一種秸稈餐具及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種秸稈餐具及其生產(chǎn)方法，其中秸稈餐具按重量份計(jì)包括：秸稈粉40～50份；粘合劑30～40份；填充劑8～10份；助劑0.1～0.15份；水11～18份；其中所述粘合劑為聚乳酸和淀粉的混合物。本發(fā)明的秸稈餐具具有以下特點(diǎn)：1）使用玉米淀粉和聚乳酸的復(fù)合型粘合劑，得到的產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度改善，強(qiáng)度高、韌性好；2）原料低廉，秸稈餐具整體可降解，且降解速度快，無毒無害，安全環(huán)保。
【專利說明】一種秸稈餐具及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新材料餐具領(lǐng)域，特別涉及一種秸桿餐具及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的一次性餐具需求量巨大，大都是塑料制品或紙制品。工業(yè)化生產(chǎn)的塑料制品大部分難以降解，在消耗化石能源的同時(shí)還造成嚴(yán)重環(huán)境污染；紙制品又會(huì)帶來森林的砍伐、涂膜難降解、水資源浪費(fèi)等問題，而且成本較高。
[0003]秸桿是成熟農(nóng)作物莖葉(穗)部分的總稱，我國(guó)農(nóng)作物種植面積廣，每年有大量的秸桿剩余，近些年來對(duì)秸桿的處理從焚燒轉(zhuǎn)變至再加工處理，其中利用秸桿制備環(huán)保餐具因其利用效率高、易回收等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛推廣。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?8124818.7公開的一種秸桿餐具，由秸桿、電玉粉、填充劑或硬脂酸鈣(或面粉)經(jīng)過攪拌、混勻、加壓成型制備，該餐具重量輕、抗壓強(qiáng)，加工工藝簡(jiǎn)單，但因缺少粘合劑導(dǎo)致韌性不足，易碎；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?9115359.6公開了一種以植物莖桿及果實(shí)外殼為原料生產(chǎn)可降解餐具的方法，該餐具是先將植物莖桿及果實(shí)外殼處理后加入粘合劑并混合，加入石膏模成型后烘干，再經(jīng)表面涂膠烘干制成，成品的降解性能良好，無毒無害，但原料的成型方法決定了產(chǎn)品強(qiáng)度不好，且加工工藝復(fù)雜；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1127386.0公開了一種一次性降解餐具及其制造方法，餐具由可降解主料、粘合劑、填充劑打漿混合后經(jīng)真空煉泥機(jī)煉制，常溫液壓成型，烘干處理，表面噴涂隔離劑制成，該餐具剛性高且可通過配比調(diào)整進(jìn)行調(diào)節(jié)，降解性能和韌性較好，但其使用玉米粉和白芨粉做粘合劑，烘干后產(chǎn)品韌性不好，產(chǎn)品所用水基聚氨酯等隔離劑在固化前有有毒氣體釋放；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1108832.X公開了一種以淀粉為主要原料制成的一次性易降解餐具，餐具的70%~90%為淀粉，再輔以少量秸桿纖維，植物油和添加劑，經(jīng)一次熱壓成型，成型后進(jìn)行表面防水膠的涂覆，該餐具主要成為淀粉因此降解性能好，成本低，無毒、無味，但其主要的缺點(diǎn)是固化后淀粉呈現(xiàn)的脆性導(dǎo)致產(chǎn)品抗拉伸強(qiáng)度差，易破碎。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種降解性能好，強(qiáng)度、韌性好的秸桿餐具，及其生產(chǎn)方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的秸桿餐具按重量份計(jì)包括:
[0006]

稽稈粉40 ~ 50份;

粘合劑30 ~ 40份；

填充劑8 ~ 10份;

