一种废纸/高密度聚乙烯发光复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及复合材料，提供一种废纸/高密度聚乙烯发光复合材料及其制备方法。本发明专利技术采用有机改性处理的长余辉发光材料作为发光颜料，与预处理后的废纸纤维粉、高密度聚乙烯、偶联剂以及加工助剂等共混挤出制得发光木塑复合材料。本发明专利技术不仅大幅度提高了废弃资源的综合利用水平，降低了因处理废弃资源而对环境产生的污染。与传统板材和木塑复合材料相比，本发明专利技术不仅加工简单、成本低、原料来源广、绿色环保无污染等，而且因发光材料的加入增加了其实用性、美观性及安全性等优点，基于现有的木塑板材生产工艺，是一种非常适合规模化生产的木塑板材。

Waste paper / high-density polyethylene luminous composite material and preparation method thereof

The invention relates to a composite material, and provides a waste paper / high-density polyethylene luminescent composite material and a preparation method thereof. The invention adopts the organic modification of long afterglow luminescent materials as luminescent pigments, and waste paper fiber powder, after pretreatment of high density polyethylene, coupling agent and processing agent blend extrusion light wood plastic composite materials. The invention not only greatly improves the comprehensive utilization level of waste resources, but also reduces the environmental pollution caused by the disposal of waste resources. Compared with the traditional plate and plastic composite material of the invention not only has the advantages of simple processing, low cost, wide source of raw materials, environmental protection, and due to the addition of luminescent materials increase in use advantages, appearance and safety, the plastic sheet production process based on the existing, is a very suitable for the plastic sheet large scale production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于木塑复合材料领域，具体涉及废纸/高密度聚乙烯发光复合材料及其制备方法。
技术介绍
纸广泛用于我们的生活中，而纸纤维作为天然纤维的一种越来越受到人们的重视，但目前对于纸制品的回收利用率很低，且大部分用于回收生产更低档次的纸制品，其回收工艺复杂，但产生的经济效益很低，不利于资源的合理化利用。将废纸代替木质纤维制作木塑复合材料，无需脱墨工艺，回收费用低，可大量填充，制品应用范围广，经济价值高，具有良好的应用前景。木塑复合材料是木纤维与塑料两者复合的高分子材料，其集两者的优点于一身又避免了一些缺点。目前投入生产的木塑复合材料大多采用木粉、木制品边角料、秸秆、竹粉等木纤维，这些纤维相对于纸纤维，其回收成本较高。生产的木塑产品大多用于户外地板、栏杆等设施，但其功能较单一。若在里面添加发光材料制成荧光木塑板材用于户外，不仅增加了美观性，同时也为夜晚提供了照明，增加了安全性。中国专利文献CN 102898710 A公开了“一种木塑材料及其制备方法”专利技术专利，其制造方法包括(1)回收纸制品加入粉碎机粉碎得到碎纸片；(2)将热塑性树脂30-65％、纸30-65％、相容剂0-10％、润滑剂0.5-10％、抗氧剂0.2-3％混合均匀；(3)将混料经双螺杆挤出机挤出造粒；(4)将粒料通过热压成型的方式获得木塑材料。上述方案废纸的处理方式使物料难以混合均匀，易造成挤出机的堵塞，产生架桥现象，影响生产效率和产品的质量，且对设备的要求较高。不利于连续的工业化生产。热塑性树脂所占的比例较高，不利于降低成本，提高经济效益。中国专利文献CN 103131072A公开了“一种利用废纸制成的聚乙烯复合材料的生产工艺”，其工艺包括(1)废纸浆预处理；(2)原料按纸粉50-70份、高密度聚乙烯80-100份、聚乙烯20-40份、马来酸酐接枝聚乙烯20-30份、偶联剂1.5-2份、发泡剂0.5-1份的比例混合；(3)在150-170℃的条件下混炼；(4)加压成型。上述方案废纸预处理阶段所用时间长、温度高，不利于提高生产效率和降低能耗，增加工业成本。材料配比中塑料所占比例过高，未能将废纸纤维充分利用来提高制品抗弯、抗压强度，降低生产成本。中国专利文献CN 201891230 U公开了“一种嵌有发光装置的木塑板”，其特征在于木塑板表面嵌有太阳能电池板，电池板连接到包埋在木塑板中的蓄电装置，蓄电装置通过导线连接嵌入在木塑板表面的发光装置，发光装置与蓄电装置中间设有开关。上述方案使制作工艺复杂化，增加了生产成本。太阳能电池板的嵌入破坏了木塑板的完整性，影响其结构强度，且不利于废旧木塑板的回收，增加回收成本。中国专利文献CN 202401005 U公开了“一种新型发光木塑材料”，其特征在于在木塑板材上设置槽或孔，内设置发光材料，发光材料为无电源自发光材料或有电源发光材料。上述方案采用开孔方式内置发光材料，增加了工艺步骤，使生产复杂化。开槽或孔破坏了板材的整体性，降低了板材的结构强度，影响使用性能。本专利技术获得的木塑复合材料不仅制作工艺简单，设备要求低，且材料混合均匀，无堵塞或架桥现象，挤出造粒效率高。且纸粉含量高，减少了塑料的用量，直接大幅度降低了生产成本。所制备的发光木塑复合材料提高了材料的装饰性，自发光的功能也拓宽了其应用领域，可用于室内装饰、户外地板等设施，尤其在交通道路方面，其利用价值更为明显，可提供照明或警示等作用。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术的上述问题，提供了一种生产效率高、成本低、制品强度高、稳定性好、美观及安全的新型木塑复合材料。所述的纸粉制备方法不仅降低了对挤出机等设备的要求，且良好的分散性使得各物料之间能够混合均匀，不仅提高了挤出效率，而且获得的复合材料性能稳定，强度高，接近于现有市场上的木塑复合材料。添加的长余辉发光颜料赋予复合材料自发光的功能，不仅提高了材料的装饰性，拓宽了其应用领域，可用于室内装饰、户外地板等设施，尤其在交通道路方面，其利用价值更为明显，可提供照明或警示等作用。本专利技术的上述技术方案是通过以下技术方案得以实现的：一种废纸/高密度聚乙烯发光复合材料，其特征在于，包含以下质量百分比的原料：废纸/高密度聚乙烯发光复合材料的制备方法，通过以下步骤实现：(1)将废纸初步粉碎；(2)将粉碎后的废纸与浓度为1％～2.8％的氢氧化钠溶液混合，废纸与溶液的混合质量比例为1：6～1:12，在常温条件下，用20～40r/min的速度搅拌至纸完全浸泡，反应5～12min后过滤；(3)将过滤后的纸浆进行干燥，干燥温度为90～110℃，干燥时间为18～24h；(4)将干燥后的废纸用切割式研磨机粉碎，获得40-80目的纸粉；(5)将废纸粉、高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、填料、抗氧剂、偶联剂、润滑剂及发光颜料等物料按配比送入高速混合机中混合均匀；(6)将混合后的物料送入双螺杆挤出机进行混炼、挤出造粒。(7)将造粒后的粒料采用挤出成型的工艺得到一种新型的废纸/高密度聚乙烯发光复合材料。作为一种优选方案，所述的填料包括碳酸钙或硫酸镁；所述的抗氧剂为1010、168中的一种或两者的复配225；所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等小分子偶联剂中的一种或几种；所述的润滑剂为HK101、HK102。作为一种优选方案，所述的发光颜料为铝酸盐体系、硅酸盐体系或硫氧化物体系长余辉发光材料中的一种或几种。作为一种优选方案，所述制备方法(5)中，高速混合机的混合温度为100～140℃，混合时间为15～40min。作为一种优选方案，所述制备方法(6)中，双螺杆挤出机的挤出温度范围为150～190℃，挤出机转速为20～60rpm。作为一种优选方案，所述制备方法(7)中，挤出机的挤出成型温度为160～200℃，螺杆转速为15～30rpm。本专利技术有益效果在于：(1)废纸/高密度聚乙烯发光复合材料采用废旧报纸、办公室用纸及牛奶盒等饮料包装等作为基材，具有资源丰富、价格低廉的特点。采用氢氧化钠进行废纸预处理，获得的纸粉分散性好，粒径分布集中，可大幅增加纸粉在复合材料中的比例。同时与塑料等能混合均匀，制造工艺简化，获得的复合材料性能稳定，强度高。(2)废纸粉/高密度聚乙烯发光复合材料中添加填料作为增强剂，不仅提高产品强度，同时降低了塑料的添加量，降低了生产成本。(3)废纸粉/高密度聚乙烯发光复合材料采用挤出成型的方式获得，可获得不同形状的木塑制品，满足不同需求，且简化了生产工序，节约了时间成本。(4)废纸粉/高密度聚乙烯发光复合材料中添加长余辉发光颜料，提高了材料的装饰性，自发光的功能也拓宽了其应用领域，可用于室内装饰、户外地板等设施，尤其在交通道路方面，其利用价值更为明显，可提供照明或警示等作用。(5)本专利技术制作工艺简单、生产成本低、效率高，可用于工业化生产。所得的产品强度高，性能稳定，综合性能良好。回收废纸资源的大量利用，提高了产品的附加值，实现了资源的合理化利用，节能环保。生产工艺的改进解决了现有技术的混合均匀性、堵塞、架桥问题，利于产业化的实施。(6)与现有木塑材料相比，本专利技术获得的发光木塑材料在夜晚可自然发光，提高装饰性。具体实施方式以下所述仅为本专利技术的一些实施例，并非对本专利技术的范围进行限定。实施例1一种废纸/高密度聚乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废纸/高密度聚乙烯发光复合材料，其特征在于，包含以下质量百分比的原料：

