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CN109181336A - 一种可降解植物纤维复合制品、及其制备方法 - Google Patents

一种可降解植物纤维复合制品、及其制备方法 Download PDF

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CN109181336A
CN109181336A CN201810928593.6A CN201810928593A CN109181336A CN 109181336 A CN109181336 A CN 109181336A CN 201810928593 A CN201810928593 A CN 201810928593A CN 109181336 A CN109181336 A CN 109181336A
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庄展鹏
柯婵
陈鉥
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Xiamen Husk's New Material Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及的是一种可降解植物纤维复合制品、及其制备方法,包括以下步骤:(1)将植物纤维粉、冷溶型PVA、EVA、PBS混合均匀,用造粒机挤出造粒,母粒冷却后用破碎机破碎,过80目筛,得到母粒粉;(2)、将母粒粉、植物纤维粉、淀粉、二氧化钛、塑化剂放入反应釜内混合搅拌均匀并升温至70‑90℃;(3)、将去离子水均匀喷洒至混合粉,持续搅拌20‑30min;(4)、将混合粉取出,转移至大型滚筒球磨机中滚动混合,待混合粉降至常温,加入天然树脂粉,继续滚动混合;(5)、将混合粉置于模压机内模压成型,得到可降解植物纤维复合制品。本发明的植物纤维含量高,机械性能强,能够完全降解,更加环保,具有广阔的应用前景。

Description

一种可降解植物纤维复合制品、及其制备方法
技术领域
本发明涉及植物纤维复合材料领域,尤其是涉及的是一种可降解植物纤维复合制品、及其制备方法。
背景技术
近年来,植物纤维被广泛应用加工制成新型环保材料,用于替代塑料、玻璃、陶瓷、木竹等制成餐具、玩具、家具、装饰灯等制品,该环保材料废弃后可生物降解,主要原材料是既廉价又取之不尽的可再生自然植物纤维,来源于稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、棉花杆、木屑、竹屑等农产品废弃物,其总量远远超过石油、煤炭、天然气的总量。
中国专利CN102079822A公开了一种植物纤维增强淀粉复合包装材料及其制备方法,由阳离子改性土豆淀粉40-60份、秸秆纤维10-20份、聚乙烯醇5-10份、无机填料5-10份,交联剂5-10份,增塑剂5-10份混合后经双螺杆挤出机熔融共混挤出得到产品。上述专利主要是以淀粉为主料、加入少量的植物纤维和聚乙烯醇,植物纤维的添加量较少,机械强度低,应用范围受到限制,产生的经济效益较低。因此,需要提高植物纤维的含量,但是当植物纤维添加量较多时,加工流动性差,产品力学性能低,甚至无法成型。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,提供一种机械强度高,植物纤维含量高、应用范围广的可降解植物纤维复合制品、及其制备方法。
为实现上述目的,本发明的技术解决方案是:一种可降解植物纤维复合制品的制备方法,包括以下步骤:
(1)、将植物纤维粉、冷溶型PVA、EVA、PBS混合均匀、用造粒机挤出造粒,挤出的母粒冷却后用破碎机破碎,过80目筛,得到母粒粉。PVA为聚乙烯醇树脂,EVA是指乙烯-醋酸乙烯共聚物,PBS是指聚丁二酸丁二醇酯。
(2)、取30份母粒粉、100份植物纤维粉、20-30份淀粉、5-10份二氧化钛、1-5份塑化剂放入反应釜内混合搅拌均匀并升温至70-90℃。
(3)、取5~15份去离子水均匀喷洒至混合粉上,持续搅拌20-30min。
