一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料及制备工艺

摘要

本发明提供一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料，包括：聚丙烯塑料60～80份，聚乙烯基体20～40份，发泡剂1～5份，植物秸秆粉末40～50份，偶联剂1～2份，热稳定剂3～5份，润滑剂0.5～1份。制备工艺是先制备植物秸秆粉末，再用偶联剂处理植物秸秆粉末；将聚丙烯塑料、聚乙烯基体、发泡剂、偶联剂处理后的植物秸秆粉末、热稳定剂和润滑剂混合均匀；混合物熔融共混造料，挤出成型；最后将型材加热，加入发泡剂混合，挤出机挤出发泡，挤出机的温度控制在180-200℃，冷却得产品。本发明制得的产品，泡孔形态、发泡密度和发泡材料的密度较其他发泡材料好，同时产品的冲击强度和物理机械性能优异。

说明书

技术领域

    本发明涉及一种发泡材料，尤其是一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料及制备工艺。

背景技术

目前农业生产所产生的大量秸秆，一是粉碎还田作为肥料，但是该种处理方法的长期使用，会增加作物病害发生的可能，其利用的价值也较低；二是作为燃料，其利用的价值大为降低，还有的则是作为废弃物处理，如焚烧处理，既造成资源的浪费，又污染环境。

近年来，发泡PP的生产和开发已成为人们研究的热点。但由于PP的结晶化特性，其加工成型较为困难。随着加工温度的升高，PP树脂黏度急剧下降，发泡剂分解出来的气体难以在树脂中保持，因而导致发泡难以控制；结晶时由于放出较多的热量，使熔体强度降低，发泡后气泡容易破坏，因而不易得到独立气泡高的发泡体。

发明内容           

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料及制备工艺。

本发明所采用的技术方案为：一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料，所述的发泡材料中各组分的重量配比如下：

聚丙烯塑料       60～80份，

聚乙烯基体       20～40份，

发泡剂           1～5份，

植物秸秆粉末    40～50份，

偶联剂           1～2份，

热稳定剂         3～5份，

润滑剂           0.5～1份。

在本发明一个较佳实施例中，所述的发泡剂为偶氮二甲酰氨或4，4＇-氧代双苯磺酰肼。

在本发明一个较佳实施例中，所述的植物秸秆粉末为木屑、竹粉、稻壳或秸梗中的一种或几种混合，通过将植物秸秆回收粉碎并过250-500um孔径筛，烘干至水分含量小于3%，得植物秸秆粉末。

在本发明一个较佳实施例中，所述的偶联剂为烷硅偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种。

在本发明一个较佳实施例中，所述的热稳定剂为复合铅盐热稳定剂。

在本发明一个较佳实施例中，所述的润滑剂为聚酯蜡、聚乙烯蜡、硬脂肪酸类、工业石蜡或甘油中的一种或几种混合。

本发明还提出了一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料的制备方法，具体工艺为：

（1）通过将植物秸秆回收粉碎并过250-500um孔径筛，烘干至水分含量小于3%，得植物秸秆粉末，再用偶联剂处理植物秸秆粉末；

（2）将聚丙烯塑料、聚乙烯基体、发泡剂、偶联剂处理后的植物秸秆粉末、热稳定剂和润滑剂按照重量配比混合均匀；

（3）将混合物熔融共混造料，挤出机挤出成型；

（4）将型材加热，加入发泡剂混合，挤出机挤出发泡，挤出机的温度控制在180-200℃，挤出的泡沫，冷却得产品。

在本发明一个较佳实施例中，步骤（3）中熔融共混温度为140-160℃。

在本发明一个较佳实施例中，步骤（4）中加热时间为6-10分钟，发泡温度为150-180℃。

本发明的有益效果是：本发明采用聚丙烯和聚乙烯共混，由于聚乙烯熔点低而先于聚丙烯熔化，使共混物的熔程变宽，并且聚乙烯的熔体强度高于聚丙烯，因而可改进共混体系的熔体强度，从而有效改善聚丙烯的发泡性能；在聚丙烯/聚乙烯共混体系中加入植物秸秆粉末，可改善发泡材料的结构，得到较高的气泡密度和较小的泡孔直径，产品的冲击强度和物理机械性能优异；本发明原料来源广泛，成本低廉，制备工艺操作简单，适用于工业大规模生产。

具体实施方式

现在结合优选实施例对本发明作进一步详细的说明。

一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料，所述的发泡材料中各组分的重量配比如下：

聚丙烯塑料       60～80份，

聚乙烯基体       20～40份，

发泡剂           1～5份，

植物秸秆粉末    40～50份，

偶联剂           1～2份，

热稳定剂         3～5份，

润滑剂           0.5～1份。

其中，所述的发泡剂为偶氮二甲酰氨或4，4＇-氧代双苯磺酰肼；所述的植物秸秆粉末为木屑、竹粉、稻壳或秸梗中的一种或几种混合，通过将植物秸秆回收粉碎并过250-500um孔径筛，烘干至水分含量小于3%，得植物秸秆粉末；所述的偶联剂为烷硅偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种；所述的热稳定剂为复合铅盐热稳定剂；所述的润滑剂为聚酯蜡、聚乙烯蜡、硬脂肪酸类、工业石蜡或甘油中的一种或几种混合。

