一种小麦秸秆纤塑材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种小麦秸秆纤塑材料及其制备方法和用途。所述小麦秸秆纤塑材料包括如下重量份数的组分：基体树脂40‑45份、小麦秸秆纤维25‑30份、填料15‑20份、偶联剂1‑8份和增塑剂1.8‑6.5份。所述小麦秸秆纤塑材料是通过将各组分熔融共混的方法制备得到。本发明专利技术提供的小麦秸秆纤塑材料具有较低的密度，良好的拉伸性能、抗弯性能、韧性和耐热性，可取代木材用于建筑工程、室内外装修等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种小麦秸秆纤塑材料及其制备方法和用途
本专利技术属于纤塑材料
，具体涉及一种小麦秸秆纤塑材料及其制备方法和用途。
技术介绍
我国是农业大国，农作物秸秆资源非常丰富，每年包括玉米、小麦、稻草、棉花秸秆等在内的农作物秸秆产量可达数亿吨。但这些丰富的秸秆资源却未得到很好的利用，造成了自然资源的严重浪费。因此，秸秆的处理急需一种更为有效的利用方法和途径。木塑复合材料是一种主要由木材或者纤维素与塑料制成的复合材料，将一定比例的木纤维(如木粉、秸秆粉、棉杆粉、竹粉、果壳粉等)经过预处理，与热塑性聚合物树脂结合而成。该新型材料既绿色环保，又具有良好的力学性能。利用农作物秸秆纤维来制备木塑复合材料，既可以有效利用农作物秸秆资源，又可减少环境污染，也是附加值非常高的一种秸秆处理方法。因此，利用秸秆资源制备秸秆纤维复合材料已经成为秸秆处理研究的热点之一。如CN106009750A公开了一种新型木塑材料，以桃树木粉、芦苇秸秆粉和硬包装纸纸粉作为木质材料，编织袋塑料粒作为基体树脂，结合填充剂、阻燃剂、抑烟剂等组分，解决了现有技术中阻燃剂的添加会恶化新型木塑材料的力学性能等问题。CN107778621A公开了一种HDPE木塑材料及其制备方法，采用的木质材料为木粉和麻纤维，能够解决目前使用HDPE再生料生产的木塑材料质量不稳定、加工性能差、制成品容易出现开裂等问题。但是上述木塑复合材料的机械性能较低，在实际应用中受到限制，有待于进一步提高。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种小麦秸秆纤塑材料及其制备方法和用途。该小麦秸秆纤塑材料具有较低的密度，良好的拉伸性能、抗弯性能、韧性和耐热性。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种小麦秸秆纤塑材料，包括如下重量份数的组分：本专利技术通过采用小麦秸秆纤维与其他各组分在特定的比例下相互配合，得到的小麦秸秆纤塑材料具有较低的密度，良好的拉伸性能、抗弯性能、韧性和耐热性，可取代木材用于建筑工程、室内外装修等领域。本专利技术中，所述基体树脂的重量份数可以是40份、40.5份、41份、41.5份、42份、42.5份、43份、43.5份、44份、44.5份或45份等。所述小麦秸秆纤维的重量份数可以是25份、25.5份、26份、26.5份、27份、27.5份、28份、28.5份、29份、29.5份或30份等。小麦秸秆纤维的含量过少时，会导致材料加工性能下降，材质匀称度下降；其含量过多时，材料成本增加，但力学性能却没有明显改善。所述填料的重量份数可以是15份、15.5份、16份、16.5份、17份、17.5份、18份、18.5份、19份、19.5份或20份等。填料的含量过少时，会导致材料硬度低；其含量过多时，会导致材料易分散，粘结性能差，不易加工。所述偶联剂的重量份数可以是1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份或8份等。偶联剂的含量过少时，会导致材料拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能下降；其含量过多时，会导致成本高，塑化时间长。所述增塑剂的重量份数可以是1.8份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份或6.5份等。增塑剂的含量过少时，会导致材料韧性差，材料硬而脆，易断裂；其含量过多时，会导致材料弯曲强度不足，容易弯曲变形。作为本专利技术的优选技术方案，所述基体树脂为高密度聚乙烯(HDPE)。优选地，所述小麦秸秆纤维的长度在20mm以下；例如可以是20mm、19mm、18mm、17mm、16mm、15mm、14mm、12mm、10mm、8mm、6mm或5mm等。作为本专利技术的优选技术方案，所述填料为碳酸钙。优选地，所述碳酸钙的目数为2000-5000目；例如可以是2000目、2200目、2500目、2800目、3000目、3200目、3500目、3800目、4000目、4200目、4500目、4800目或5000目等。采用碳酸钙填料，能够降低小麦秸秆纤塑材料的成本，增加密度和硬度，增加弯曲性能，同时增加拉伸和冲击强度。作为本专利技术的优选技术方案，所述偶联剂为马来酸酐。马来酸酐能使塑料与小麦秸秆纤维之间产生强的界面结合，同时能降低小麦秸秆纤维的吸水性，提高小麦秸秆纤维与塑料的相容性及分散性，提高小麦秸秆纤塑材料的力学性能。作为本专利技术的优选技术方案，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。