一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310203047.3

申请日:

2013.05.28

公开号:

CN104177740A

公开日:

2014.12.03

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08L 29/04申请日:20130528|||公开

IPC分类号:

C08L29/04; C08L97/00; C08K3/22; C08K3/26; C08K5/053

主分类号:

C08L29/04

申请人:

黑龙江鑫达企业集团有限公司

发明人:

刘申; 王志超; 杨鑫

地址:

150060 黑龙江省哈尔滨市平房区哈南一路9号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料及制备方法。该发明材料是一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料。制备该复合材料的技术工艺的创新性体现在:利用氢氧化镁和碳酸钙抑制聚乙烯醇(PVA)分解,并通过聚丙烯和乙二醇降低PVA分解温度,以聚乙烯醇(PVA)为基体和木质素共混,利用PVA聚合制备高强度、高流动性的PVA/木质素木塑复合材料。最终将PVA和木质素通过双螺杆挤出机共混挤出,牵引、冷却、切粒后得到改性高流动性PVA/木质素木塑复合材料。在木塑复合材料制品领域,高流动性PVA/木质素木塑复合材料可提高其生产效率,节约生产成本,实现木塑复合材料的注塑成型和制备各种异型材及特殊形状的制品,丰富木塑复合材料的产品种类,同时兼顾木塑复合材料质轻、耐老化、防潮和抗虫蛀等特性。

权利要求书

1.  该高流动性PVA/木质素木塑复合材料的配方组成如下所示:
PVA                                65~70%
木质素                             15~18%
稳定剂                             10~12%
增塑剂                             8~10%。

2.
  根据权利要求1所述的高流动性PVA/木质素木塑复合材料,其特征在于:所述的PVA 高分子量,分子量:86000~92000,含水率低于1%。

3.
  根据权利要求1所述的高流动性PVA/木质素木塑复合材料,其特征在于:所述的稳定剂为氢氧化镁和碳酸钙复配比例为1:1。

4.
  根据权利要求1所述的高流动性PVA/木质素木塑复合材料,其特征在于:所述的增塑剂为丙三醇和乙二醇复配比例为1:1。

5.
  根据权利要求1所述的高流动性PVA/木质素木塑复合材料,其特征在于:
 步骤一,将PVA在80~90℃下烘干4~5小时,使其含水率低于1%;
步骤二,以丙三醇和乙二醇为增塑剂对PVA进行处理;
步骤三,将木质素、氢氧化镁、碳酸钙、PVA 放入高速混合机中,在常温下搅拌5~10分钟;
步骤四,将步骤三混合后的物料加入双螺杆挤出机的料斗中,经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化、包装,其中双螺杆挤出机的温度设置为:后段温度为190~200℃,中段和前段温度为200~210℃,螺杆转速为50~60r/min。

说明书

一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料
技术领域
本发明涉及高分子复合材料领域,具体涉及一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料及其制备方法。主要应用于室内装潢、风景园林等装饰品领域。
背景技术
木塑复合材料作为一种新兴的环保材料具备优良的物理性能,可代替木质产品大量节约森林资源,处理大量废旧塑料及木材加工中废弃木料,有利于保护生态环境,其中木塑复合材料的生产效率较低一直是困扰其普及的难点,同时其材料的流动性低导致产品瑕疵较多,无法注塑成型都是其面临的主要问题。高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料不但可以大幅提高生产效率,降低生产成本,同时可实现注塑成型。木塑复合材料注塑成型是一个较新的研究领域,可提高制品的生产效率,实现自动化生产,制备外形复杂的制品。
发明内容
本发明制备了一种高流动性PVA/木质素木塑复合材料,该材料制备的制品用于室内装潢、风景园林、工艺品等领域,利用稳定剂降低聚乙烯醇/木质素木塑复合材料中PVA的分解温度,保证基体树脂的顺利挤出,利用增塑剂提高木质素的塑化度改善其流动性,降低其在螺杆中的摩擦力,该复合材料具备良好的力学性能,并且质轻、耐老化、防潮和抗虫蛀。
技术方案: 
上述高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料的制备方法包括:
步骤一、将PVA在80~90℃下烘干4~5小时,使其含水率低于1%;
步骤二、以丙三醇和乙二醇为增塑剂对PVA进行处理;
步骤三、将木质素、氢氧化镁、碳酸钙、PVA 放入高速混合机中,在常温下搅拌5~10分钟;
步骤四、将步骤三混合后的物料加入双螺杆挤出机的料斗中,经熔融共混挤出、水冷。风刀冷却、造粒、均化、包装;其中双;螺杆挤出机的温度设置为:后段温度为190~200℃,中段和前段温度为200~210℃,螺杆转速为50~60r/min。
   本发明解决了PVA/木质素木塑复合材料的成型问题。丰富了木塑复合材料的制品的种类,同时增加PVA/木质素木塑复合材料流动性可大幅提高生产效率,降低生产成本,稳定剂可降低PVA聚合温度,防止PVA分解、碳化,增塑剂可延缓PVA的降解保证复合材料的顺利成型,并使得材料的具备良好的机械性能,满足室内装潢、风景园林等领域的使用。
具体实例:
     为便于进一步说明本发明,下面结合具体实施例对本发明进行说明:
主要原料聚乙烯醇(2099),聚合度1900~2100,分子量86000~92000;稳定剂使用氢氧化镁和碳酸钙组合(比例为1:1);填料为木质素;增塑剂为丙三醇和乙二醇的组合(比例为1:1);双螺杆挤出机一区温度:185~190℃,二区温度:185~190℃,三区温度:195~210℃,四区温度:195~210℃,五区温度:195~210℃,六区温度:195~210℃,,压力为5~8MPa,螺杆长径比为35~40,主机转速70~120r/min。将各个组分按比例混合均匀置于双螺杆挤出机中,经熔融共混挤出造粒。
各实施例具体检测标准如下:
缺口冲击强度                    ISO179
拉伸强度                        ISO527
弯曲强度                        ISO178
熔融指数                        ISO1133
实施例1~4对应的各个组分用量及各个实施例配方对应的样品性能(见表1和表2)
表1  实施例1~4的配方表

