本发明属于有机高分子化合物及其组合物的制备。
背景技术：
木塑复合材料简称wpc已经发展多年，以其优异的强度性能和加工性能以及多种特性得到了广泛的应用。但是，在生产过程中工序繁琐，比如木粉，要通过对秸秆、木材废料等原料进行粉碎，工艺上要进行干燥，磨粉，填料，配方，造粒，再进行加热模塑或加热挤出，生产成本较高；并且由于填充料木粉应用占比高，使得木塑材料的吸水率较高，很容易导致微生物滋生，严重影响使用寿命。
聚氯乙烯（pvc）是产量仅次于聚乙烯（pe）的第二大通用塑料，具有较好的耐腐蚀、阻燃、绝缘及综合力学性能。通过配方调整，可制成软塑料、弹性体以及透明塑料，广泛的应用于农业，工业，建筑，包装等领域。但由于其结构上的缺陷致使pvc制品存在韧性差、软化温度低、热稳定性差等问题，从而使其应用领域受到很大限制。填充改性是塑料改性的基本手段之一，通过在基体树脂中添加粉煤灰等填料，不但可以大大降低企业的成本，而且可以减少粉煤灰对环境造成的污染。同时，pvc的大量使用，也造成在生产中产生大量废旧料，这些材料也可作为基础料重复再利用。
粉煤灰是燃煤电厂生产过程中产生的一种固体废弃物。我国的粉煤灰产出量大约在5亿吨，目前堆放量在20亿吨以上。如果不能很好利用，这些粉煤灰不仅严重污染环境，还大量占用了土地资源。
目前也有使用聚氯乙烯和粉煤灰制备复合材料的方法，比如中国专利cn201410521956.6，一种粉煤灰复合地板，其公开了一种利用粉煤灰和pvc制备复合地板的方法，粉煤灰利用比例为67%-68%;中国专利cn201010281212.3，一种石塑仿木地板及其加工方法，公开了一种石塑仿木地板及其加工方法，pvc废料利用比例为24.9%-68.3%,但是这些专利产品的综合强度性能较低，不能应用于物流运输系统，如物流的托盘、包装箱等。
技术实现要素：
本发明的目的是利用固废粉煤灰与工业pvc或回收料通过制备强度性能上明显比普通木塑材料高出、有优良的可切削性能、防火性能、防水性能、耐磨及抗腐蚀性良好、抗冻融性且生产成本低的一种利用聚氯乙烯和粉煤灰制备复合材料及其方法。
本发明的技术路径：
一种利用聚氯乙烯和粉煤灰制备复合材料及其方法，其特征是：各组分的重量百分比如下：聚氯乙烯25-35%，粉煤灰50-70%，粉煤灰的表面活性激发剂0.8-1.2%，活性硅微粉2-3%，非晶质纤维0.05-0.1%，润滑剂0.2-1%，稳定剂0.5-2%，发泡剂0-2%，着色剂0-2%。
上述聚氯乙烯和粉煤灰结合的复合材料的制备方法如下：
将上述原材料按所述比例投入到原料混合搅拌机，转速为450r/min~550r/min，加温到120℃-130℃充分混合搅拌，再将混合料接入双螺杆挤出机，加热到160℃-180℃通过模具挤出,一次成型并冷却，这就得到本发明产品。
所述聚氯乙烯为，聚氯乙烯的工业原料或废旧回收的清洗后的料。
所述粉煤灰为细度在150目以上的电厂粉煤灰。其中，必须要求检测粉煤灰的重金属放射性达到国家装饰材料标准：ira<0.50，ir<0.75。
所述粉煤灰的表面活性激发剂为三乙醇胺，这样能够有效地使基础料和填充料进行偶联结合，使得材料的密实度和强度大幅提高。
所述活性硅微粉为细度为1250目或更细目数、含sio2重量百分比在96%或以上的硅微粉，活性硅微粉的添加能够显著提高憎水性，提高冲击强度、刚度、耐冷耐热等物理性能。
所述非晶质纤维为非晶质的普通硅酸铝耐火纤维，添加该成分能够显著增加抗拉强度，抗剪切强度和抗折弯强度。
所述润滑剂为：石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸醇中的一种或几种。
所述稳定剂为钙锌复合稳定剂，该稳定剂的使用，使得生产中具有优良的流动性和稳定性。
所述发泡剂，型号b83，厂家为上海杰上杰化学有限公司，可加，也可不加。当用户对产品单位重量有要求时，可添加适当比例的发泡剂。
所述着色剂，可加，也可不加。当用户对产品的颜色有要求时，可添加适当比例的着色剂。
本发明的优点是：本发明在强度性能上明显比普通木塑材料高出2~5倍，（普通木塑静曲强度一般是13-25mpa,）在其他性能上也都优于普通木塑产品，有优良的可切削性能，防火性能，防水性能；耐磨及抗腐蚀性良好；抗冻融性也非常突出；所以，该发明产品不仅为建材领域增添了多样性，同时，也为粉煤灰的再利用开拓了一条新的途径。
具体实施方式：
实施例1
一种利用聚氯乙烯和粉煤灰制备复合材料，其组分如下：选用料颗粒粒径为0.1~1.0mm的聚氯乙烯新料25千克，粉煤灰筛分为150目70千克，粉煤灰的表面活性激发剂采用三乙醇胺，重量1千克，含sio2重量百分比96%、目数为2000目的活性硅微粉含2.2千克，非晶质纤维采用普通硅酸铝耐火纤维，重量0.08千克，润滑剂采用聚丙烯蜡，重量为0.4千克，稳定剂采用钙锌复合稳定剂，重量为1.32千克。
