一種生態(tài)型環(huán)保材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種生態(tài)型環(huán)保材料，尤其涉及一種利用生物化學(xué)法生產(chǎn)出的生物質(zhì) 復(fù)合材料及其制備方法，可用于代替塑料、木材等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003] 目前在包裝、電子電器、家居家裝、汽車、飛機(jī)、軍工等領(lǐng)域所使用的材料主要以石 油基塑料為主，部分使用原木。但是，塑料具有無法生物降解，污染環(huán)境等缺點(diǎn)，同時(shí)，石油 資源有限，不具有可持續(xù)發(fā)展性。而大量原木的使用，將會砍伐大量的森林，破壞生態(tài)環(huán)境。 因此，將廢舊的植物纖維與部分高分子塑料相結(jié)合，生產(chǎn)出一種較高性能的木塑復(fù)合材料， 可以代替木材和塑料，緩減資源短缺、生態(tài)破壞和環(huán)境污染問題。但是，由于植物纖維與塑 料之間的結(jié)合性差，木塑產(chǎn)品的成型加工困難，從而導(dǎo)致現(xiàn)有市場上的木塑產(chǎn)品具有強(qiáng)度 低、性脆、比重大、植物纖維含量低等缺陷。本發(fā)明利用生物發(fā)酵、化學(xué)和物理等工藝相結(jié) 合，生產(chǎn)出一種具有高強(qiáng)度、韌性好的生物質(zhì)復(fù)合材料，可代替塑料和木材等。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有木塑復(fù)合材料有強(qiáng)度低、性脆、比重大、植物纖維含量 低等缺點(diǎn)，充分利用生物發(fā)酵方法對瓜果蔬菜纖維進(jìn)行處理，然后以低密度聚乙烯（LDPE) 為主要復(fù)合材料，設(shè)置合理的配方，將生物、化學(xué)、物理等方法原理相結(jié)合，采用合適的工藝 步驟和參數(shù)，以螺桿擠出造粒得到一種高性能的生物質(zhì)復(fù)合材料，該材料可使用注塑、擠 出、模壓、機(jī)加工等方法成型各種制品，廣泛應(yīng)用于包裝、電子、通訊、家具、裝飾、汽車、飛 機(jī)、軍工等領(lǐng)域，代替塑料和原木等材料，具有很好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
[0006] 本發(fā)明的復(fù)合材料，主要組成為：瓜果蔬菜纖維(市場購買)，低密度聚乙烯，鈦酸 酯偶聯(lián)劑(三異硬脂酸鈦酸異丙酯)，聚四氟乙烯粉末，二氧化硅，石蠟，二月桂酸二丁基錫， 白糖(蔗糖市購)，沼液(市場購買)，秸桿發(fā)酵劑（市購)。其中秸桿發(fā)酵劑的主要成分為： ayliao201、ayliao302、ayliao403、ayliao504 菌種及其酶產(chǎn)物組成。
[0007] 各組分比例及制備步驟： (1)取100份(質(zhì)量份數(shù)）含水率為7~20% (優(yōu)選14%)瓜果蔬菜纖維，100~200份(優(yōu)選 150份）未稀釋的沼液，200~300份(優(yōu)選250份）水，3~5 (優(yōu)選4份）份秸桿發(fā)酵劑，在反應(yīng) 釜中攪拌均勻后密封，保持常壓，溫度25~50 (優(yōu)選35°C)，靜置24~72小時(shí)(優(yōu)選48小時(shí))， 然后將蔬菜纖維取出，80~110°C(優(yōu)選90°C)干燥水分，含水率保持在5~12% (優(yōu)選8%)，然 后在粉碎機(jī)中粉碎，過篩，使其粒徑在20~60目（優(yōu)選40目），待用。
[0008] (2)取100份（1)中所得纖維，2~5份(優(yōu)選3份)鈦酸酯偶聯(lián)劑，3~5份(優(yōu)選4份） 聚四氟乙烯粉末，2~4份(優(yōu)選3份）白糖，3~8份(優(yōu)選5份）800~1500目（優(yōu)選1100目）的 二氧化硅，在高混機(jī)中共混10~30分鐘(優(yōu)選20分鐘）待用。
