專利名稱：利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的配方及其方法
利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的配方及其方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用造紙固體廢棄物制備復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
目前，一方面，我國造紙工業(yè)的總消費量居世界第三位，在造紙過程中產(chǎn)生大量的造紙廢渣，這些廢渣所帶來的環(huán)境影響日益突出，隨之而來的各種生態(tài)問題和社會問題也逐漸突顯出來。另一方面，隨著中國塑料工業(yè)跨越式的發(fā)展，廢舊塑料對環(huán)境的“白色污染” 越來越嚴重，不可避免地要面對廢舊塑料的回收和綜合利用的問題。再一方面，當前，木材資源困乏，建材需求巨大，為保護我國有限的木材資源，必須開發(fā)合適的替代品。
木塑復(fù)合材料是指是指以生物質(zhì)粉(木粉、農(nóng)業(yè)秸稈粉等)為填充材料，應(yīng)用填充改型或高分子化學(xué)等手段，與熱塑性塑料一起熔融、捏合、混煉，再經(jīng)高溫高壓擠出，冷卻而加工成型的一種可逆循壞利用的優(yōu)質(zhì)材料。該復(fù)合材料兼具塑料和木材的雙重特性，有塑料的耐水、防腐、抗病蟲害、易著色等優(yōu)勢，更有木質(zhì)的感觀，可像木材一樣進行切、削、鉆、 釘、刨等二次加工。被廣泛應(yīng)用于建筑、家具、園林、物流、交通及車輛船舶等行業(yè)。
經(jīng)過對現(xiàn)有木塑技術(shù)的檢索，木塑復(fù)合材料的主要原料之一是生物質(zhì)粉(木粉、 農(nóng)業(yè)秸稈粉等)，隨著木塑行業(yè)的不斷發(fā)展，生物質(zhì)粉將會逐漸暢銷，因此生產(chǎn)成本也將升高，為了降低生產(chǎn)成本，可以將造紙固體廢棄物應(yīng)用于木塑生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決造紙廢渣和廢舊塑料的再利用問題，保護生物質(zhì)資源，提供了一種能利用造紙廢渣和廢舊塑料生產(chǎn)木塑復(fù)合材料的配方及其方法，將經(jīng)過粉碎和分選后的造紙固體廢棄物作為原材料，代替生物質(zhì)粉用于木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)，將造紙固體廢棄物與熱塑性塑料、偶聯(lián)劑、潤滑劑等混合均勻，混煉、造粒并擠出成型得到木塑復(fù)合材料，在制備過程選用無毒的助劑，達到環(huán)保要求。
本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn)
—種利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的配方，其特征是，包括如下重量份數(shù)的原料
造紙固體廢棄物40-70回收塑料30-60偶聯(lián)劑0.8-3 鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑 3-5潤滑劑0.6-6。
所述造紙固體廢棄物為市售商品，在市場上很容易獲得。它通常包括原生漿生產(chǎn)中的原料備料廢渣、堿回收車間白泥、廢水處理污泥以及二次纖維利用過程中產(chǎn)生的脫墨污泥、篩選廢渣等。(《我國造紙固體廢棄物處理現(xiàn)狀及趨勢》唐志超《中華紙業(yè)》第31卷第18期2010年9月第6-10頁對此有詳細描述。)
所述回收塑料指在民用、工業(yè)等用途中，使用過且最終淘汰或替換下來并經(jīng)過清洗和粉碎的廢棄制品制得的塑料。本發(fā)明使用的回收塑料為市售商品。
本發(fā)明中，所述的造紙固體廢棄物經(jīng)粉碎顆粒為60-80目，含水量小于2% ；所述的回收塑料優(yōu)選聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴類塑料；所述的偶聯(lián)劑為乙烯馬來酸酐共聚物，比重0. 940g/cm3,熔融指數(shù)25g/10min，熔點108°C ；所述的鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣和硬脂酸鋅復(fù)合穩(wěn)定劑，其中硬脂酸鈣和硬脂酸鋅的摩爾比為2 1 ；所述的潤滑劑為脂肪酸酯類混合物，外觀是粒狀物，滴落點67-77°C，比重1. 005g/cm3。
本發(fā)明配方中還可以包括有工藝量的著色劑，這樣能獲得彩色的木塑產(chǎn)品。
一種利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的方法，其特征是，包括如下步驟
1)按重量比例將造紙固體廢棄物顆粒40-70份、回收塑料顆粒30-60份、偶聯(lián)劑0. 8-2份、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑3-5份及潤滑劑0. 6-6份加入高混機中混合，混合溫度為 1050C -110°C，混合時間為15-20分鐘；
2)將混合的原料加入平行雙螺桿擠出機進行混煉造粒，擠出機主機溫度在 165°C -180°C之間，轉(zhuǎn)速為60-80轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速為8_10轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機熔體壓力 3-8MPa，機頭溫度180°C，擠出速度300Kg/h，擠出后切粒；
