步骤1制备的改性数字印刷废纸纤维或数字印刷废纸纤维和高密度聚乙烯分别放于烘箱中进行干燥；步骤3，将干燥好的改性数字印刷废纸纤维或数字印刷废纸纤维和高密度聚乙烯按一定的质量比放入混炼机中熔融混炼，得到共混物；步骤4，将步骤3得到的共混物进行破碎，得到颗粒状的复合材料，然后将颗粒状的复合材料放于烘箱中干燥；步骤5，从烘箱中取出干燥好的复合材料倒入立式注塑机中注塑成型，待冷却后取出标准试样，得到数字印刷废纸纤维/高密度聚乙烯或者改性数字印刷废纸纤维/高密度聚乙烯复合材料。2.根据权利要求1所述的数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中对数字印刷废纸进行粉碎时，先将数字印刷废纸进行剪切，然后将剪切好的数字印刷废纸放入多功能粉碎机中粉碎1min。3.根据权利要求1所述的数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中硅烷偶联剂KH570或者硅烷偶联剂A151或者硅烷偶联剂A171的质量分别为制备好的改性数字印刷废纸纤维/高密度聚乙烯复合材料质量的1
±
0.2％、2
±
0.2％、3
±
0.2％、4
±
0.2％。4.根据权利要求3所述的数字印刷废纸纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中超声处理时间为30min。5.根据权利要求4所述的数字印刷废纸纤维增强高...

【专利技术属性】
技术研发人员：张效林，徐龙，迪静静，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：