[发明专利]一种麻茎秆与塑料复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于天然纤维复合材料及木塑复合材料技术领域，具体是指一种麻茎秆与塑料复合材料的制备方法。

背景技术

我国是世界产麻大国，麻资源丰富。据统计大麻、红麻、黄麻和亚麻种植面积年平均在20～25万公顷，产量居世界第三。大麻、黄麻、亚麻和红麻都是一年生草本植物，例如黄麻，其主要产地是印度和孟加拉国，我国种植面积也不少。黄麻茎高2～5米，纤维白而有光泽，吸水性好，供制麻布、麻袋、绳索和地毯等用。通常，人们主要利用麻的韧皮纤维部分作为纺织品的纤维原料，或者利用短切麻纤维通过热压模塑等工艺制备天然纤维增强复合材料。而鲜麻经剥制其韧皮纤维后的麻茎秆则被当作废弃物进行焚烧处理，这些废弃物约占整条麻的2/3以上。焚烧处理不但污染环境，而且造成资源极大浪费。所以找到一条无污染处理这些废弃物的道路是努力的方向。

塑料废品造成的“白色污染”问题已经成为中国环保事业中的棘手问题之一。这一方面是由于缺乏一个完整的塑料回收再生渠道，另一方面是由于缺乏成熟可靠的技术、以经济有效的方法规模化地对回收的塑料制品加以综合利用。由此木塑复合材料应运而生，它以回收塑料、农作物纤维、木材加工中的废料为原料，对保护森林资源和生态环境，充分回收利用回收材料，化废为宝有重要意义。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种麻茎秆与塑料复合材料的制备方法。本发明利用黄麻、红麻、亚麻、大麻等麻茎秆生产塑木复合材料填补了木纤维行业原料空缺，缓解了木材原料的匮乏，也为天然麻的综合利用找到了新的途径，解决了麻类直接用于纺纱织造和麻纺下脚料浪费造成环境污染问题。它不仅符合塑木复合材料的性能要求，同时可回收利用，提高了塑料的回收率，降低了制造成本；有利于资源综合利用和节约资源。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种麻茎秆与塑料复合材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步取20～100目的麻茎秆粉干燥处理，使麻茎秆粉含水量在3％以内。

第二步将干燥后的麻茎秆粉在90～110℃温度下，以1000～3000转/分搅拌，边搅拌边加入占麻茎秆粉重量0.5～5％的偶联剂，继续搅拌10～30分钟，制得偶联麻茎秆粉。

第三步将325～1250目的矿物填料在90～110℃下，以1000～3000转/分搅拌，边搅拌边加入占矿物填料重量2～5％的硬脂酸，继续搅拌5～10分钟，制得改性矿物粉。

第四步将上述偶联麻茎秆粉和改性矿物粉以重量比100∶10～50的比例混合均匀，得到复合麻茎秆粉；将复合麻茎秆粉造粒，得到复合麻茎秆粉粒。

第五步将上述制得的复合麻茎秆粉粒与塑料、马来酸酐接枝物、邻苯二甲酸乙二辛酯、润滑剂、热稳定剂、氯化聚乙烯和抗氧化剂相混合，各组分按重量份计为：复合麻茎秆粉粒40～70份、塑料10～50份，马来酸酐接枝物4～5份、邻苯二甲酸乙二辛酯(DOP)0～5份、润滑剂1～3.5份、热稳定剂0～4份、氯化聚乙烯2份、抗氧化剂0.15份；然后造粒后得到塑木复合粒料，该粒料经模具挤出成型或注射成型即可得塑木复合制品。

为了更好地实现本发明，所述的麻茎秆粉可以为黄麻茎秆粉、红麻茎秆粉、亚麻茎秆粉或大麻茎秆粉中的任何一种。

所述的矿物填料为滑石粉或碳酸钙。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或铝锆酸酯偶联剂中的任何一种，特别优选的是，所述偶联剂重量占麻茎秆粉重量1～3％。

所述的塑料为回收的聚乙烯塑料、回收的聚丙烯塑料或回收的聚氯乙烯塑料中的任何一种。

所述的马来酸酐接枝物为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯；所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺(EBS)、乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物(EAA)、乙烯-醋酸乙烯二元共聚物(EVA)或市售复合润滑剂中一种或一种以上混合物。所述的热稳定剂包括稀土热稳定剂，所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010和抗氧化剂168。

第一步中干燥处理是热风烘干。

本发明借助高速混合作用力，将矿物填料包覆麻茎秆粉，并造粒，然后与回收塑料熔融共混挤出，借助矿物填料尤其是层状结构滑石粉的润滑作用，减少挤出阻力，改善熔融挤出混合物的流动性；同时利用矿物填料的增强作用，协同提高复合材料的力学和耐热性。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：