本發(fā)明涉及一種塑料制品，具體涉及一種秸稈復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

據(jù)悉，全世界塑料生產(chǎn)每年以9％的速度遞增，到2014年年產(chǎn)量突破3億噸。塑料制品大多難以降解，如果隨意丟棄會對環(huán)境產(chǎn)生持久污染。世界觀察研究所公布的數(shù)字顯示，全世界每年只有不到10％的塑料制品被回收再利用。那些沒有被回收的廢塑料制品給環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害。

若塑料制品在土壤中不斷積累，會影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。其次，拋棄在陸地上或水體中的廢塑料制品，被動物當(dāng)做食物吞入，導(dǎo)致動物死亡。據(jù)報道，2010年青海湖畔有20戶牧民共有近千只羊因此致死，經(jīng)濟(jì)損失約30多萬元。羊喜歡吃塑料袋中夾著的油性殘留物，卻常常連塑料袋一起吃下去了，由于吃下的塑料長時間滯留胃中難以消化，這些羊的胃被擠滿了，再也不能吃東西，最后只能被活活餓死。再者，廢塑料隨垃圾填埋不僅會占用大量土地，而且被占用的土地長期得不到恢復(fù)，影響土地的可持續(xù)利用。進(jìn)入生活垃圾中的廢塑料制品如果將其填埋，將維持200年的時間不降解。

此外，塑料對海洋造成了嚴(yán)重的污染，據(jù)美國有關(guān)方面估計，每年商船隊(duì)和漁船隊(duì)要向海洋傾倒5200多萬磅塑料包裝材料，并丟失29800多萬磅塑料捕魚用具，其中包括魚網(wǎng)，繩索和浮標(biāo)等，致使世界各大海洋受到塑料污染的毒害。資料表明，每年約有100-200萬只信天翁、海鴨、海鷗和海燕，因塑料纏身或吞食漂浮在海洋上的塑料殘料而死亡，還有十萬頭海洋動物，如鯨魚、海豚、海豹，海牛等。因此一種可降解的，對環(huán)境無毒、無害的塑料，成為人們研究的對象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種對環(huán)境無毒、無害且可以降解的秸稈復(fù)合材料。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種秸稈復(fù)合材料：包括下述重量份的原料，植物秸稈38-42份、PP聚丙烯40-50份、相容劑2-4份、增韌劑2-4份、潤滑劑0.5-1.5份、碳酸鈣4-6份、二氧化鈦1-3份。

進(jìn)一步地，所述的秸稈復(fù)合材料，包括下述重量份的原料，植物秸稈40份、PP聚丙烯45份、相容劑3份、增韌劑3份、潤滑劑1份、碳酸鈣5份，二氧化鈦2份。

進(jìn)一步地，所述植物秸稈為小麥秸稈、玉米秸稈、水稻秸稈、芝麻秸稈、油菜秸稈或黃豆秸稈中的一種或兩種以上的混合物。

進(jìn)一步地，所述相容劑為馬來酸酐接枝；所述增韌劑為三元乙丙橡膠；所述潤滑劑為硬脂酰胺。

PP聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，具有良好的耐熱性，制品能在100℃以上溫度進(jìn)行消毒滅菌，在不受外力的條件下，120℃也不變形。此外，其化學(xué)穩(wěn)定性很好，除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定。

馬來酸酐接枝，別名：馬來酸酐，順丁烯二酸酐，通過引入強(qiáng)極性反應(yīng)性基團(tuán)，使材料具有高的極性和反應(yīng)性，是一種高分子界面偶聯(lián)劑、相容劑、分散促進(jìn)劑。

三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯和少量的非共軛二烯烴的共聚物，是乙丙橡膠的一種，因其主鏈?zhǔn)怯苫瘜W(xué)穩(wěn)定的飽和烴組成，只在側(cè)鏈中含有不飽和雙鍵，故其耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能優(yōu)異。

