一种整纸纸塑复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种整纸纸塑复合材料及其制备方法与应用，其制备方法包括如下具体步骤：改性塑料薄膜与整纸回收纸热压覆膜，针刺微穿孔处理，交叉层积组坯；疏水剂对组坯周围喷涂处理，而后干燥处理；经高频热压成板坯，降温后裁切成整纸纸塑复合材料。该整纸纸塑复合材料是由纸张层积构成，纸张内部孔隙被热塑性塑料充分填充。本发明专利技术提高了塑料熔体在纸张内部的渗透效率，减少因渗透不均匀而形成的内部结构缺陷，提高纸塑复合材料的力学性能；保证板材制备过程不出现鼓泡现象；提高防潮防水性能，延长使用寿命，使其适用于户内外潮湿环境，可用于户外用复合地板和门板领域。

A paper and paper plastic composite material and its preparation method and Application

The invention discloses a paper plastic composite material and its preparation method and application. The preparation method comprises the following steps: the plastic film of the modified plastic film and the whole paper recycling paper are hot pressed and covered, the needle punched micro perforation treatment, the cross layer billet, the hydrophobic agent is sprayed around the billet and then dried, and the high frequency hot pressing plate is made. After blanking, the billet is cut into paper and paper plastic composite material. The whole paper plastic composite material is made up of paper laminates, and the inner pores of the paper are filled with thermoplastics. The invention improves the penetration efficiency of the plastic melt in the paper, reduces the internal structural defects formed by the inhomogeneous infiltration and improves the mechanical properties of the paper plastic composite material, and ensures that the sheet preparation process does not appear bubbling, improves moisture proof and waterproof performance and prolongs the service life, so that it can be applied to the moisture environment inside and outside the home and abroad. It can be used in the field of outdoor compound floor and door plate.