加入增塑剂DOP可以降低加工温度，减少小麦秸秆纤维的分解和发烟，随着增剂DOP含量的增加，小麦秸秆纤塑材料的拉伸强度下降而断裂伸长率增加。作为本专利技术的优选技术方案，所述小麦秸秆纤塑材料还包括2-5份(例如2份、2.2份、2.5份、2.8份、3份、3.2份、3.5份、3.8份、4份、4.2份、4.5份、4.8份或5份等)润滑剂。优选地，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡。润滑剂能够改善小麦秸秆纤塑材料熔体的流动性和挤出制品的表面质量。优选地，所述小麦秸秆纤塑材料还包括7-10份(例如7份、7.2份、7.5份、7.8份、8份、8.2份、8.5份、8.8份、9份、9.2份、9.5份、9.8份或10份等)光稳定剂。优选地，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂和/或紫外线吸收剂。优选地，所述小麦秸秆纤塑材料还包括4-6份着色剂。常用的着色剂为双偶氮颜料，它能使制品有均匀稳定的颜色，且脱色慢。小麦秸秆纤维中的可溶剂物质易迁移到产品表面，使产品脱色，并最终变成灰色。不同产品在一定使用环境下，还会产生黑斑或锈斑。所以，着色剂在木塑复合材料生产中也有着较为广泛的应用，它能使制品有均匀稳定的颜色，而且脱色慢，色泽长久。第二方面，本专利技术提供一种上述小麦秸秆纤塑材料的制备方法，所述制备方法为：将各组分混合，然后熔融共混，得到所述小麦秸秆纤塑材料。作为本专利技术的优选技术方案，所述熔融共混的温度为170-190℃；例如可以是170℃、171℃、172℃、173℃、174℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃、180℃、181℃、182℃、183℃、184℃、185℃、186℃、187℃、188℃、189℃或190℃等。小麦秸秆纤维在200℃就会发烟，颜色加深，非常容易降解，因此熔融共的温度应当控制在170-190℃。优选地，小麦秸秆纤维的制备方法为：将小麦秸秆干燥，粉碎，然后进行爆破，得到小麦秸秆纤维。优选地，所述爆破是在三螺杆爆破机中进行。取出小麦秸秆中的纤维必须将无机物(粗灰份)和有机物中的含氮物质(粗蛋白)分离，得到无氮物质中的纤维，一种可靠的方法是采用三螺杆爆破机进行分离。相比于其他爆破设备，三螺杆爆破机的物料推送更加顺畅，设备的运行状况和爆破效果更好。优选地，所述爆破的压力为3000-4000PSI；例如可以是3000PSI、3100PSI、3200PSI、3300PSI、3400PSI、3500PSI、3600PSI、3700PSI、3800PSI、3900PSI或4000PSI等。优选地，所述干燥是将所述小麦秸秆的含水量降低至10wt％以下；例如可以是10wt％、9.5wt％、9wt％、8.5wt％、8wt％、7.5wt％、7wt％、6.5wt％、6wt％、5.5wt％或5wt％等。小麦中的纤维主要为糖醛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小麦秸秆纤塑材料，其特征在于，所述小麦秸秆纤塑材料包括如下重量份数的组分：

【技术特征摘要】
1.一种小麦秸秆纤塑材料，其特征在于，所述小麦秸秆纤塑材料包括如下重量份数的组分：2.根据权利要求1所述的小麦秸秆纤塑材料，其特征在于，所述基体树脂为高密度聚乙烯；优选地，所述小麦秸秆纤维的长度在20mm以下。3.根据权利要求1或2所述的小麦秸秆纤塑材料，其特征在于，所述填料为碳酸钙；优选地，所述碳酸钙的目数为2000-5000目。4.根据权利要求1-3任一项所述的小麦秸秆纤塑材料，其特征在于，所述偶联剂为马来酸酐。5.根据权利要求1-4任一项所述的小麦秸秆纤塑材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。6.根据权利要求1-5任一项所述的小麦秸秆纤塑材料，其特征在于，所述小麦秸秆纤塑材料还包括2-5份润滑剂；优选地，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡；优选地，所述小麦秸秆纤塑材料还包括7-10份光稳定剂；优选地，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂和/或紫外线吸收剂；优选地，所述小麦秸秆纤塑材料还包括4-6份着色剂。7.一种如权利要求1-6任一项所述的小麦秸秆纤塑材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将各组分混合，然后熔融共混，得到所述小麦秸秆纤塑材料。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的温度为170-190℃；优选地，小麦秸秆纤维的制备方法为：将小麦秸秆干燥，粉碎，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志江，
申请(专利权)人：安徽领塑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34