硬脂酰胺即飽和十八碳酰胺、十八碳酰胺，能形成陽離子型、陰離子型、非離子型表面活性劑，無吸濕性，滑爽性好，可提高顏料、染料的分散效果，有潤滑性及脫模性。

碳酸鈣的表面親油疏水，與樹脂相容性好，能有效提高或調(diào)節(jié)制品的剛韌性、光潔度以及彎曲強(qiáng)度；改善加工性能，改善制品的流變性能、尺寸穩(wěn)定性能、耐熱穩(wěn)定性具有填充及增強(qiáng)、增韌的作用，能取代部分價格昂貴的填充料及助濟(jì)，減少樹脂的用量，從而降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高市場競爭力。

二氧化鈦為白色固體或粉末狀的兩性氧化物，是一種白色無機(jī)顏料，具有無毒、最佳的不透明性，最佳白度和光亮度，被認(rèn)為是目前世界上性能最好的一種白色顏料。鈦白的粘附力強(qiáng)，不易起化學(xué)變化，永遠(yuǎn)是雪白的。在一般情況下與大部分物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)。二氧化鈦是重要的白色顏料，與其他白色顏料比較有優(yōu)越的白度、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，特別是沒有毒性。

所述秸稈復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將植物秸稈進(jìn)行粉碎，得植物秸稈粉末，然后對植物秸稈粉末進(jìn)行干燥；

(2)將植物秸稈粉末與PP聚丙烯混合攪拌均勻，得植物秸稈混合料；

(3)將相容劑、增韌劑、潤滑劑、碳酸鈣和二氧化鈦均加入植物秸稈混合料中，并混合攪拌均勻得混合原料；

(4)將混合原料輸入雙螺桿擠出機(jī)，并利用雙螺桿擠出機(jī)擠出半成品；

(5)將半成品進(jìn)行切粒得所述的秸稈復(fù)合材料。

進(jìn)一步地，步驟(1)中，所述植物秸稈粉末的細(xì)度為40-60目。步驟(1)中，將植物秸稈進(jìn)行干燥，通常采取的方式是將植物秸稈在陽光下自然晾干，干燥的目的是除去植物秸稈中的水分，防止對產(chǎn)品的質(zhì)量造成影響。

進(jìn)一步地，步驟(2)中，植物秸稈粉末與PP聚丙烯混合攪拌的溫度為45-55℃，所述攪拌的攪拌速度為150-200r/min，攪拌時間為3-5min。攪拌的目的是使植物秸稈粉末與PP聚丙烯混合均勻，而攪拌的時候?qū)嚢枇线M(jìn)行加熱是為了進(jìn)一步除去植物秸稈中的水分及空氣中的水分，防止由于空氣的影響產(chǎn)品的表面出現(xiàn)氣泡，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

進(jìn)一步地，步驟(3)中，混合攪拌的溫度為45-55℃，所述攪拌的攪拌速度為180-220r/min，攪拌時間為6-10min。攪拌時對攪拌料進(jìn)行加熱，同樣是為了除去攪拌料中的水分及空氣中的水分。

進(jìn)一步地，步驟(4)中，雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)的加工溫度為130-140℃，雙螺桿擠出機(jī)二區(qū)的加工溫度為145-155℃，雙螺桿擠出機(jī)三區(qū)的加工溫度為155-165℃，雙螺桿擠出機(jī)四區(qū)的加工溫度為165-175℃。將雙螺桿擠出機(jī)的工作溫度控制在這個范圍內(nèi)，可以使生產(chǎn)出的產(chǎn)品的性能及質(zhì)量更好。

進(jìn)一步地，步驟(5)中，所述秸稈復(fù)合材料的粒徑為3-5mm。因從雙螺桿擠出機(jī)擠出的半成品的溫度比較高，為方便操作，在進(jìn)行切粒之前先將半成品進(jìn)行冷卻，可以選擇將半成品進(jìn)行沖水冷卻，然后再將冷卻后的半成品進(jìn)行切粒。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明所述的秸稈復(fù)合材料采用植物秸稈和PP聚丙烯為主要原材料，實(shí)現(xiàn)了植物秸稈的變廢為寶，節(jié)約了石油資源，減少了在生產(chǎn)塑料時PP聚丙烯的使用量，且所生產(chǎn)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)塑料的物理性能基本相同，而本發(fā)明所生產(chǎn)的產(chǎn)品不含有任何有毒添加劑、且可以進(jìn)行降解，低碳排放減少了對環(huán)境的污染，降低了生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