【技术实现步骤摘要】
一种整纸纸塑复合材料及其制备方法与应用
本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种整纸纸塑复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
当前的纸张回收利用主要是二次纸浆造纸。虽然利用回收纤维造纸相对以木材为原料的制浆造纸而言可以大大减少林木、水、电消耗和污染物排放，但是由于纸张种类繁多，纤维质量差异大，而且纸张中存在各种各样的填料、油墨、胶体等非纤维物质，对制浆过程的成浆质量均有负面影响，增加造纸成本。不仅如此，制浆造纸过程必须使用大量的水资源，与之相应的废水处理无形中提高了造纸生产企业的成本。借鉴木塑复合材料的生产技术，基于纸纤维的纸塑复合材料可以完全克服上述的不足，而且纸塑复合材料的产品附加值相比纸张而言更高，更具有商业推广价值。与木塑复合材料的制备工艺相似，纸塑复合材料的制备大致可分为挤出、注塑和热压三大方式。其中前两者必须先将回收纸张粉碎成单纤维，然后与偶联剂、相容剂等各种助剂和塑料进行共混挤出或注塑成型。该处理方式高耗能、低效率，而且粉碎的纸纤维会形成粉尘污染。采用热压工艺制备纸塑复合材料，最大化地保留纸张整体化，可以避免对纸张结构和纸纤维的破坏，降低能耗的同时提高复合材料的机械强度，是制备纸塑复合材料的一种趋势。专利US4111730公开了一种废纸板的制备方法，碎片状的废纸与胶黏剂混合，然后高温下压实和固化。为达到防潮目的，需在压实前喷淋蜡质乳液。Martina等人提出将废纸与聚丙烯薄膜交叉层积，然后热压得到一种废纸/塑料交替的层积纤维复合材料。虽然该结构的纸纤维复合材料的综合力学性能优异，但是其绝大部分纸纤维没有被塑料包裹，而是与空气直接接触，导致该复合材料吸水率普遍在15％，最大值超过25％。纸纤维吸水受潮后降低复合材料的界面结合强度，因而机械强度降低，且易滋生细菌等微生物，缩短纸塑复合材料的使用寿命，且应用范围受到限制。其次，在该交叉层积复合材料热压过程中，纸纤维内部液体水转变为水蒸气，在开机转移复合材料过程中易发生鼓泡现象，从而导致复合材料在厚度方向出现结构缺陷，降低综合力学性能。易鼓泡问题增加了该纸塑复合材料的生产难度。总之，现有热压过程塑料熔体的渗透效率低、易发生鼓泡现象、易受潮吸水等问题，导致复合材料内部出现结构缺陷，降低综合力学性能，缩短纸塑复合材料的使用寿命，使其应用范围受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种整纸纸塑复合材料的制备方法。该方法通过对纸纤维的疏水改性、微穿孔工艺和高频热压工艺，解决了现有技术中纸塑复合材料的内部结构缺陷和易受潮吸水导致的力学性能降低的问题。通过提高塑料熔体在纸张内部的渗透效率，保证板材制备过程不出现鼓泡现象、提高防潮防水性能，减少因渗透不均匀而形成的内部结构缺陷，提高纸塑复合材料的力学性能，延长了其使用寿命。本专利技术的另一目的在于提供一种上述方法制备的整纸纸塑复合材料。该整纸纸塑复合材料主体是由纸张层积构成，纸张内部孔隙及纸张与纸张之间的缝隙被热塑性塑料充分填充。本专利技术的再一目的在于提供上述整纸纸塑复合材料的应用。本专利技术上述目的通过以下技术方案予以实现：一种整纸纸塑复合材料的制备方法，包括如下具体步骤：S1.将改性塑料薄膜与整纸回收纸进行热压覆膜，针刺微穿孔处理，交叉层积组坯，裁切成组坯纸垛；S2.将疏水剂喷涂组坯纸垛，然后干燥处理；S3.将组坯纸垛放入高频热压机中热压成板坯，降温后裁切成整纸纸塑复合材料。优选地，步骤S1中所述整纸回收纸为废报纸、废办公用纸、废杂志纸张、废包装纸或废箱板纸中的一种以上，所述整纸回收纸的面积为(10～80)cm×(15～100)cm，所述整纸回收纸的重量为20～200g/m2；所述改性塑料薄膜是基体塑料和对应的马来酸酐接枝改性塑料的共混薄膜，所述基体塑料与马来酸酐接枝改性塑料的质量比为(80～99):(1～20)；所述改性塑料薄膜的厚度为0.01～1mm。优选地，步骤S1中所述基体塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、尼龙、聚乳酸或聚丙烯酸树脂中的一种以上。更为优选地，步骤S1中所述聚丙烯酸树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚羟甲基丙烯酸甲酯、聚羟甲基丙烯酸乙酯和聚羟甲基丙烯酸丁酯的混合物；所述尼龙为尼龙6、尼龙1010、尼龙11、尼龙610或尼龙12。更为优选地，步骤S1中所述回收纸的重量为40～120g/m2；所述改性塑料薄膜的厚度为0.05～0.5mm。优选地，步骤S2中所述疏水剂为甲基硅酸钠或/和甲基硅酸钾。优选地，步骤S3中所述热压的压力为0.5～10.0MPa，所述热压的频率为13.56～40.68MHz，所述热压的温度为140～230℃，所述热压的时间为2～20min；所述降温的温度为25～60℃。更为优选地，步骤S3中所述热压的压力为1.2～2.0MPa，所述热压的频率为20.12～30.56MHz，所述热压的温度为180～200℃，所述热压的时间为5～10min。一种整纸纸塑复合材料是通过上述方法制备得到。所述整纸纸塑复合材料在户外用复合地板和门板领域中的应用。目前，在纸塑复合材料制备时在保压冷却过程中，转移至冷压板使纸塑复合材料易发生鼓泡，导致其在厚度方向出现结构缺陷，降低纸塑复合材料的综合力学性能；纸塑复合材料中纸纤维层易受潮吸水，降低了纸塑复合材料的界面结合强度，从而降低纸塑复合材料的力学性能。本专利技术通过对纸纤维的疏水改性、微穿孔工艺和高频热压工艺，纸纤维的疏水改性降低纤维的表面能，改善纤维与塑料之间的界面相容性，以降低纸纤维原料中的水分，保证纸塑复合材料板材制备过程不出现鼓泡现象，减少内部结构缺陷。在热压过程中提高塑料熔体的渗透效率，完全地包裹纸纤维，有效防止内部结构产生缺陷，同时改善纸塑复合材料的界面结合强度，从而提高纸塑复合材料的力学性能。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术采用纸张针刺微穿孔工艺和高频热压工艺，可提高塑料熔体在纸张内部的渗透效率，使其充分包裹纤维，提高防潮防水性能，减少因渗透不均匀而形成的内部结构缺陷，从而提高整纸纸塑复合材料的力学性能。2.本专利技术通过对纸纤维的疏水改性，降低纤维的表面能，改善纤维与塑料之间的界面相容性，降低纸纤维原料中的水分，保证纸塑复合材料板材制备过程不出现鼓泡现象，减少内部结构缺陷，提高整纸纸塑复合材料的力学性能。3.本专利技术整纸纸塑复合材料具有防潮防水性，干燥处理后组坯含水率为小于5％，解决了热压型纸塑复合材料易受潮而缩短使用寿命的问题，其产品如复合地板、复合门板可用于户内外的潮湿环境。附图说明图1为本专利技术整纸纸塑复合材料的结构示意图。图2为本专利技术采用自主研发的整纸纸塑复合材料自动铺装组坯设备示意图的前视图。图3为本专利技术采用自主研发的整纸纸塑复合材料自动铺装组坯设备示意图的俯视图。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。图1为本专利技术整纸纸塑复合材料的结构示意图。其中，在整纸纸塑复合材料的结构示意图中，纸纤维1在热压之后保持其完整性，纸纤维1之间的孔隙由熔融塑料2填充，从而实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整纸纸塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S1.将改性塑料薄膜与整纸回收纸进行热压覆膜，针刺微穿孔处理，交叉层积组坯，裁切成组坯纸垛；S2.将疏水剂喷涂组坯纸垛，然后干燥处理；S3.将组坯纸垛放入高频热压机中热压成板坯，降温后裁切成整纸纸塑复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种整纸纸塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S1.将改性塑料薄膜与整纸回收纸进行热压覆膜，针刺微穿孔处理，交叉层积组坯，裁切成组坯纸垛；S2.将疏水剂喷涂组坯纸垛，然后干燥处理；S3.将组坯纸垛放入高频热压机中热压成板坯，降温后裁切成整纸纸塑复合材料。2.根据权利要求1所述的整纸纸塑复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述整纸回收纸为废报纸、废办公用纸、废杂志纸张、废包装纸或废箱板纸中的一种以上，所述整纸回收纸的面积为(10～80)cm×(15～100)cm，所述整纸回收纸的重量为20～200g/m2；所述改性塑料薄膜是基体塑料和对应的马来酸酐接枝改性塑料的共混薄膜，所述基体塑料与马来酸酐接枝改性塑料的质量比为(80～99):(1～20)；所述改性塑料薄膜的厚度为0.01～1mm。3.根据权利要求2所述的整纸纸塑复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述基体塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、尼龙、聚乳酸或聚丙烯酸树脂中的一种以上。4.根据权利要求3所述的整纸纸塑复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述聚丙烯酸树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚羟甲基丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：章伟伟，郑彬炜，胡传双，关丽涛，涂登云，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44