[发明专利]一种咖啡渣木塑及其制备方法

说明书

本发明公开了一种咖啡渣木塑，属于木塑材料技术领域。咖啡渣木塑包括以下质量百分比的成分：改性木粉35‑70％、聚烯烃20‑40％、咖啡渣10‑20％、离子聚合物相容剂3‑5％、润滑剂1‑3％和马来酸酐接枝聚乙烯0.5‑2％。咖啡渣木塑的制备方法包括：(1)采用氢氧化钠和乙醇溶液对木粉经常处理并用液态硅烷偶联剂和液态铝钛复合偶联剂对其进行改性；(2)咖啡渣除杂预处理和除油处理；(3)备料；(4)混料；(5)成型。采用上述方法制备的咖啡渣木塑抗弯强度大于35MPa，抗弯弹性模量不低于2850MPa，邵氏硬度在50以上，吸水厚度膨胀率不大于0.25％。

技术领域

本发明属于木塑材料技术领域，尤其涉及一种咖啡渣木塑及其制备方法。

背景技术

木塑，即木塑复合材料，是指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等代替通常的树脂胶粘剂，与木粉、稻壳、秸秆等费植物纤维混合成的新的木质材料，经挤压、模压、注塑成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。其主要用于建材、家具、物流包装等行业。木塑材料中的木粉含水量比较大，并且在使用过程中特别的容易吸水变潮，从而降低木塑的力学性能，影响其使用寿命。另外，木粉结构比较蓬松，不易对挤出机螺杆进行喂料，在成型过程中常出现″架桥″和″抱杆″现象，导致加料不稳定，造成挤出质量和产量降低。另外，木粉与聚烯烃材料之间的相容性较差，导致木塑材料的强度较低。

咖啡是世界三大饮品之一，随着人们生活习惯的改变，咖啡的用量呈每年递增的趋势。每生产1千克的咖啡将产生0.9千克的咖啡渣，咖啡渣产量比较大。处理咖啡渣常用的方法就是燃烧和填埋，造成了资源和能源的浪费。咖啡渣具有较好的吸水性、除臭性、隔热和保温性，将咖啡渣加入到木塑材料中，咖啡渣可以吸附木粉中的水分，利于木塑材料的成型，提高其使用寿命。咖啡渣与聚烯烃材料的极性相差较大，二者的相容性不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种咖啡渣木塑及其制备方法，解决木塑材料不易成型、强度低、使用寿命短的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种咖啡渣木塑，包括以下质量百分比的成分：改性木粉35-70％、聚烯烃20-40％、咖啡渣10-20％、离子聚合物相容剂3-5％、润滑剂1-3％和马来酸酐接枝聚乙烯0.5-2％。

优选的，包括以下质量百分比的成分：改性木粉36-65％、聚烯烃21-38％、咖啡渣11-19％、离子聚合物相容剂3.2-4.9％、润滑剂1.1-2.9％和马来酸酐接枝聚乙烯0.55-1.90％。

优选的，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料，聚烯烃的熔体流动速率为3-7g/10min。

优选的，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种混合物。

优选的，所述离子聚合物相容剂为乙烯-甲基丙烯酸共聚物。

优选的，所述改性木粉及咖啡渣的粒径为60-80目。

上述咖啡渣木塑的制备方法，包括以下步骤：

S1、木粉预处理，选取粒径为60-80目的木粉原料，将木粉原料依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L乙醇溶液中，浸泡时间为30-60分钟，然后过滤用水洗涤至中性，烘干；

S2、木粉改性，将液态硅烷偶联剂和液态铝钛复合偶联剂加入预处理后的木粉中，在80-100℃的温度下混合30-60分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温；过滤、干燥；

S3、咖啡渣预处理，首先将咖啡渣放在研磨器中进行研磨、过筛，得到粒径为60-80目的咖啡渣；将研磨好的咖啡渣在水中进行清洗，去除咖啡渣表面的灰分和杂质，并将水洗后的咖啡渣放置在烘干箱中进行烘干，烘干后的咖啡渣含水量为35-40％；