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1、(10)申请公布号 CN 102911447 A (43)申请公布日 2013.02.06 CN 102911447 A *CN102911447A* (21)申请号 201110220364.7 (22)申请日 2011.08.02 C08L 27/06(2006.01) C08L 23/06(2006.01) C08L 23/12(2006.01) C08L 97/02(2006.01) C08K 13/02(2006.01) C08K 3/34(2006.01) C08J 3/00(2006.01) (71)申请人 张志明 地址 671004 云南省大理白族自治州大理市 周城办事处大充路。
2、 125 号 申请人 周渝 (72)发明人 张志明 周渝 (74)专利代理机构 昆明今威专利商标代理有限 公司 53115 代理人 赵云 (54) 发明名称 一种烟梗木塑复合材料及其制备工艺 (57) 摘要 本发明属于木塑复合材料及其制备工艺， 特 别是烟梗木塑复合材料及其制备工艺。本复合材 料各组分的重量比为 ： 热塑性高分子树脂为 100 份， 烟梗粉为1070份， 纳米蒙脱石为120份， 抗冲类高分子改性剂为 1 10 份、 烟梗表面相容 改性剂为 1 6 份， 高分子材料热稳定剂为 1 8 份、 高分子材料润滑剂为 1 5 份。工艺步骤为 ： 烟梗经化学处理， 干燥粉碎， 并进行表面化。
3、学改性 处理， 在高速混合机内， 使纳米蒙脱石对烟梗粉进 行包裹， 按比例将各组分在高速捏合机中混合， 在 开炼机上熔融共混预塑化， 所得熔融片经冷却破 碎， 用螺杆挤出机挤出成型。 本烟梗木塑复合材料 力学性能优异， 耐水， 阻燃， 尺寸稳定， 防虫蛀， 防 霉， 无有害物。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 1/1 页 2 1. 一种烟梗木塑复合材料， 其特征在于各组分的重量比为， 热塑性高分子树脂为 100 份， 烟梗粉为 10 70 份， 纳米蒙脱石为 1 20 份。
4、， 抗冲类高分子改性剂为 1 10 份、 烟梗 表面相容改性剂为 1 6 份， 高分子材料热稳定剂为 1 8 份、 高分子材料润滑剂为 1 5 份。 2. 按权利要求 1 所述的烟梗木塑复合材料， 其特征在于 ： 所述热塑性高分子树脂选自 聚氯乙烯树脂、 聚乙烯、 聚丙烯， 或者回收的聚氯乙烯树脂、 聚乙烯、 聚丙烯中的单一物或者 是几种的混合物。 3. 按权利要求 1 所述的烟梗木塑复合材料， 其特征在于 ： 所述的烟梗粉采用的是经化 学处理的烟梗， 即烟梗放入浓度为 1 3% 氢氧化钠水溶液中浸泡 120 分钟， 浸泡温度为 70 80； 经化学处理后的烟梗干燥至水份含量小于 2.5%， 。
5、粉碎至 40 120 目的粒度， 再 用烟梗表面相容改性剂进行表面化学改性处理。 4. 按权利要求 1 所述的烟梗木塑复合材料， 其特征在于 ： 所述纳米蒙脱石为蒙脱石含 量大于 80%， 水份含量小于 3%， 细度为 1 8m。 5. 按权利要求 1 所述的烟梗木塑复合材料， 其特征在于 ： 所述高分子改性剂为氯 化聚乙烯 （CPE） 、 马来酸接枝聚乙烯、 马来酸接枝聚丙烯、 聚丙烯酸酯 （ACR） 、 全丙烯酸酯 类 （AIM） 、 乙烯一醋酸乙烯共聚物 （EVA） 、 丙烯酸甲酯 - 丁二烯 - 苯乙烯三元接技共聚物 （MBS） 、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 （ABS） 抗冲类高分。