【技术特征摘要】
1.一种废纸/高密度聚乙烯发光复合材料，其特征在于，包含以下质量百分比的原料：2.根据权利要求1所述的废纸/高密度聚乙烯发光复合材料，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：(1)将废纸初步粉碎；(2)将粉碎后的废纸与浓度为1％～2.8％的氢氧化钠溶液混合，废纸与溶液的混合质量比例为1:6～1:12，在常温条件下，用20～40r/min的速度搅拌至纸完全浸泡，反应5～12min后过滤；(3)将过滤后的纸浆进行干燥，干燥温度为90～110℃，干燥时间为18～24h；(4)将干燥后的废纸用切割式研磨机粉碎，获得40-80目的废纸粉；(5)将废纸粉、高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、填料、抗氧剂、偶联剂、润滑剂及发光颜料等物料按配比送入高速混合机中混合均匀；(6)将混合后的物料送入双螺杆挤出机进行混炼、挤出造粒；(7)将造粒后的粒料采用挤出成型工艺得到一种废纸/高密度聚乙烯发光复合材料。3.根据权利要求1所述的废纸/高密度聚乙烯发光复合材料，其特征在于：所述的填料包括碳酸钙或硫酸镁；所述的抗氧剂为1010、168中一种或两者的复配225；所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等小分子偶联剂中的一种或几种；所述的润滑剂为HK101、HK102。4.根据权利要求1所述的废纸/高密度聚乙烯发光复合材料，其特征在于：所述的发光颜料为铝酸盐体系、硅酸盐体系或硫氧化物体系长余...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡传双，涂登云，宋杰，古今，胡芳园，周桥芳，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44