本发明还提出了一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料的制备方法，具体工艺为：

（1）通过将植物秸秆回收粉碎并过250-500um孔径筛，烘干至水分含量小于3%，得植物秸秆粉末，再用偶联剂处理植物秸秆粉末；

（2）将聚丙烯塑料、聚乙烯基体、发泡剂、偶联剂处理后的植物秸秆粉末、热稳定剂和润滑剂按照重量配比混合均匀；

（3）将混合物熔融共混造料，挤出机挤出成型；

（4）将型材加热，加入发泡剂混合，挤出机挤出发泡，挤出机的温度控制在180-200℃，挤出的泡沫，冷却得产品。

其中，步骤（3）中熔融共混温度为140-160℃；骤（4）中加热时间为6-10分钟，发泡温度为150-180℃。

实施例1

一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料，包括：

聚丙烯塑料       60份，

聚乙烯基体       40份，

发泡剂           1份，

植物秸秆粉末    50份，

偶联剂           1份，

热稳定剂         5份，

润滑剂           0.5份。

其中，在本实例中，发泡剂为偶氮二甲酰氨；植物秸秆粉末为木屑、竹粉，通过将植物秸秆回收粉碎并过250-500um孔径筛，烘干至水分含量小于3%，得植物秸秆粉末；偶联剂为烷硅偶联剂；热稳定剂为复合铅盐热稳定剂；润滑剂为聚酯蜡。

制备方法为：

（1）通过将植物秸秆回收粉碎并过250-500um孔径筛，烘干至水分含量小于3%，得植物秸秆粉末，再用偶联剂处理植物秸秆粉末；

（2）将聚丙烯塑料、聚乙烯基体、发泡剂、偶联剂处理后的植物秸秆粉末、热稳定剂和润滑剂按照重量配比混合均匀；

（3）将混合物熔融共混造料，熔融共混温度为140℃，挤出机挤出成型；

（4）将型材加热，加入发泡剂混合，挤出机挤出发泡，发泡温度为150℃，挤出机的温度控制在180-200℃，挤出的泡沫，冷却得产品。

实施例2

一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料，包括：

聚丙烯塑料       70份，

聚乙烯基体       30份，

发泡剂           4份，

植物秸秆粉末    45份，

偶联剂           1.5份，

热稳定剂         4份，

润滑剂           0.7份。

其中，在本实例中，发泡剂为4，4＇-氧代双苯磺酰肼；植物秸秆粉末为稻壳，通过将植物秸秆回收粉碎并过250-500um孔径筛，烘干至水分含量小于3%，得植物秸秆粉末；偶联剂为铝酸酯偶联剂；热稳定剂为复合铅盐热稳定剂；润滑剂为聚乙烯蜡。

制备方法为：

（1）通过将植物秸秆回收粉碎并过250-500um孔径筛，烘干至水分含量小于3%，得植物秸秆粉末，再用偶联剂处理植物秸秆粉末；

（2）将聚丙烯塑料、聚乙烯基体、发泡剂、偶联剂处理后的植物秸秆粉末、热稳定剂和润滑剂按照重量配比混合均匀；

（3）将混合物熔融共混造料，熔融共混温度为150℃，挤出机挤出成型；

（4）将型材加热，加入发泡剂混合，挤出机挤出发泡，发泡温度为160℃，挤出机的温度控制在180-200℃，挤出的泡沫，冷却得产品。

实施例3

一种植物秸秆填充聚丙烯/聚乙烯共混制成的发泡材料，包括：

聚丙烯塑料       80份，

聚乙烯基体       20份，

发泡剂           5份，

植物秸秆粉末    40份，

偶联剂           2份，

热稳定剂         3份，

润滑剂           1份。

其中，在本实例中，发泡剂为4，4＇-氧代双苯磺酰肼、植物秸秆粉末为秸梗，通过将植物秸秆回收粉碎并过250-500um孔径筛，烘干至水分含量小于3%，得植物秸秆粉末；偶联剂为钛酸酯偶联剂；热稳定剂为复合铅盐热稳定剂；润滑剂为工业石蜡和甘油。

制备方法为：

（1）通过将植物秸秆回收粉碎并过250-500um孔径筛，烘干至水分含量小于3%，得植物秸秆粉末，再用偶联剂处理植物秸秆粉末；

（2）将聚丙烯塑料、聚乙烯基体、发泡剂、偶联剂处理后的植物秸秆粉末、热稳定剂和润滑剂按照重量配比混合均匀；

（3）将混合物熔融共混造料，熔融共混温度为160℃，挤出机挤出成型；

（4）将型材加热，加入发泡剂混合，挤出机挤出发泡，发泡温度为180℃，挤出机的温度控制在180-200℃，挤出的泡沫，冷却得产品。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。