 实施例1实施例2实施例3实施例4原料用量(份)用量(份)用量(份)用量(份)PVA85757767木质素15151515氢氧化镁 5 5碳酸钙 5 5丙三醇  44乙二醇  44

表2  实施例1~4的物理性能表
检测项目实施例1实施例2实施例3实施例4缺口冲击强度(KJ/m27.29.26.310.5拉伸强度MPa19.824.422.330.5弯曲强度MPa35.242.137.144.6熔融指数9.311.210.319.6

通过表2实施例1~4的材料物性对比分析可知,采用稳定剂氢氧化镁和碳酸钙组合、增塑剂丙三醇和乙二醇,制备的PVA/木质素木塑复合材料和未添加任何助剂的PVA/木质素木塑复合材料进行对比。添加稳定剂和增塑剂的改性PVA/木质素木塑复合材料的拉伸强度,弯曲强度和冲击强度均比单独添加稳定剂、增塑剂以及未添加任何助剂的PVA/木质素木塑复合材料的性能高。通过以上工艺制备一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料,并通过添加助剂改善材料的流动性和物理学性能。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104177740A43申请公布日20141203CN104177740A21申请号201310203047322申请日20130528C08L29/04200601C08L97/00200601C08K3/22200601C08K3/26200601C08K5/05320060171申请人黑龙江鑫达企业集团有限公司地址150060黑龙江省哈尔滨市平房区哈南一路9号72发明人刘申王志超杨鑫54发明名称一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料57摘要本发明涉及一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料及制备方法。该发明材料是一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料。制备该复合材料。

2、的技术工艺的创新性体现在利用氢氧化镁和碳酸钙抑制聚乙烯醇(PVA)分解,并通过聚丙烯和乙二醇降低PVA分解温度,以聚乙烯醇PVA为基体和木质素共混,利用PVA聚合制备高强度、高流动性的PVA/木质素木塑复合材料。最终将PVA和木质素通过双螺杆挤出机共混挤出,牵引、冷却、切粒后得到改性高流动性PVA/木质素木塑复合材料。在木塑复合材料制品领域,高流动性PVA/木质素木塑复合材料可提高其生产效率,节约生产成本,实现木塑复合材料的注塑成型和制备各种异型材及特殊形状的制品,丰富木塑复合材料的产品种类,同时兼顾木塑复合材料质轻、耐老化、防潮和抗虫蛀等特性。51INTCL权利要求书1页说明书2页19中华人。

3、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2页10申请公布号CN104177740ACN104177740A1/1页21该高流动性PVA/木质素木塑复合材料的配方组成如下所示PVA6570木质素1518稳定剂1012增塑剂810。2根据权利要求1所述的高流动性PVA/木质素木塑复合材料,其特征在于所述的PVA高分子量,分子量8600092000,含水率低于1。3根据权利要求1所述的高流动性PVA/木质素木塑复合材料,其特征在于所述的稳定剂为氢氧化镁和碳酸钙复配比例为11。4根据权利要求1所述的高流动性PVA/木质素木塑复合材料,其特征在于所述的增塑剂为丙三醇和乙二醇复配比例为1。