一種秸稈復(fù)合材料：包括下述重量份的原料：植物秸稈45kg、PP聚丙烯40kg、相容劑2kg、增韌劑2kg、潤滑劑0.5kg、碳酸鈣4kg、二氧化鈦1kg。

所述秸稈復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將植物秸稈進(jìn)行粉碎，得到細(xì)度為40目的植物秸稈粉末，然后對植物秸稈粉末進(jìn)行干燥除去植物秸稈中大部分水分；

(2)將植物秸稈粉末與PP聚丙烯混合攪拌均勻，混合攪拌時為進(jìn)一步除去植物秸稈中的水分及空氣中的水分，需對混合料進(jìn)行加熱，加熱的溫度控制在45℃，攪拌的速度控制在180r/min，在此攪拌速度下，混合攪拌6min得植物秸稈混合料；

(3)將相容劑、增韌劑、潤滑劑、碳酸鈣和二氧化鈦均加入植物秸稈混合料中，并混合攪拌均勻，同樣為進(jìn)一步除去攪拌料中的水分及空氣中的水分，需對混合料進(jìn)行加熱，加熱的溫度控制在45℃，因水分的存在可能會使產(chǎn)品產(chǎn)生氣泡，影響產(chǎn)品的質(zhì)量；攪拌的速度控制在180r/min，在此攪拌速度下，混合攪拌6min得混合原料；

(4)將混合原料輸入雙螺桿擠出機(jī)，控制雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)的加工溫度為130℃，雙螺桿擠出機(jī)二區(qū)的加工溫度為145℃，雙螺桿擠出機(jī)三區(qū)的加工溫度為155℃，雙螺桿擠出機(jī)四區(qū)的加工溫度為165℃，然后利用雙螺桿擠出機(jī)擠出半成品；

(5)因從雙螺桿擠出機(jī)擠出的半成品的溫度比較高，為方便操作，先將半成品進(jìn)行冷卻，可以選擇將半成品進(jìn)行過水槽冷卻，然后再將冷卻后的半成品進(jìn)行切粒，得粒徑為3mm的秸稈復(fù)合材料。

實(shí)施例一所述的秸稈復(fù)合材料與傳統(tǒng)塑料的物理性能，如表1所示：

表1

從表1得到，實(shí)施例一所述的復(fù)合秸稈材料與傳統(tǒng)塑料的物理性能基本相同，而本發(fā)明所述的復(fù)合秸稈材料采用植物秸稈為原料和PP聚丙烯為主要原料，減少了PP聚丙烯的用量，使所得的產(chǎn)品可以被降解，實(shí)現(xiàn)了植物秸稈的變廢為寶，減少了對環(huán)境的污染，降低了生產(chǎn)的成本。

實(shí)施例二

一種秸稈復(fù)合材料：包括下述重量份的原料：小麥秸稈48kg、PP聚丙烯42kg、馬來酸酐接枝3kg、三元乙丙橡膠3kg、硬脂酰胺1kg、碳酸鈣5kg，二氧化鈦2kg。

所述秸稈復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將小麥秸稈進(jìn)行粉碎，得到細(xì)度為50目的植物秸稈粉末，然后對植物秸稈粉末進(jìn)行干燥除去植物秸稈中大部分水分；

(2)將植物秸稈粉末與PP聚丙烯混合攪拌均勻，混合攪拌時為進(jìn)一步除去植物秸稈中的水分及空氣中的水分，需對混合料進(jìn)行加熱，加熱的溫度控制在50℃，攪拌的速度控制在200r/min，在此攪拌速度下，混合攪拌8min得植物秸稈混合料；

(3)將馬來酸酐接枝、三元乙丙橡膠、硬脂酰胺、碳酸鈣和二氧化鈦均加入植物秸稈混合料中，并混合攪拌均勻，同樣為進(jìn)一步除去攪拌料中的水分及空氣中的水分，需對混合料進(jìn)行加熱，加熱的溫度控制在50℃，因水分的存在可能會使產(chǎn)品產(chǎn)生氣泡，影響產(chǎn)品的質(zhì)量；攪拌的速度控制在200r/min，在此攪拌速度下，混合攪拌8min得混合原料；