6、子改性剂的一种或几种的混合物。 6. 按权利要求 1 所述的烟梗木塑复合材料， 其特征在于 ： 所述烟梗表面相容改性剂采 用钛酸酯偶联剂、 锆铝酸酯、 铝酸酯、 磷酸酯、 硅烷偶联剂、 高级脂肪酸及其盐、 非离子型表 面活性剂、 双 (2- 羟乙基 ) 甲基牛脂基季铵盐、 十八烷基三溴化铵、 氧化聚丙烯蜡和氧化聚 乙烯蜡、 聚乙二醇中的单一物或多种混合物。 7. 按权利要求 1 所述的烟梗木塑复合材料， 其特征在于 ： 所述高分子材料热稳定剂为 有机锡稳定剂、 稀土稳定剂或铅盐稳定剂， 选自二月桂酸二丁基锡、 二月桂酸二辛基锡、 二 烷基马来酸二丁基锡、 二 ( 巯基乙酸异辛基酯 ) 二丁基锡。
7、、 月桂酸马来酸二丁基锡、 三碱式 硫酸铅、 二碱式亚磷酸铅、 二碱式硬脂酸铅、 二碱式邻苯二甲酸铅、 二碱式磷酸铅、 硬脂酸铅 中的一种或几种混合物。 8. 按权利要求 1 所述的烟梗木塑复合材料， 其特征在于 ： 所述高分子材料润滑剂为石 蜡、 硬脂酸、 硬脂酸钡、 硬脂酸钙、 硬脂酸锌、 氧化聚乙烯蜡等中的一种或几种混合物。 9. 按权利要求 1 所述的烟梗木塑复合材料的制备方法， 其特征是 ： (1) 将烟梗放入浓度为 1 3% 氢氧化钠水溶液中浸泡 120 分钟， 浸泡温度为 70 80， 进行化学处理， 去除烟梗中的焦油和烟碱及水溶物， 自然干燥， 使含水量小于 8%， 对烟 梗进。
8、行粉碎， 使细度达到 40 120 目， 然后强制干燥， 使含水量小于 2.5%， 并用烟梗表面相 容改性剂对烟梗粉进行表面化学改性处理 ； (2) 在高速混合机内， 将纳米蒙脱石按所述比例加入到经步骤 (1) 表面改性剂处理后 的烟梗粉中， 高速搅拌处理 10 40 分钟， 制得纳米蒙脱石包裹的烟梗粉 ； (3) 按配方比例将热塑性高分子树脂、 抗冲类高分子改性剂、 高分子材料热稳定剂、 高 分子材料和纳米蒙脱石包裹的烟梗粉在高速捏合机中混合， 到温度为 80 90 后出料， 然后在双辊开炼机上于 170 180 下熔融共混 20 40 分钟 ； (4) 所得熔融片经冷却破碎， 投入专用橡塑。
9、螺杆挤出机中高温高压挤出成型。 权 利 要 求 书 CN 102911447 A 2 1/5 页 3 一种烟梗木塑复合材料及其制备工艺 技术领域 0001 本发明属于木塑复合材料及其制备工艺， 特别是烟梗木塑复合材料及其制备工 艺。 背景技术 0002 木塑材料中采用的木纤维主要包括废木粉、 刨花、 锯木， 植物纤维为粉碎处理过的 稻杆、 花生壳、 椰子壳、 甘蔗、 亚麻、 泽麻、 黄麻、 大麻等 ； 热塑性塑料主要为 PE、 PP、 PS 等聚烯 烃和PVC， 包括新料、 回收料和二者混合料。 木纤维和植物纤维最初作为低成本、 提高塑料刚 性的改性填充材料。 木纤维和植物纤维来源丰富、 价廉。
10、、 质轻， 对设备磨损小， 尺寸稳定性良 好， 电绝缘性优， 无毒， 可反复加工， 能生物降解。 0003 我国作为一个林业资源贫乏的国家， 人均森林蓄积量不足 10 立方米， 人均木材消 耗水平不足 0.22 立方米 / 年， 但我国的木材消耗量却急剧上升， 不得不从国外进口大量木 材。 另一方面， 我国每年由于木材加工余下的废弃木粉量在几百万吨以上， 其他天然纤维如 稻糠等的产量上千万吨。从这个角度而言， 木塑材料的开发将有助于有效开发和利用这些 资源， 前景十分可观。 0004 烟梗是烟草工业的副产物， 同时也是宝贵的自然资源。 烟草是茄科烟草属植物， 烟 梗即是烟叶之粗硬叶脉， 约占叶。
11、重的2530， 目前多作弃置处理。 我国是烟草大国， 每年 有数十万吨烟梗资源被废弃， 既造成环境污染， 同时也是对自然资源的浪费。 烟梗目前的主 要利用形式是提取烟碱、 茄呢醇、 制烟草薄片等从烟梗中提取有效的成分及剩余物的综合 利用， 具有极其重大的意义。 0005 烟梗的化学成分大体为纤维素 43左右， 半纤维素 30左右， 木质素 6左右， 多 戊糖16左右， 水份10左右， 水提取物16左右， 苯醇提取物3.5左右， 1氢氧化钠提 取物 36左右。 0006 烟梗目前的利用方法是化学处理提取烟碱等， 将烟梗放入浓度为 1 3氢氧化 钠水溶液中浸泡 120 分钟， 浸泡温度为 70 8。