4、1。5根据权利要求1所述的高流动性PVA/木质素木塑复合材料,其特征在于步骤一,将PVA在8090下烘干45小时,使其含水率低于1;步骤二,以丙三醇和乙二醇为增塑剂对PVA进行处理;步骤三,将木质素、氢氧化镁、碳酸钙、PVA放入高速混合机中,在常温下搅拌510分钟;步骤四,将步骤三混合后的物料加入双螺杆挤出机的料斗中,经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化、包装,其中双螺杆挤出机的温度设置为后段温度为190200,中段和前段温度为200210,螺杆转速为5060R/MIN。权利要求书CN104177740A1/2页3一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料技术领域0001本发明涉及高分子复。

5、合材料领域,具体涉及一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料及其制备方法。主要应用于室内装潢、风景园林等装饰品领域。背景技术0002木塑复合材料作为一种新兴的环保材料具备优良的物理性能,可代替木质产品大量节约森林资源,处理大量废旧塑料及木材加工中废弃木料,有利于保护生态环境,其中木塑复合材料的生产效率较低一直是困扰其普及的难点,同时其材料的流动性低导致产品瑕疵较多,无法注塑成型都是其面临的主要问题。高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料不但可以大幅提高生产效率,降低生产成本,同时可实现注塑成型。木塑复合材料注塑成型是一个较新的研究领域,可提高制品的生产效率,实现自动化生产,制备外形复杂的制品。发。

6、明内容0003本发明制备了一种高流动性PVA/木质素木塑复合材料,该材料制备的制品用于室内装潢、风景园林、工艺品等领域,利用稳定剂降低聚乙烯醇/木质素木塑复合材料中PVA的分解温度,保证基体树脂的顺利挤出,利用增塑剂提高木质素的塑化度改善其流动性,降低其在螺杆中的摩擦力,该复合材料具备良好的力学性能,并且质轻、耐老化、防潮和抗虫蛀。0004技术方案上述高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料的制备方法包括步骤一、将PVA在8090下烘干45小时,使其含水率低于1;步骤二、以丙三醇和乙二醇为增塑剂对PVA进行处理;步骤三、将木质素、氢氧化镁、碳酸钙、PVA放入高速混合机中,在常温下搅拌510分钟;步。

7、骤四、将步骤三混合后的物料加入双螺杆挤出机的料斗中,经熔融共混挤出、水冷。风刀冷却、造粒、均化、包装;其中双;螺杆挤出机的温度设置为后段温度为190200,中段和前段温度为200210,螺杆转速为5060R/MIN。0005本发明解决了PVA/木质素木塑复合材料的成型问题。丰富了木塑复合材料的制品的种类,同时增加PVA/木质素木塑复合材料流动性可大幅提高生产效率,降低生产成本,稳定剂可降低PVA聚合温度,防止PVA分解、碳化,增塑剂可延缓PVA的降解保证复合材料的顺利成型,并使得材料的具备良好的机械性能,满足室内装潢、风景园林等领域的使用。0006具体实例为便于进一步说明本发明,下面结合具体实。

8、施例对本发明进行说明主要原料聚乙烯醇(2099),聚合度19002100,分子量8600092000;稳定剂使用氢氧化镁和碳酸钙组合(比例为11);填料为木质素;增塑剂为丙三醇和乙二醇的组合(比例为说明书CN104177740A2/2页411);双螺杆挤出机一区温度185190,二区温度185190,三区温度195210,四区温度195210,五区温度195210,六区温度195210,压力为58MPA,螺杆长径比为3540,主机转速70120R/MIN。将各个组分按比例混合均匀置于双螺杆挤出机中,经熔融共混挤出造粒。0007各实施例具体检测标准如下缺口冲击强度ISO179拉伸强度ISO527。

9、弯曲强度ISO178熔融指数ISO1133实施例14对应的各个组分用量及各个实施例配方对应的样品性能(见表1和表2)表1实施例14的配方表实施例1实施例2实施例3实施例4原料用量(份)用量(份)用量(份)用量(份)PVA85757767木质素15151515氢氧化镁55碳酸钙55丙三醇44乙二醇44表2实施例14的物理性能表检测项目实施例1实施例2实施例3实施例4缺口冲击强度(KJ/M2)729263105拉伸强度MPA198244223305弯曲强度MPA352421371446熔融指数93112103196通过表2实施例14的材料物性对比分析可知,采用稳定剂氢氧化镁和碳酸钙组合、增塑剂丙三醇和乙二醇,制备的PVA/木质素木塑复合材料和未添加任何助剂的PVA/木质素木塑复合材料进行对比。添加稳定剂和增塑剂的改性PVA/木质素木塑复合材料的拉伸强度,弯曲强度和冲击强度均比单独添加稳定剂、增塑剂以及未添加任何助剂的PVA/木质素木塑复合材料的性能高。通过以上工艺制备一种高流动性聚乙烯醇/木质素木塑复合材料,并通过添加助剂改善材料的流动性和物理学性能。说明书CN104177740A。

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