(4)將混合原料輸入雙螺桿擠出機(jī)，控制雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)的加工溫度為135℃，雙螺桿擠出機(jī)二區(qū)的加工溫度為150℃，雙螺桿擠出機(jī)三區(qū)的加工溫度為160℃，雙螺桿擠出機(jī)四區(qū)的加工溫度為170℃，然后利用雙螺桿擠出機(jī)擠出半成品；

(5)因從雙螺桿擠出機(jī)擠出的半成品的溫度比較高，為方便操作，先將半成品進(jìn)行冷卻，可以選擇將半成品進(jìn)行過水槽冷卻，然后再將冷卻后的半成品進(jìn)行切粒，得粒徑為4mm的秸稈復(fù)合材料。

實(shí)施例二所述的秸稈復(fù)合材料與傳統(tǒng)塑料的物理性能，如表2所示：

表二

從表2得到，實(shí)施例二所述的復(fù)合秸稈材料與傳統(tǒng)塑料的物理性能基本相同，而本發(fā)明所述的復(fù)合秸稈材料采用植物秸稈為原料和PP聚丙烯為主要原料，減少了PP聚丙烯的使用，使所得的產(chǎn)品可以降解，實(shí)現(xiàn)了植物秸稈的變廢為寶，減少了對環(huán)境的污染，降低了生產(chǎn)的成本。

實(shí)施例三

一種秸稈復(fù)合材料：包括下述重量份的原料：小麥秸稈和玉米秸稈等質(zhì)量的混合物50kg、PP聚丙烯45kg、馬來酸酐接枝4kg、三元乙丙橡膠4kg、硬脂酰胺1.5kg、碳酸鈣6kg、二氧化鈦3kg。

所述秸稈復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將小麥秸稈和玉米秸稈進(jìn)行粉碎，得到細(xì)度為60目的植物秸稈粉末，然后對植物秸稈粉末進(jìn)行干燥除去植物秸稈中大部分水分；

(2)將植物秸稈粉末與PP聚丙烯混合攪拌均勻，混合攪拌時為進(jìn)一步除去植物秸稈中的水分及空氣中的水分，需對混合料進(jìn)行加熱，加熱的溫度控制在55℃，攪拌的速度控制在220r/min，在此攪拌速度下，混合攪拌10min得植物秸稈混合料；

(3)將馬來酸酐接枝、三元乙丙橡膠、硬脂酰胺、碳酸鈣和二氧化鈦均加入植物秸稈混合料中，并混合攪拌均勻，同樣為進(jìn)一步除去攪拌料中的水分及空氣中的水分，需對混合料進(jìn)行加熱，加熱的溫度控制在55℃，因水分的存在可能會使產(chǎn)品產(chǎn)生氣泡，影響產(chǎn)品的質(zhì)量；攪拌的速度控制在220r/min，在此攪拌速度下，混合攪拌10min得混合原料；

(4)將混合原料輸入雙螺桿擠出機(jī)，控制雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)的加工溫度為140℃，雙螺桿擠出機(jī)二區(qū)的加工溫度為155℃，雙螺桿擠出機(jī)三區(qū)的加工溫度為165℃，雙螺桿擠出機(jī)四區(qū)的加工溫度為175℃，然后利用雙螺桿擠出機(jī)擠出半成品；

(5)因從雙螺桿擠出機(jī)擠出的半成品的溫度比較高，為方便操作，先將半成品進(jìn)行冷卻，可以選擇將半成品進(jìn)行過水槽冷卻，然后再將冷卻后的半成品進(jìn)行切粒，得粒徑為5mm的秸稈復(fù)合材料。

實(shí)施例三所述的秸稈復(fù)合材料與傳統(tǒng)塑料的物理性能，如表3所示：

表三

從表3得到，實(shí)施例三所述的復(fù)合秸稈材料與傳統(tǒng)塑料的物理性能基本相同，而本發(fā)明所述的復(fù)合秸稈材料采用植物秸稈為原料和PP聚丙烯為主要原料，減少了PP聚丙烯的使用，使所得的產(chǎn)品可以降解，實(shí)現(xiàn)了植物秸稈的變廢為寶，減少了對環(huán)境的污染，降低了生產(chǎn)的成本。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。