一种PVC填充植物纤维粉的制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子合成与植物纤维复合材料制备交叉技术领域，具体涉及PVC聚合过程与植物纤维内腔填充过程相耦合的技术方法，其特征在于包括植物纤维粉制备、氯乙烯单体对植物纤维粉的浸透、高压聚合、气体及干燥得到PVC填充植物纤维粉成品。依照该方法获得的PVC填充植物纤维粉，使木塑复合材料的吸水性大大降低，力学性能大幅提高，而且不需要传统方法的植物纤维粉改性步骤，简化了生产方法，提高了生产效率，减少了环境污染，降低了木塑复合材料成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子合成与植物纤维复合材料制备交叉
，具体涉及PVC聚合过程与植物纤维内腔填充过程相耦合的技术方法。
技术介绍
木塑复合材料是将植物纤维与塑料混合加工而成的材料，它兼有木材和塑料的优点，由于在塑料中添加植物纤维代替部分难降解的塑料，使这种材料具有绿色、环保的特点，符合现代社会可持续发展的理念，有广阔的应用、发展前景。木塑复合材料使用中存在的主要问题是吸水性强、力学强度特别是冲击强度低，限制了它的市场推广。目前生产中采用的改进方法主要是对植物纤维进行化学改性，如硅烷偶联剂、异氰酸酯等，再将植物纤维与塑料混合加工成木塑复合材料，或者在植物纤维与塑料混合加工过程中添加相容剂，如马来酸酐接枝聚丙烯等，这两种方法都能在一定程度上解决木塑复合材料的上述问题。但是木塑复合材料的吸水性、力学强度等性能仍不能满足各种场合的应用需求，尤其是作为户外房屋建筑材料，这些性能亟需提高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种PVC填充植物纤维粉的制备方法，所得PVC填充植物纤维粉添加到塑料基体中，能显著提高木塑复合材料的使用性能。本专利技术的技术方案是通过以下步骤来实现的:一种PVC填充植物纤维粉的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行:第一步，将60?140目的植物纤维颗粒送入搅拌罐中，加水浸泡5?24小时，然后加热到90°C并搅拌2?10小时，将颗粒悬浮液冷却后滤除水分，并用去离子水洗涤，然后在60°C条件下干燥，得水分含量〈I %的植物纤维粉；第二步，将上述植物纤维粉送入聚合反应釜中，抽真空至-0.1MPa，然后加入氯乙烯单体，所述植物纤维粉与氯乙烯单体的质量比为:100: 20?200，密闭加压至0.7MPa，搅拌0.5?I小时，使氯乙烯单体充分浸透植物纤维粉；第三步，取另一台聚合反应釜用防粘釜剂涂釜并洗净后，加压至0.7MPa，再将上述用氯乙烯单体浸透的植物纤维粉通过管道引入该釜，然后向该釜中依次加入水、引发剂、表面活性剂、PH调节剂、分子量调节剂、消泡剂，将压力控制在0.7MPa，温度控制在45?65°C，反应0.5?5小时；第四步，收集上述反应产物，经汽提和干燥后得PVC填充植物纤维粉成品。进一步的，所述植物纤维粒为木材加工边角料、木肩或植物秸杆粉碎所得。进一步的，所述防粘釜剂优选为美国红、意大利黄或英国蓝。进一步的，所述引发剂优选为过氧化二碳酸二环己酯、过氧化新葵酸异丙苯酯、过氧化十二酰、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。进一步的，所述表面活性剂优选为明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或者几种复合。进一步的，所述pH调节剂优选为碳酸氢铵或氨水。进一步的，所述分子量调节剂优选为α-巯基乙醇。进一步的，所述消泡剂优选为聚乙二醇或乳化硅油。进一步的，所述汽提操作优选为釜式汽提或塔式汽提。进一步的，所述干燥操作优选为气流干燥塔、脉冲式气流干燥塔、沸腾干燥床或内热式流化床干燥器。依照该方法获得的PVC填充植物纤维粉，由于PVC占据了植物纤维粉的内腔，削弱了植物纤维粉吸水的客观条件，使木塑复合材料的吸水性大大降低；同时，将PVC填充植物纤维粉与塑料基体混合加工时，植物纤维粉不会在高压下压扁，会保持接近空心管道的外形，这样它能更好的发挥在塑料基体中的增强作用，提高木塑复合材料的力学性能，而且不需要传统方法的植物纤维粉改性步骤，简化了生产方法，提高了生产效率，减少了环境污染，降低了木塑复合材料成本。