[0009] (3)取步驟（2)中處理好的纖維55~80份(優(yōu)選70份)，低密度聚乙烯20~45份(優(yōu) 選30份)，石蠟3~8份(優(yōu)選5份)，二月桂酸二丁基錫2~5份(優(yōu)選3份)，在高混機(jī)中共混 10~30分鐘（優(yōu)選20分鐘），待用。
[0010] (4)將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出造粒，控制機(jī)頭溫度為170~210°C(優(yōu) 選 190°C)，機(jī)頭壓力 2~5MPa(優(yōu)選 3MPa)，螺桿轉(zhuǎn)速 70~90r/min(優(yōu)選 80r/min)。toon] 本發(fā)明針對植物纖維與塑料不相容，結(jié)合強(qiáng)度低的特點(diǎn)，利用生物發(fā)酵等方法對 植物纖維進(jìn)行預(yù)處理，增加植物纖維與低密度聚乙烯的結(jié)合強(qiáng)度，然后通過配方設(shè)計(jì)，充分 發(fā)揮各添加劑的作用，最后利用螺桿擠出方式，在合適的壓力、溫度和速度下，高效、連續(xù)擠 出造粒，得到一種高性能的生物質(zhì)復(fù)合材料，該發(fā)明材料可通過擠出、注塑、模壓、機(jī)加工等 方式成型各種制品，廣泛應(yīng)用于包裝、電子電器、家具裝飾、建筑、交通工具、以及軍工等領(lǐng) 域，代替塑料或木材，具有非常高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013] 實(shí)施例1 : (1)取100份(質(zhì)量份數(shù)）含水率為14%瓜果蔬菜纖維，150份未稀釋的沼液，250份 水，4份份秸桿發(fā)酵劑，在反應(yīng)釜中攪拌均勻后密封，保持常壓，溫度35°C，靜置48小時(shí)，然 后將蔬菜纖維取出，90°C下干燥水分，含水率保持在5~12%，然后在粉碎機(jī)中粉碎，過篩，使 其粒徑在40目，待用。
[0014] (5)取100份（1)中所得纖維，5份鈦酸酯偶聯(lián)劑，5份聚四氟乙烯粉末，4份白糖， 8份1100目的二氧化硅，在高混機(jī)中共混20分鐘待用。
[0015] (2)取步驟（2)中處理好的纖維80份，低密度聚乙烯20份，石蠟8份，二月桂酸二 丁基錫5份，在高混機(jī)中共混20分鐘，待用。
[0016] (3)取100份（1)中所得纖維，2份鈦酸酯偶聯(lián)劑，3份聚四氟乙烯粉末，2份白糖， 3份1100目的二氧化硅，在高混機(jī)中共混10分鐘待用。
[0017] (4)取步驟（2)中處理好的纖維55份，低密度聚乙烯45份，石蠟3份，二月桂酸二 丁基錫2份，在高混機(jī)中共混20分鐘，待用。
[0018] (5)將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出造粒，控制機(jī)頭溫度為190°C，機(jī)頭壓力 3MPa，螺桿轉(zhuǎn)速 80r/min。
[0019] 表 1 實(shí)施例2 :
(1)取100份(質(zhì)量份數(shù)）含水率為14%瓜果蔬菜纖維，150份未稀釋的沼液，250份 水，4份份秸桿發(fā)酵劑，在反應(yīng)釜中攪拌均勻后密封，保持常壓，溫度35°C，靜置48小時(shí)，然 后將蔬菜纖維取出，90°C下干燥水分，含水率保持在5~12%，然后在粉碎機(jī)中粉碎，過篩，使 其粒徑在40目，待用。
[0020] (2)取100份（1)中所得纖維，3份鈦酸酯偶聯(lián)劑，4份聚四氟乙烯粉末，3份白糖， 5份1100目的二氧化硅，在高混機(jī)中共混20分鐘待用。
[0021] (3)取步驟（2)中處理好的纖維70份，低密度聚乙烯30份，石蠟5份，二月桂酸二 丁基錫3份，在高混機(jī)中共混20分鐘，待用。