助劑0.1 -0.15份；`

水11 ~ 18份；
[0007]其中所述粘合劑為聚乳酸和淀粉的混合物。[0008]本發(fā)明的秸桿餐具重量輕、耐溫抗壓、韌性較好，而且使用聚乳酸和淀粉為粘結(jié)劑，由于聚乳酸(PLA)具有可完全生物降解的特性，得到的秸桿餐具原料低廉、生物降解速度快，而且無毒無害。
[0009]本發(fā)明所使用的秸桿粉可為常見的秸桿粉，如小麥秸桿粉、玉米秸桿粉或油菜秸桿粉等，本發(fā)明并不對(duì)此作進(jìn)一步的限定。為了保持一定纖維長(zhǎng)度的同時(shí)，使秸桿粉在終產(chǎn)物秸桿餐具中分散更均勻，秸桿餐具的外觀更光滑細(xì)膩，所述秸桿粉的粒度優(yōu)選為60目~80目。
[0010]所述粘合劑為聚乳酸和淀粉混合物，兩者的共混效果好，且使用該混合型粘合劑得到的秸桿餐具可實(shí)現(xiàn)生物全降解。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，為了降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和韌性，所述粘合劑中聚乳酸和淀粉的質(zhì)量比為(10~15): (20~25)。在一個(gè)具體實(shí)施例中，秸桿餐具按重量份計(jì)包括:秸桿粉40~50份；聚乳酸10~15份；淀粉20~25份；填充劑8~10份；助劑0.1~0.15份；水11~18份。
[0011]本發(fā)明所使用的聚乳酸可為任意分子量，為了提高聚乳酸與其他原料的混合效果，所述粘合劑中聚乳酸的粒度優(yōu)選為80目~100目，進(jìn)一步地，為了降低生產(chǎn)成本，可使用分子量在八萬以下的聚乳酸；所述淀粉可為玉米淀粉或糯米粉等，優(yōu)選地選用糊化后粘性更強(qiáng)的玉米淀粉，使用玉米淀粉也可使秸桿餐具的成品更具光澤，觀感和使用感更佳。
[0012]填充劑的加入可有效提高秸桿餐具的剛性強(qiáng)度，其可為本領(lǐng)域常用的各種填充劑，優(yōu)選地所述填充劑為色白、安全環(huán)保且成本較低的滑石粉，其粒徑為200目~500目。
[0013]助劑的作用是偶聯(lián)有機(jī)粘合劑與無機(jī)填充劑，以增強(qiáng)粘合劑和填充劑之間的粘結(jié)性，所述助劑優(yōu)選為通用性強(qiáng)的硅烷偶聯(lián)劑，更具體地，可選用KH-550W型硅烷偶聯(lián)劑，在實(shí)際應(yīng)用中，常將KH-550W配制成2%~5%的水溶液以方便使用。
[0014]本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)秸桿餐具的方法，其包括如下步驟:
[0015]1)將按重量份計(jì)40~50份秸桿粉、30~40份粘合劑、8~10份填充劑、0.1~
0.15份助劑和11~18份水混合并攪拌混勻，得到混合料，其中所述粘合劑為聚乳酸和淀粉的混合物；
[0016]2)將步驟I)中得到的混合料放入模具中一次熱壓成型，即得到秸桿餐具。
[0017]在生產(chǎn)秸桿餐具時(shí)，在所述步驟I)中可將秸桿粉、粘合劑、填充劑、助劑和水一次性混合；也可先將固態(tài)原料攪拌，再加入液態(tài)原料。優(yōu)選地，先將秸桿粉、粘合劑和填充劑攪拌，再以噴霧形式加入助劑和水繼續(xù)攪拌，這樣更有利于秸桿粉、粘合劑和填充劑混合均勻，且以噴霧形式加入助劑和水有利于增加液態(tài)原料和固態(tài)原料的接觸面積，提高秸桿餐具的穩(wěn)定性和韌性。在實(shí)際生產(chǎn)中，攪拌的時(shí)間和速度視原料的重量而定，以40W攪拌電機(jī)攪拌Ikg物料為例,在攪拌20min~30min后,再以噴霧形式加入助劑和水?dāng)嚢?5min~20mino
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，步驟2)中熱壓成型的具體條件為:180°C~200°C恒溫中在30噸~40噸的壓力下保壓30s~50s。
[0019]為了提高本方法所制得的秸桿餐具的防水防油效果，還可對(duì)秸桿餐具進(jìn)行防水處理，優(yōu)選地，進(jìn)行乙基纖維素防水涂層處理以使秸桿餐具更易降解，為了降低成本，可僅對(duì)秸桿餐具內(nèi)表面進(jìn)行防水處理。
[0020]此外，根據(jù)模具的不同，采用本發(fā)明的方法可制備各種尺寸和形狀的餐具或器皿，比如盤子、碗、筷、勺子、餐盒、育苗盒等。
[0021]本發(fā)明的秸桿餐具具有以下特點(diǎn):
[0022]I)使用玉米淀粉和聚乳酸的復(fù)合型粘合劑，得到的產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度改善，強(qiáng)度高、韌性好；
[0023]2)原料低廉，秸桿餐具整體可降解，且降解速度快，無毒無害，安全環(huán)保。
[0024]使用本發(fā)明的秸桿餐具的生產(chǎn)方法，具有以下效果:
[0025]I)工藝簡(jiǎn)單，可操作性高，易于推廣；
[0026]2)—次熱壓成型比常壓成型得到的產(chǎn)品強(qiáng)度更高，且可方便得到不同尺寸、形狀和厚度的餐具。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0028]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0029]本發(fā)明的實(shí)施例中所用的原料如下:
[0030]秸桿粉，自制，將秸桿原料在飼料粉碎機(jī)上粉碎制得
[0031]聚乳酸，深圳光華偉業(yè)實(shí)業(yè)有限公司
[0032]玉米淀粉，晉城市鴻生淀粉有限公司的產(chǎn)品
[0033]滑石粉，湖北省興銀河化工有限公司
[0034]KH-550W (硅烷偶聯(lián)劑)，南京能德化工有限公司