将上述原料置于高速混合机中，温度调到120℃进行混合，转速为475r/min：混合时间为10分钟，之后，将混合料直接输送到双螺杆挤出机中，在160℃到180℃的温度下，挤出成型，即得到本发明复合材料的成品。
实施例2
一种利用聚氯乙烯和粉煤灰制备复合材料，其组分如下：选用颗粒粒径为0.1~1.0mm的聚氯乙烯回收料35千克，粉煤灰筛分为250目60千克，激发剂采用三乙醇胺，重量0.8千克，含sio2重量百分比97.2%、目数为2500目的活性硅微粉2.8千克，非晶质纤维采用普通硅酸铝耐火纤维，重量0.1千克，润滑剂采用硬脂酸锌，重量为0.3千克，稳定剂采用钙锌复合稳定剂，重量为1千克。
将上述原料置于高速混合机中，转速为475r/min温度调到130℃进行混合，混合时间为8分钟，之后，将混合料直接输送到双螺杆挤出机中，在160℃到180℃的温度下，挤出成型，即得到本发明复合材料的成品。
实施例3
一种利用聚氯乙烯和粉煤灰制备复合材料，其组分如下：选用聚氯乙烯新料颗粒粒径为0.1~1.0mm30千克，粉煤灰筛分为180目62千克，粉煤灰的表面活性激发剂采用三乙醇胺，重量1.1千克，含sio2重量百分比97.5%、目数为2000目的活性硅微粉3.0千克，非晶质纤维采用普通硅酸铝耐火纤维，重量0.1千克，润滑剂采用聚乙烯蜡0.3千克，硬脂酸醇0.5千克，稳定剂采用钙锌复合稳定剂，重量为1.32千克，发泡剂1.68千克。
将上述原料置于高速混合机中，转速为475r/min温度调到120℃进行混合，混合时间为10分钟，之后，将混合料直接输送到双螺杆挤出机中，在160℃到180℃的温度下，挤出成型，即得到本发明复合材料的成品。
实施例4
一种利用聚氯乙烯和粉煤灰制备复合材料，其组分如下：选用聚氯乙烯新料颗粒粒径为0.1~1.0mm28千克，粉煤灰筛分为230目64千克，粉煤灰的表面活性激发剂采用三乙醇胺，重量0.9千克千克，含sio2重量百分比98.1%、目数为1250目的活性硅微粉2.2千克，非晶质纤维采用普通硅酸铝耐火纤维，重量0.1千克，润滑剂采用石蜡0.6千克，硬脂酸醇0.4千克，稳定剂采用钙锌复合稳定剂，重量为1.8千克，着色剂是粒度150目为氧化铁粉2千克。
将上述原料置于高速混合机中，转速为475r/min，温度调到120℃进行混合，混合时间为10分钟，之后，将混合料直接输送到双螺杆挤出机中，在160℃到180℃的温度下，挤出成型，即得到本发明复合材料的成品。
实施例5
一种利用聚氯乙烯和粉煤灰制备复合材料，其组分如下：选用聚氯乙烯新料颗粒粒径为0.1~1.0mm31千克，粉煤灰筛分为160目61千克，粉煤灰的表面活性激发剂采用三乙醇胺，重量1.11千克，含sio2重量百分比98.3%、目数为2500目的活性硅微粉2.2千克，非晶质纤维采用普通硅酸铝耐火纤维，重量0.09千克，润滑剂采用石蜡0.4千克，硬脂酸钙0.6千克，稳定剂采用钙锌复合稳定剂，重量为1千克，发泡剂1.5千克，着色剂是粒度150目氧化铁粉1.1千克。
将上述原料置于高速混合机中，转速为475r/min，温度调到120℃进行混合，混合时间为10分钟，之后，将混合料直接输送到双螺杆挤出机中，在160℃到180℃的温度下，挤出成型，即得到本发明复合材料的成品。
下面的两个表是对于本发明制取的复合材料进行重点理化性能的检测，检测具体项目如下：
1.密度：根据国标gb/t2408-2008，进行成品的密度测定。
吸水率：根据国标gb/t17657-2013，进行成品的吸水率测定。
维卡软化温度：根据国标gb/t1633-2000，进行成品的维卡软化温度测定。
甲醛挥发量：根据国标gb/t17657-2013，进行成品的甲醛挥发量测定。
阻燃性：根据国标gb/t2408-2008，进行成品的阻燃性能测定。
重金属放射性核素限量：根据国标gb/t6566-2001，进行成品的重金属放射性测定。
耐磨性：参照国标gb/t18103-2000，进行成品的耐磨性测定。
本发明制备的复合材料理化性能检测（一）
本发明制备的复合材料理化性能检测（二）
从上述实施例中可以看到，按照本发明的方法得到的产品，在强度性能上明显比普通木塑材料高出2~5倍，普通木塑静曲强度一般是13-25mpa；在其他性能上也都优于普通木塑产品，有优良的可切削性能，防火性能，防水性能；耐磨及抗腐蚀性良好；抗冻融性也非常突出；所以，该发明产品不仅为建材领域增添了多样性，同时，也为粉煤灰的再利用开拓了一条新的途径。
本发明在木塑生产的基础上，创造性的选用了工业固体废弃物粉煤灰代替木粉作为填充料，利用工业pvc或pvc回收料作为基础料，通过优化配方，生产新型的高强度的复合材料。