(4)、将混合粉取出,转移至大型滚筒球磨机中滚动混合30~60min,待混合粉降至常温,加入10~15份天然树脂粉,继续滚动混合30min。
(5)、将混合粉置于模压机内模压成型,得到可降解植物纤维复合制品。
所述植物纤维粉、冷溶型PVA、EVA、PBS的重量份数比为8-10:15-20:3-6:6-8;步骤(1)中,植物纤维粉的目数80-100目;步骤(2)中,植物纤维目数为60目以上。
优选的,冷溶型PVA是PVA1788、PVA1799、PVA2088、PVA2099、PVA2388、PVA2399中的一种或几种混合。
优选的,天然树脂粉为松香、紫虫胶中的一种或两种混合。
优选的,植物纤维为甘蔗纤维、稻壳纤维、油麻纤维、木纤维、竹纤维中的一种或多种混合。
优选的,淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种或多种混合。
本发明还公开了通过制备方法制得可降解植物纤维复合制品,该复合制品是玩具、文具、办公器具、餐具、厨具等。
通过采用上述的技术方案,本发明的有益效果是:植物纤维与热塑性树脂成型混合时,一旦植物纤维含量超过40%,混合材料的流动性极差,难以满足注塑成型的需求,而韧性强的树脂要制成目数低的粉末难度较大,特别是在加温的情况下直接用热塑性树脂粉末与纤维粉混合,它们的相结合度较低、容易黏结成块。PBS与EVA能够有效增强母料的流动性、韧性,改善植物纤维和冷溶PVA防水性,同时EVA与植物纤维具有非常高的相容性。
因此本发明先以较低纤维含量与PVA、EVA、PBS做混合造粒,挤出的母粒拥有有很好的相容性且冷却后易于制成细粉,在70℃以上温度的反应釜内,此母粒细粉通过轻微糊化的淀粉、EVA、PVA带来的黏性很容易与另外再加入植物纤维粉很好的结合。本发明的植物纤维含量高,粘性好,有效增强了其机械性能,广泛应用于玩具、文具、办公器具、餐具、厨具等领域,能够产生的较高经济效益。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明。
以下各物质的份数是指重量份数。
实施例1
(1)、按8:15:3:6的重量比,取适量的80目稻壳粉、PVA1788、EVA、PBS。将四种物料混合均匀后,用造粒机挤出造粒,得到母粒。待母粒冷却后,用破碎机将其破碎,过80目筛,得到母粒粉。
(2)、取30份母粒粉、100份60目稻壳粉、20份玉米淀粉、5份二氧化钛、1份塑化剂放入反应釜内混合搅拌均匀并升温至70℃。
(3)、取5份去离子水均匀喷洒至混合粉上,持续搅拌25min,搅拌时,有明显的吸水热溶胀现象。
(4)、将混合粉取出,转移至大型滚筒球磨机中滚动混合30min,待混合粉降至常温,加入10份松香粉,继续滚动混合30min。
(5)、将混合粉置于模压机内模压成型,得到可降解植物纤维复合制品-杯子。本实施例的模压工艺与现有模压工艺一致,区别在于温度、时间等的控制,因此在这里不作进一步赘述。
实施例2
(1)、按10:20:3:8的重量比,取适量的100目稻壳粉、PVA1799、EVA、PBS。将四种物料混合均匀后,用造粒机挤出造粒,得到母粒。待母粒冷却后,用破碎机将其破碎,过80目筛,得到母粒粉。
(2)、取30份母粒粉、100份60目稻壳粉、30份玉米淀粉、10份二氧化钛、5份塑化剂放入反应釜内混合搅拌均匀并升温至80℃。
(3)、取15份去离子水均匀喷洒至混合粉上,持续搅拌30min,搅拌时会有明显的吸水热溶胀现象。
(4)、将混合粉取出,转移至大型滚筒球磨机中滚动混合60min,待混合粉降至常温,加入12份紫虫胶粉,继续滚动混合30min。
(5)、将混合粉置于模压机内模压成型,得到可降解植物纤维复合制品-砧板。
实施例3
(1)、按9:18:5:7的重量比,取适量的100目木纤维粉、PVA2388、EVA、PBS。将四种物料混合均匀后,用造粒机挤出造粒,得到母粒。待母粒冷却后,用破碎机将其破碎,过100目筛,得到母粒粉。
(2)、取30份母粒粉、100份60目木纤维粉、25份玉米淀粉、8份二氧化钛、3份塑化剂放入反应釜内混合搅拌均匀并升温至75℃。
(3)、取10份去离子水均匀喷洒至混合粉上,持续搅拌30min,搅拌时会有明显的吸水热溶胀现象。