[0035]乙基纖維素，杭州恒源化工有限公司
[0036]本發(fā)明在實(shí)施例中使用江蘇金壇市萬華實(shí)驗(yàn)儀器廠生產(chǎn)的JJ-1型40W定時(shí)電動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌，采用深圳市鑫臺(tái)銘機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的XTM105F-30T型號(hào)熱壓成型機(jī)進(jìn)行熱壓成型。
[0037]實(shí)施例1
[0038]將60目的小麥秸桿粉400g、100目的聚乳酸(PLA) 150g、玉米淀粉250g、300目的滑石粉80g、KH-550wlmL和水119mL攪拌混勻備用；將模具升溫至180°C恒定，調(diào)節(jié)上下模熱壓時(shí)穩(wěn)定間距為1mm，將20g混合料放入已恒溫的模具中，在30噸壓力下保壓30s，出模成型；成型餐具經(jīng)切邊后對(duì)內(nèi)表面進(jìn)行乙基纖維素防水涂層處理，烘干、消毒，得到秸桿餐具成品SI。
[0039]秸桿餐具成品SI厚度1mm，防水耐油，韌性好，不易碎，可承受110°C高溫，置于環(huán)境(空氣溫度20°C~35°C )中約38天自行分解為有機(jī)肥料。
[0040]實(shí)施例2 [0041]其它條件同實(shí)施例1，模具溫度改為190°C恒定，得到秸桿餐具成品S2。
[0042]秸桿餐具成品S2厚度1，防水耐油，韌性好，不易碎，可承受110°C高溫，置于環(huán)境(空氣溫度20°C~35°C )中約38天自行分解為有機(jī)肥料。
[0043]實(shí)施例3[0044]其它條件同實(shí)施例1，模具溫度改為200°C恒定，保壓50s，得到秸桿餐具成品S3。
[0045]秸桿餐具成品S3厚度1mm，防水耐油，韌性好，不易碎，可承受110°C高溫，置于環(huán)境(空氣溫度20°C~35°C )中約38天自行分解為有機(jī)肥料。
[0046]實(shí)施例4
[0047]其它條件同實(shí)施例1，模具溫度改為200°C恒定，在40噸壓力下保壓30s，得到秸桿餐具成品S4。
[0048]秸桿餐具成品S4厚度1mm，防水耐油，韌性好，不易碎，可承受110°C高溫，置于環(huán)境(空氣溫度20°C~35°C )中約38天自行分解為有機(jī)肥料。
[0049]實(shí)施例5
[0050]將60目的小麥秸桿粉450g、100目的聚乳酸(PLA) 100g、玉米淀粉200g、300目的滑石粉80g、KH-550wl.5mL和水168.5mL攪拌混勻備用；將模具升溫至180°C恒定，調(diào)節(jié)上下模熱壓時(shí)穩(wěn)定間距為1mm，將20g混合料放入已恒溫的模具中，在30噸壓力下保壓30s，出模成型；成型餐具經(jīng)切邊后對(duì)內(nèi)表面進(jìn)行乙基纖維素防水涂層處理，烘干、消毒，得到秸桿餐具成品S5。
[0051]秸桿餐具成品S5厚度1mm，防水耐油，韌性同SI比較略差，不易碎，可承受110°C高溫，置于環(huán)境(空氣溫度20°C~35°C )中約36天自行分解為有機(jī)肥料。
[0052]實(shí)施例6
[0053]將60目的小麥秸桿粉420g、100目的聚乳酸(PLA) 150g、玉米淀粉200g、500目的滑石粉100g、KH-550W1.5mL和水128.5mL攪拌混勻備用；將模具升溫至180°C恒定，調(diào)節(jié)上下模熱壓時(shí)穩(wěn)定間距為1.5mm，將30g混合料放入已恒溫的模具中，在30噸壓力下保壓30s，出模成型；成型餐具經(jīng)切邊后對(duì)內(nèi)表面進(jìn)行乙基纖維素防水涂層處理，烘干、消毒，得到秸桿餐具成品S6。
[0054]秸桿餐具成品S6厚度1.5mm,防水耐油，韌性好，不易碎，可承受110°C高溫，置于環(huán)境(空氣溫度20°C~35°C )中約45天自行分解為有機(jī)肥料。
[0055]實(shí)施例7
[0056]其它條件同實(shí)施例1，小麥秸桿粉的粒度改為80目，得到秸桿餐具成品S7。
[0057]秸桿餐具成品S7厚度1_，防水耐油，韌性好，不易碎，可承受110°C高溫，置于環(huán)境(空氣溫度20°C~35°C )中約38天自行分解為有機(jī)肥料。
[0058]實(shí)施例8
[0059]其它條件同實(shí)施例1，小麥秸桿粉改為玉米秸桿粉，得到秸桿餐具成品S8。
[0060]秸桿餐具成品S8厚度1mm，防水耐油，韌性好，不易碎，可承受110°C高溫，置于環(huán)境(空氣溫度20°C~35°C )中約38天自行分解為有機(jī)肥料。
[0061]實(shí)施例9
[0062]其它條件同實(shí)施例1，小麥秸桿粉改為油菜秸桿粉，得到秸桿餐具成品S9。
[0063]秸桿餐具成品S9厚度1mm，防水耐油，韌性好，不易碎，可承受110°C高溫，置于環(huán)境(空氣溫度20°C~35°C )中約38天自行分解為有機(jī)肥料。
[0064]雖然本發(fā)明是結(jié)合以上實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本發(fā)明并不被限定于上述實(shí)施例，而只受所附權(quán)利要求的限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠容易地對(duì)其進(jìn)行修改和變化，但并不離開本發(fā)明的實(shí)質(zhì)構(gòu)思和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種秸桿餐具，其特征在于，按重量份計(jì)包括:
秸稈粉40 ~ 50份；
粘合劑30 ~ 40份;
填充劑8~ 10份；