12、0。浸出液可以用来提取烟碱等有用物质。 目前烟梗的提取工艺成熟 ( 专利公开号 CN99105952.2、 97111061)、 简单、 安全环保， 这样可 达到烟梗的综合利用， 但是烟梗中的植物纤维尚未得到利用， 并且如何将该植物纤维在木 塑复合材料应用的相关技术报道尚未见到。 0007 木塑复合材料是指利用废弃木质纤维资源和废弃塑料资源， 经混炼加工制成的新 型环境友好材料。该材料的特性集木材和塑料的优点于一体， 在工业包装、 户外景观美化、 化工海洋防腐等领域替代木材、 钢材和树脂， 有着独特和广泛的用途。 该技术的研究开发对 废弃资源材料化利用、 带动农副产品深加工以及为工业和生活提供。
13、价廉物美的新材料具有 重要意义， 该技术也必将成为整个循环经济中的一个重要环节。 发明内容 0008 本发明所要解决的技术问题是提供一种烟梗木塑复合材料及其制备工艺， 本发明 说 明 书 CN 102911447 A 3 2/5 页 4 的烟梗木塑复合材料， 力学性能优异， 耐候性好， 耐水， 阻燃， 尺寸稳定性好， 防虫蛀， 防霉， 无重金属、 甲醛和有机挥发物， 加工工艺安全、 环保、 简单、 方便， 制造成本低廉。 0009 解决本发明的技术问题所采用的烟梗木塑复合材料的配方是 ： 各组分的重量比 为， 热塑性高分子树脂为 100 份， 烟梗粉为 10 70 份， 纳米蒙脱石为 1 20。
14、 份， 抗冲类高 分子改性剂为 1 10 份、 烟梗表面相容改性剂为 1 6 份， 高分子材料热稳定剂为 1 8 份、 高分子材料润滑剂为 1 5 份。 0010 所述热塑性高分子树脂选自聚氯乙烯树脂、 聚乙烯、 聚丙烯， 或者回收的聚氯乙烯 树脂、 聚乙烯、 聚丙烯中的单一物或者是几种的混合物。 0011 所述的烟梗粉采用的是经化学处理的烟梗， 即烟梗放入浓度为 1 3氢氧化钠 水溶液中浸泡 120 分钟， 浸泡温度为 70 80； 经化学处理后的烟梗干燥至水份含量小于 2.5， 粉碎至 40 120 目的粒度， 再用烟梗表面相容改性剂进行表面化学改性处理。 0012 所述纳米蒙脱石为蒙脱石。
15、含量大于 80， 水份含量小于 3， 细度为 1 8m。 0013 所述抗冲类高分子改性剂为氯化聚乙烯 (CPE)、 马来酸接枝聚乙烯、 马来酸接枝 聚丙烯、 聚丙烯酸酯 (ACR)、 全丙烯酸酯类 (AIM)、 乙烯一醋酸乙烯共聚物 (EVA)、 丙烯酸甲 酯 - 丁二烯 - 苯乙烯三元接技共聚物 (MBS)、 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物 (ABS) 抗冲类 高分子改性剂的一种或几种的混合物。 0014 所述烟梗表面相容改性剂采用钛酸酯偶联剂、 锆铝酸酯、 铝酸酯、 磷酸酯、 硅烷偶 联剂、 高级脂肪酸及其盐、 非离子型表面活性剂、 双(2-羟乙基)甲基牛脂基季铵盐、 十八烷 基三。
16、溴化铵、 氧化聚丙烯蜡和氧化聚乙烯蜡、 聚乙二醇中的单一物或多种混合物。 0015 所述高分子材料热稳定剂为有机锡稳定剂、 稀土稳定剂或铅盐稳定剂， 选自二月 桂酸二丁基锡、 二月桂酸二辛基锡、 二烷基马来酸二丁基锡、 二 ( 巯基乙酸异辛基酯 ) 二丁 基锡、 月桂酸马来酸二丁基锡、 三碱式硫酸铅、 二碱式亚磷酸铅、 二碱式硬脂酸铅、 二碱式邻 苯二甲酸铅、 二碱式磷酸铅、 硬脂酸铅中的一种或几种混合物。 0016 所述高分子材料润滑剂为石蜡、 硬脂酸、 硬脂酸钡、 硬脂酸钙、 硬脂酸锌、 氧化聚乙 烯蜡等中的一种或几种混合物。 0017 本发明的烟梗木塑复合材料的制备方法， 其制造工艺为 。
17、： (1) 将烟梗放入浓度为 1 3氢氧化钠水溶液中浸泡 120 分钟， 浸泡温度为 70 80，进行化学处理， 去除烟 梗中的焦油和烟碱及水溶物， 自然干燥， 使含水量小于 8， 对烟梗进行粉碎， 使细度达到 40 120 目， 然后强制干燥， 使含水量小于 2.5， 并用烟梗表面相容改性剂对烟梗粉进行 表面化学改性处理 ； (2) 在高速混合机内， 将纳米蒙脱石按所述比例加入到经步骤 (1) 表面 改性剂处理后的烟梗粉中， 高速搅拌处理1040分钟， 制得纳米蒙脱石包裹的烟梗粉 ； (3) 按配方比例将热塑性高分子树脂、 抗冲类高分子改性剂、 高分子材料热稳定剂、 高分子材料 和纳米蒙脱石。