【附图说明】本专利技术的具体结构由以下的附图和实施例给出:图1为一种PVC填充植物纤维粉的制备方法工艺流程示意图【具体实施方式】本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。下面结合实施例对本专利技术作进一步描述:实施例1:一种PVC填充植物纤维粉的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行:第一步，将木材加工边角料、木肩或植物秸杆粉碎成60?140目的植物纤维颗粒，将上述植物纤维颗粒送入搅拌罐中，加水浸泡5小时，然后加热到90°C并搅拌10小时，将颗粒悬浮液送入板框式过滤机中滤除水分，并用去离子水反复洗涤，然后送入气流干燥器中于60°C干燥10小时，得水分含量〈I %的植物纤维粉；第二步，将上述植物纤维粉100份送入聚合反应釜中，抽真空至-0.1MPa，然后加入氯乙烯单体20份，密闭加压至0.7MPa，搅拌0.5小时，使氯乙烯单体充分浸透植物纤维粉；第三步，取另一台聚合反应釜用防粘釜剂涂釜并洗净后，加压至0.7MPa，再将上述用氯乙烯单体浸透的植物纤维粉通过管道引入该釜，然后向该釜中依次加入水200份，引发剂0.02份、表面活性剂0.01份、pH调节剂0.01份、分子量调节剂0.005份、消泡剂0.08份，然后将压力控制在0.7MPa，温度控制在45°C，反应0.5小时；第四步，收集上述反应产物，经汽提和干燥后得PVC填充植物纤维粉成品。上述第三步所用防粘釜剂优选为美国红、意大利黄或英国蓝；引发剂优选为过氧化二碳酸二环己酯、过氧化新葵酸异丙苯酯、过氧化十二酰、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈;表面活性剂优选为明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或者几种复合;pH调节剂优选为碳酸氢铵或氨水;分子量调节剂优选为α-巯基乙醇;消泡剂优选为聚乙二醇或乳化硅油。上述第四步所用汽提操作优选为釜式汽提或塔式汽提;干燥操作优选为气流干燥塔、脉冲式气流干燥塔、沸腾干燥床或内热式流化床干燥器。依照上述工艺条件及物料此例得到的PVC填充植物纤维粉吸水性低，用于制备木塑复合材料的原料能够起到提高拉伸强度、弹性模量的作用，而且保持了较低的成本;但是对于木塑复合材料的冲击强度提高不大。实施例2: —种PVC填充植物纤维粉的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行:第一步，将木材加工边角料、木肩或植物秸杆粉碎成60?140目的植物纤维颗粒，将上述植物纤维颗粒送入搅拌罐中，加水浸泡10小时，然后加热到90°C并搅拌6小时，将颗粒悬浮液送入板框式过滤机中滤除水分，并用去离子水反复洗涤，然后送入气流干燥器中于60°C干燥10小时，得水分含量〈I %的植物纤维粉；.第二步，将上述植物纤维粉100份送入聚合反应釜中，抽真空至-0.1MPa，然后加入氯乙烯单体100份，密闭加压至0.7MPa，搅拌I小时，使氯乙烯单体充分浸透植物纤维粉；当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PVC填充植物纤维粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：第一步，将60～140目的植物纤维颗粒送入搅拌罐中，加水浸泡5～24小时，然后加热到90℃并搅拌2～10小时，将颗粒悬浮液冷却后滤除水分，并用去离子水洗涤，然后在60℃条件下干燥，得水分含量<1％的植物纤维粉；第二步，将上述植物纤维粉送入聚合反应釜中，抽真空至‑0.1MPa，然后加入氯乙烯单体，所述植物纤维粉与氯乙烯单体的质量比为：100：20～200，密闭加压至0.7MPa，搅拌0.5～1小时，使氯乙烯单体充分浸透植物纤维粉；第三步，取另一台聚合反应釜用防粘釜剂涂釜并洗净后，加压至0.7MPa，再将上述用氯乙烯单体浸透的植物纤维粉通过管道引入该釜，然后向该釜中依次加入水、引发剂、表面活性剂、pH调节剂、分子量调节剂、消泡剂，将压力控制在0.7MPa，温度控制在45～65℃，反应0.5～5小时；第四步，收集上述反应产物，经汽提和干燥后得PVC填充植物纤维粉成品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚瑜，张欣茜，杜光明，王建华，
申请(专利权)人：李亚瑜，新疆农业大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65