助劑0.1 -0.15份；

水11 ~ 18份； 其中所述粘合劑為聚乳酸和淀粉的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿餐具，其特征在于，所述秸桿粉的粒度為60目~80目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿餐具，其特征在于，所述粘合劑中聚乳酸和淀粉的質(zhì)量比為(10 ~15): (20 ~25)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿餐具，其特征在于，所述粘合劑中聚乳酸的粒度為80目~100目，所述淀粉為玉米淀粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿餐具，其特征在于，所述填充劑為滑石粉，其粒徑為200目~500目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿餐具，其特征在于，所述助劑為硅烷偶聯(lián)劑。
7.—種生產(chǎn)秸桿餐具的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將按重量份計(jì)40~50份秸桿粉、30~40份粘合劑、8~10份填充劑、0.1~0.15份助劑和11~18份水混合并攪拌混勻，得到混合料，其中所述粘合劑為聚乳酸和淀粉的混合物； 2)將步驟I)中得到的混合料放入模具中一次熱壓成型，即得到秸桿餐具。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步驟I)中，先將秸桿粉、粘合劑和填充劑攪拌，再以噴霧形式加入助劑和水繼續(xù)攪拌。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述 的方法，其特征在于，步驟2)中熱壓成型的具體條件為:180°C~200°C恒溫中在30噸~40噸的壓力下保壓30s~50s。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述秸桿餐具還進(jìn)行乙基纖維素防水涂層處理。
【文檔編號(hào)】C08K5/54GK103554949SQ201310506843
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】蔣成義, 胡婉玉 申請(qǐng)人:蔣成義