3)將造粒后的木塑材料顆粒加入到錐形雙螺桿擠出機擠出成型，擠出機溫度在 1550C _170°C之間，轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速為4_5轉(zhuǎn)/分鐘，機頭溫度155°C， 擠出速度800mm/h，擠出后定型冷卻即可得到木塑復(fù)合材料。
錐形雙螺桿擠出機上安裝的模具不同，得到的材料截面就不同，根據(jù)需要選擇模具。
本方法所生產(chǎn)的木塑復(fù)合材料是以造紙固體廢棄物顆粒、回收塑料(聚乙烯)為主要原料，經(jīng)添加各種功能助劑，在平行雙螺桿擠出機中造粒，然后在錐形雙螺桿擠出機中擠出成型，它有以下的特點
(1)產(chǎn)品主要原料之一是造紙固體廢棄物，對木質(zhì)纖維要求低，可以充分解決造紙固體廢棄物的再利用問題。
(2)產(chǎn)品是表面光滑平整，可以進行拉絲、砂磨、壓花等處理。
(3)產(chǎn)品的截面結(jié)構(gòu)致密均勻，無木材制品的缺陷，如節(jié)疤、斜紋理等。
(4)產(chǎn)品有良好的物理力學(xué)性能，耐水、耐酸堿。
(5)產(chǎn)品可以添加各種著色劑，根據(jù)需求制成彩色。
(6)產(chǎn)品可加工性好，可以釘、鉆、鋸、刨、粘結(jié)等。
(7)產(chǎn)品可循環(huán)使用，壽命長，性價比高。
該類材料及其制品兼有木材和塑料的優(yōu)點，可以廣泛應(yīng)用于建筑、工業(yè)、園林、運輸、包裝等行業(yè)。
本方法所采用的原料之一是造紙固體廢棄物為國內(nèi)造紙行業(yè)的三廢之一，原料之二是回收塑料，兩大主要材料都是廢舊材料，約占原材料總量的90%，價格低廉，且有利于保護環(huán)境，節(jié)約木材資源。本方法所采用的助劑大部分為無毒產(chǎn)品，在材料生產(chǎn)和使用過程中對人體和環(huán)境危害很小。
具體實施方式
實施例1-3 配方(單位重量份)
權(quán)利要求
1.一種利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的配方，其特征是，由如下重量份數(shù)的原料組成造紙固體廢棄物40-70回收塑料30-60偶聯(lián)劑0.8-3鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑3-5潤滑劑0.6-6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的配方，其特征是， 所述的造紙固體廢棄物經(jīng)粉碎顆粒為60-80目，含水量小于2% ；所述的回收塑料是聚烯烴類塑料；所述的偶聯(lián)劑為乙烯馬來酸酐共聚物，比重0. 940g/cm3，熔融指數(shù)25g/10min，熔點 108°C ；所述的鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣和硬脂酸鋅復(fù)合穩(wěn)定劑，其中硬脂酸鈣和硬脂酸鋅的摩爾比為2 1 ；所述的潤滑劑為脂肪酸酯類混合物，外觀是粒狀物，滴落點67-77°C， 比重 1. 005g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的配方，其特征是， 還包括有著色劑。
4.一種利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的方法，其特征是，包括如下步驟1)按重量比例將造紙固體廢棄物顆粒40-70份、回收塑料顆粒30-60份、偶聯(lián)劑 0. 8-2份、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑3-5份及潤滑劑0. 6-6份加入高混機中混合，混合溫度為 1050C -110°C，混合時間為15-20分鐘；2)將混合的原料加入平行雙螺桿擠出機進行混煉造粒，擠出機主機溫度在 165°C -180°C之間，轉(zhuǎn)速為60-80轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速為8_10轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機熔體壓力 3-8M Pa，機頭溫度180°C，擠出速度300Kg/h，擠出后切粒；3)將造粒后的木塑材料顆粒加入到錐形雙螺桿擠出機擠出成型，擠出機溫度在 1550C _170°C之間，轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速為4_5轉(zhuǎn)/分鐘，機頭溫度155°C， 擠出速度800mm/h，擠出后定型冷卻即可得到木塑復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種利用造紙固體廢棄物制備木塑復(fù)合材料的配方，其特征是，由如下重量份數(shù)的原料組成造紙固體廢棄物40-70，回收塑料30-60，偶聯(lián)劑0.8-3，鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑3-5，潤滑劑0.6-6。本發(fā)明以造紙固體廢棄物和回收塑料為主要原料，價格低廉，且有利于保護環(huán)境，節(jié)約木材資源。
文檔編號B29C47/92GK102492305SQ20111039488
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者吳劍, 蔡紅珍, 高巧春 申請人:山東理工大學(xué)