一种稻壳木塑发泡复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种稻壳木塑发泡复合材料及其制备方法，所述材料按重量份数计包括以下组分：改性稻壳粉30～60份，聚氯乙烯树脂粉30～60份，填充剂5～45份，稳定剂2～5份，丙烯酸树脂加工改性剂1～20份，发泡剂0.1～5份，润滑剂1～5份，颜料0～0.1份；所述制备方法是通过对稻壳的活化改性、混料、密炼、挤出成型制得。本发明专利技术提供的一种稻壳木塑发泡复合材料及其制备方法，复合材料中稻壳含量高，力学性能好，所述制备方法操作简单，易于实现，能大大提高稻壳的经济价值，同时提高稻壳木塑发泡复合材料的使用范围。

A rice husk wood plastic foam composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种稻壳木塑发泡复合材料及其制备方法
本专利技术涉及PVC木塑材料
，具体涉及稻壳木塑发泡复合材料及其制备方法。
技术介绍
中国是农业大国，其中水稻是我国的主要粮食产物，根据国家统计局数据，近年水稻产量约2.1亿吨，约占粮食总量的36％，位居谷物类第一。稻壳是水稻加工过程中的副产物，主要成分为粗纤维和糖类聚合物，还含有少量的粗蛋白和粗脂肪，稻壳中虽然含有部分营养物质，但是基本无法用做食品原料。目前，人类对稻壳的利用率较低，大都是直接进行燃烧，有部分用于发电、制造沼气、饲料。其中直接燃烧容易引起二次危害，主要表现为：(1)焚烧稻壳时，产生含有大量二氧化硫、二氧化氮的浓烟，污染大气，危害人体健康；(2)焚烧稻壳时极易引燃周围的易燃物，引发火灾。而其他方面的应用也存在利用率低的问题，且经济附加值不显著。随着人们环保意识的增强，以废旧物资回收利用和资源综合利用为核心的循环型经济发展模式已日渐成为世界经济发展的主要趋势。大力开发资源循环利用技术，将对国民经济发展和环境可持续发展产生深远影响。其中，木塑复合材料是一种利用废旧塑料和可再生的木制纤维制备的新型绿色环保材料,已经广泛广泛用于建材、家具、物流包装等行业，有效解决了废弃农作物秸秆、稻壳、林业加工剩余物和废弃塑料的回收利用。但是，目前木塑复合材料中木制纤维的含量还是非常低，由于植物纤维粉的添加量越大,木塑复合材料的冲击强度、弯曲强度、抗拉强度等力学性能都明显下降。如何提高木塑复合材料中木制纤维的含量又保证板材的力学性能，是目前亟待解决的问题。可见，现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种稻壳木塑发泡复合材料及其制备方法，旨在解决现有技术中木塑发泡复合材料中稻壳粉含量低，高稻壳含量的木塑发泡复合材料力学性能下降的问题。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种稻壳木塑发泡复合材料，其中，所述材料按重量份数计包括以下组分：所述稻壳木塑发泡复合材料中，所述改性稻壳粉的组分包括：稻壳粉、强碱、填充剂、功能性单体。所述稻壳木塑发泡复合材料中，所述稻壳粉、强碱、填充剂、功能性单体的重量比为100∶10～20∶10～30∶5～10。所述稻壳木塑发泡复合材料中，且所述功能性单体包括环氧大豆油、甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸酐、乙酸酐、丙酸酐、丁二酸酐、苯甲酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯中的几种。所述稻壳木塑发泡复合材料中，所述强碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化铝中的一种。所述稻壳木塑发泡复合材料中，所述填充剂包括碳酸钙、滑石粉、高岭土中的一种。所述稻壳木塑发泡复合材料中，所述丙烯酸酯类加工改性剂包括ACR加工改性剂。所述稻壳木塑发泡复合材料中，所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醇化合物、硬脂酸酰胺类、脂肪酸金属皂类、聚乙烯蜡、石蜡或氧化聚乙烯中的一种或几种。所述稻壳木塑发泡复合材料中，所述发泡剂包括黄发泡剂和白发泡剂，且黄发泡剂和白发泡剂的质量比为1∶1～4，所述黄发泡剂包括偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、亚硝基类发泡剂或酰肼类发泡剂中的一种；所述白发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵或叠氮化合物中的一种。一种如上所述的稻壳木塑发泡复合材料的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：步骤A1：稻壳的活化改性：先将稻壳进行除杂、粉碎、过筛处理，得40～200目的稻壳粉，然后按配比取稻壳粉、强碱、填充剂、功能性单体，于120～140℃的温度，高速搅拌20～30min，混合均匀后得改性稻壳粉；步骤A2：按配比取改性稻壳粉、聚氯乙烯树脂粉、稳定剂、丙烯酸树脂加工改性剂、填充剂、润滑剂、发泡剂、颜料，并混合均匀，得混合粉体；步骤A3：将步骤A2所述混合粉体加入锥形双螺杆中进行混合密炼，螺杆转速为10～25r/min，密炼温度为150～190℃，模具温度为150～220℃，模唇温度为40～170℃；步骤A4：将步骤A3中锥形双螺杆中的密炼物挤出至发泡模具，通过发泡模具发泡成型，由定型模冷却定型后，进行切割，得稻壳木塑发泡复合材料。