(4)、将混合粉取出,转移至大型滚筒球磨机中滚动混合40min,待混合粉降至常温,加入15份紫虫胶粉,继续滚动混合30min。
(5)、将混合粉置于模压机内模压成型,得到可降解植物纤维复合制品-汤勺。
实施例4
(1)、按4:9:3:4的重量比,取适量的100目竹纤维粉、PVA2099、EVA、PBS。将四种物料混合均匀后,用造粒机挤出造粒,得到母粒。待母粒冷却后,用破碎机将其破碎,过100目筛,得到母粒粉。
(2)、取30份母粒粉、100份60目竹纤维粉、27份麦芽淀粉、6份二氧化钛、4份塑化剂放入反应釜内混合搅拌均匀并升温至80℃。
(3)、取15份去离子水均匀喷洒至混合粉上,持续搅拌30min,搅拌时会有明显的吸水热溶胀现象。
(4)、将混合粉取出,转移至大型滚筒球磨机中滚动混合50min,待混合粉降至常温,加入10份紫虫胶粉,继续滚动混合30min。
(5)、将混合粉置于模压机内模压成型,得到可降解植物纤维复合制品-垫板。
实施例5
(1)、按13:18:5:7的重量比,取适量的100目油麻纤维粉、PVA2088、EVA、PBS。将四种物料混合均匀后,用造粒机挤出造粒,得到母粒。待母粒冷却后,用破碎机将其破碎,过100目筛,得到母粒粉。
(2)、取30份母粒粉、100份60目油麻纤维粉、27份麦芽淀粉、6份二氧化钛、4份塑化剂放入反应釜内混合搅拌均匀并升温至80℃。
(3)、取10份去离子水均匀喷洒至混合粉上,持续搅拌25min,搅拌时会有明显的吸水热溶胀现象。
(4)、将混合粉取出,转移至大型滚筒球磨机中滚动混合30min,待混合粉降至常温,加入10份紫虫胶粉,继续滚动混合30min。
(5)、将混合粉置于模压机内模压成型,得到可降解植物纤维复合制品-碟子。
以上所述的,仅为本发明的较佳实施例而已,不能限定本发明实施的范围,凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰,皆应仍属于本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种可降解植物纤维复合制品的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,
(1)、将植物纤维粉、冷溶型PVA、EVA、PBS混合均匀,用造粒机挤出造粒,挤出的母粒冷却后用破碎机破碎,过80目筛,得到母粒粉;
(2)、取30份母粒粉、100份植物纤维粉、20-30份淀粉、5-10份二氧化钛、1-5份塑化剂放入反应釜内混合搅拌均匀并升温至70-90℃;
(3)、取5~15份去离子水均匀喷洒至混合粉上,持续搅拌20-30min;
(4)、将混合粉取出,转移至大型滚筒球磨机中滚动混合30~60min,待混合粉降至常温,加入10~15份天然树脂粉,继续滚动混合30min;
(5)、将混合粉置于模压机内模压成型,得到可降解植物纤维复合制品;
所述植物纤维粉、冷溶型PVA、EVA、PBS的重量份数比为8-10:15-20:3-6:6-8;步骤(1)中,植物纤维粉的目数80-100目;步骤(2)中,植物纤维目数为60目以上。
2.根据权利要求1所述可降解植物纤维复合制品的制备方法,其特征在于:冷溶型PVA是PVA1788、PVA1799、PVA2088、PVA2099、PVA2388、PVA2399中的一种或几种混合。
3.根据权利要求1所述可降解植物纤维复合制品的制备方法,其特征在于:天然树脂粉为松香、紫虫胶中的一种或两种混合。
4.根据权利要求1所述可降解植物纤维复合制品的制备方法,其特征在于:植物纤维为甘蔗纤维、稻壳纤维、油麻纤维、木纤维、竹纤维中的一种或多种混合。
5.根据权利要求1所述可降解植物纤维复合制品的制备方法,其特征在于:淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种或多种混合。
6.一种可降解植物纤维复合制品,其特征在于:使用权利要求1-5任一项所述可降解植物纤维复合制品的制备方法制得。
7.根据权利要求6所述可降解植物纤维复合制品,其特征在于:复合制品是玩具、文具、办公器具、餐具、厨具。
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