18、包裹的烟梗粉在高速捏合机中混合， 到温度为 80 90后出料， 然后在双辊 开炼机上于 170 180下熔融共混 20 40 分钟 ； (4) 所得熔融片经冷却破碎， 投入专用 橡塑螺杆挤出机中高温高压挤出成型。 0018 本发明的有益效果是 ： 0019 (1) 拓广了废弃烟梗的使用范围， 提高烟梗的综合利用程度， 即节约资源， 又保护 环境。 0020 (2) 所用木质纤维为烟梗粉， 制得的烟梗木塑复合材料的防虫蛀， 防霉效果更加明 说 明 书 CN 102911447 A 4 3/5 页 5 显。 0021 (3) 在烟梗纤维表面包覆纳米蒙脱石可以减少复合材料挤出成型过程的流动阻力 和烟。
19、梗纤维受热降解趋势， 达到改善加工工艺、 提高材料性能的效果。 0022 (4) 由于添加了纳米蒙脱石， 降低了塑化粘度和提高了熔体流动性， 降低能耗， 提 高了材料的力学和耐侯、 耐热性能和阻燃性。 0023 (5) 由于添加了纳米蒙脱石， 增加水汽阻隔性和射线阻隔性， 从而增强了耐水性和 耐紫外线性能 具体实施方式 0024 下面的实施例可以使本领域的技术人员更全面的理解本发明， 但不以任何方式限 制本发明。 0025 实施例 1、 实施例 2、 实施例 3 0026 按照表 1 所示的烟梗木塑复合材料的配方， 将烟梗放入浓度为 2.5氢氧化钠水 溶液中， 通入蒸汽使温度为 70 80， 。
20、并浸泡 120 分钟， 去除烟梗中的焦油和烟碱及水溶 物， 进行自然干燥， 使含水量小于 8， 用纤维专用粉碎机对烟梗进行粉碎， 使细度为 60 80 目， 强制干燥， 使含水量小于 2.5， 并进行烟梗粉表面化学改性处理。在高速混合机内 将纳米蒙脱石加入到表面改性处理好后的烟梗粉中， 高速搅拌处理1040分钟， 制得纳米 蒙脱石包裹的烟梗粉 ； 按上述重量份比将聚氯乙烯树脂、 高分子改性剂、 热稳定剂、 润滑剂 和改性纳米蒙脱石在高速捏合机中混合， 到温度为 80 90后出料， 然后在双辊开炼机上 于 170 180下熔融共混 20 40 分钟， 所得熔融片经冷却炮碎， 投入专用螺杆挤出机中。
21、 挤出成型。按照国标要求制样、 测试 ( 结果见表 2 及表 3)。 0027 实施例 4 实施例 5 实施例 6 0028 按照表 1 所示的烟梗木塑复合材料的配方， 将烟梗放入浓度为 2.5氢氧化钠水 溶液中， 通入蒸汽使温度为 70 80， 并浸泡 120 分钟， 去除烟梗中的焦油和烟碱及水溶 物， 进行自然干燥， 使含水量小于 8， 用纤维专用粉碎机对烟梗进行粉碎， 使细度为 60 80 目， 强制干燥， 使含水量小于 2.5， 并进行烟梗粉表面化学改性处理。在高速混合机内 将纳米蒙脱石加入到表面改性处理好后的烟梗粉中， 高速搅拌处理 10 40 分钟， 制得纳 米蒙脱石包裹的烟梗粉 。
22、； 按上述重量份比将聚乙烯树脂、 高分子改性剂、 润滑剂和改性纳米 蒙脱石在高速捏合机中混合， 到温度为 80 90后出料， 然后在双辊开炼机上于 170 180下熔融共混2040分钟， 所得熔融片经冷却炮碎， 投入专用螺杆挤出机中挤出成型。 按照国标要求制样、 测试 ( 结果见表 2 及表 3)。 0029 表 1 烟梗木塑复合材料的配方 ( 重量量份 ) 说 明 书 CN 102911447 A 5 4/5 页 6 0030 0031 0032 表 2 烟梗木塑复合材料的物理性能测试结果 0033 说 明 书 CN 102911447 A 6 5/5 页 7 0034 表 3 烟梗木塑复合材料的机械性能测试结果 0035 说 明 书 CN 102911447 A 7 。