有益效果：本专利技术提供了一种稻壳木塑发泡复合材料及其制备方法，所述稻壳木塑发泡复合材料通过对稻壳改性，使得稻壳的含量高达34.7％，且具有质量轻，密度小，力学性能好的优点。与现有技术相比，具有以下特点：(1)所述稻壳通过对纤维接枝改性，使得稻壳与PVC的相容性大大提高，从而使得稻壳的添加量大大提高。(2)所述稻壳在接枝改性的过程中，通过填充剂进行填充改性，使得制备的稻壳木塑发泡复合材料的力学性能大大提高，同时，还能提高稻壳的耐热性，使得后续的加工过程能适应较高的密炼温度。具体实施方式本专利技术提供一种稻壳木塑发泡复合材料及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，举以下实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种稻壳木塑发泡复合材料，按重量份数计包括以下组分：上述配比的稻壳木塑发泡复合材料，通过对稻壳粉进行改性，能提高稻壳纤维与PVC材料的相容性和分散性，进而在提高稻壳粉的含量配比的同时，使板材的冲击强度、弯曲强度、抗拉强度等力学性能均提高。上述配比的稻壳木塑发泡复合材料中，所述改性稻壳粉包括：稻壳粉、强碱、填充剂、功能性单体，且稻壳粉、强碱、填充剂、功能性单体的质量比为100∶10～20∶10～30∶5～10。上述配比的稻壳粉、功能性单体、引发剂及强碱，能使极性的稻壳粉与非极性的聚氯乙烯界面具有较好的相容性和分散性,能提高稻壳粉在复合材料中含量的同时，保证材料的力学性能。由于PVC为亲油性物质，极性小，而稻壳粉中纤维素含有多个羟基，使得其极性较大，表现为亲水性物质，由于两者的极性不同，两相的界面相容性较低，难以形成物理或化学键的结合，因此通过加入功能性单体对稻壳粉进行改性，以改善极性的稻壳粉与非极性的聚氯乙烯界面的相容性。稻壳粉改性主要是通过在强碱的作用下，改变稻壳粉中纤维的极性，使纤维素与功能性单体发生作用，进行接枝反应，从而改变稻壳表面形态和极性，进一步提高稻壳粉与PVC材料的相容性。改性过程中添加的填充剂，能渗入稻壳内部空隙，提高稻壳粉的力学强度，同时提高稻壳粉的耐热性能，使其在制备过程不易炭化而失去作用。上述改性稻壳粉中，所述强碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化铝中的一种；所述功能性单体包括环氧大豆油、甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸酐、乙酸酐、丙酸酐、丁二酸酐、苯甲酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯中的一种或几种；所述填充剂为碳酸钙、滑石粉、高岭土中的一种。所述强碱能使稻壳纤维内部的氢键结合变弱,改变纤维素极性，同时，强碱还能与稻壳中的SiO2进行反应，改变稻壳表面形态和性能。上述配比的稻壳木塑发泡复合材料中，所述聚氯乙烯树脂粉的聚合度将影响流动性和成型效果，聚合度越高，则聚氯乙烯树脂粉的流动性越差，本专利技术中，采用聚合度为650～1150的聚氯乙烯树脂粉，具有较高的流动性，且成型效果较好。上述配比的稻壳木塑发泡复合材料中，所述稳定剂为复合钙锌稳定剂或其他无机类稳定剂，当稳定剂为复合钙锌稳定剂时，具有较佳稳定效果，所述复合钙锌稳定剂为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稻壳木塑发泡复合材料，其特征在于，按重量份数计包括以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种稻壳木塑发泡复合材料，其特征在于，按重量份数计包括以下组分：2.根据权利要求1所述的稻壳木塑发泡复合材料，其特征在于，所述改性稻壳粉的组分包括：稻壳粉、强碱、填充剂、功能性单体。3.根据权利要求2所述的稻壳木塑发泡复合材料，其特征在于，所述稻壳粉、强碱、填充剂、功能性单体的重量比为100∶10～20∶10～30∶5～10。4.根据权利要求2所述的稻壳木塑发泡复合材料，其特征在于，且所述功能性单体包括环氧大豆油、甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸酐、乙酸酐、丙酸酐、丁二酸酐、苯甲酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯中的几种。5.根据权利要求2所述的稻壳木塑发泡复合材料，其特征在于，所述强碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化铝中的一种。6.根据权利要求1所述的稻壳木塑发泡复合材料，其特征在于，所述填充剂包括碳酸钙、滑石粉、高岭土中的一种。7.根据权利要求1所述的稻壳木塑发泡复合材料，其特征在于，所述丙烯酸酯类加工改性剂包括ACR加工改性剂。8.根据权利要求1所述的稻壳木塑发泡复合材料，其特征在于，所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醇化合物、硬脂酸酰胺类、脂肪酸金属皂类、聚乙烯蜡、石蜡或氧化聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李增洪，李华栋，李国梁，郑小康，朱科销，
申请(专利权)人：佛山市凯博新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44