[0022] (4)將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出造粒，控制機(jī)頭溫度為190°C，機(jī)頭壓力 3MPa，螺桿轉(zhuǎn)速 80r/min。
[0023] 表 2
實(shí)施例3 : (1)取100份(質(zhì)量份數(shù)）含水率為14%瓜果蔬菜纖維，150份未稀釋的沼液，250份 水，4份份秸桿發(fā)酵劑，在反應(yīng)釜中攪拌均勻后密封，保持常壓，溫度35°C，靜置48小時(shí)，然 后將蔬菜纖維取出，90°C下干燥水分，含水率保持在5~12%，然后在粉碎機(jī)中粉碎，過篩，使 其粒徑在40目，待用。
[0024] (2)取100份（1)中所得纖維，5份鈦酸酯偶聯(lián)劑，5份聚四氟乙烯粉末，4份白糖， 8份1100目的二氧化硅，在高混機(jī)中共混20分鐘待用。
[0025] (3)取步驟（2)中處理好的纖維80份，低密度聚乙烯20份，石蠟8份，二月桂酸二 丁基錫5份，在高混機(jī)中共混20分鐘，待用。
[0026] (4)將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出造粒，控制機(jī)頭溫度為190°C，機(jī)頭壓力 3MPa，螺桿轉(zhuǎn)速 80r/min。
[00271 衷 3
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生態(tài)型環(huán)保材料及其制備方法，其特征在于：本發(fā)明的生態(tài)型環(huán)保材料，由瓜 果蔬菜纖維，低密度聚乙烯，鈦酸酯偶聯(lián)劑(三異硬脂酸鈦酸異丙酯)，聚四氟乙烯粉末，二 氧化硅，石蠟，二月桂酸二丁基錫，白糖，沼液，秸桿發(fā)酵劑構(gòu)成。2. 如權(quán)利要求1的一種生態(tài)型環(huán)保材料及其制備方法，其特征在于：所述生態(tài)型環(huán)保 材料包括以下組分及制備步驟： (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù)）含水率為7~20%瓜果蔬菜纖維，100~200份未稀釋的沼液， 200~300份水，3~5份秸桿發(fā)酵劑，在反應(yīng)釜中攪拌均勻后密封，保持常壓，溫度25~50°C，靜 置24~72小時(shí)，然后將蔬菜纖維取出，80~110°C干燥水分，含水率保持在5~12%，然后在粉碎 機(jī)中粉碎，過篩，使其粒徑在20~60目，待用； (2) 取100份（1)中所得纖維，2~5份鈦酸酯偶聯(lián)劑，3~5份聚四氟乙烯粉末，2~4份白 糖，3~8份800~1500目的二氧化硅，在高混機(jī)中共混10~30分鐘待用； (3) 取步驟（2)中處理好的纖維55~80份，低密度聚乙烯20~45份，石蠟3~8份，二月 桂酸二丁基錫2~5份，在高混機(jī)中共混10~30分鐘，待用； (4) 將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出造粒，控制機(jī)頭溫度為170~210°C，機(jī)頭壓 力 2~5MPa，螺桿轉(zhuǎn)速 7〇~9〇r/min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生態(tài)型環(huán)保材料及其制備方法。本發(fā)明針對植物纖維與塑料結(jié)合性差，充分利用生物發(fā)酵方法對瓜果蔬菜纖維進(jìn)行處理，然后以低密度聚乙烯（LDPE）為主要復(fù)合材料，設(shè)置合理的配方，將生物、化學(xué)、物理等方法原理相結(jié)合，采用合適的工藝步驟和參數(shù)，以螺桿擠出造粒得到一種高性能的生物質(zhì)復(fù)合材料，該材料可使用注塑、擠出、模壓、機(jī)加工等方法成型各種制品，廣泛應(yīng)用于包裝、電子、通訊、家具、裝飾、汽車、飛機(jī)、軍工等領(lǐng)域，代替塑料和原木等材料，具有很好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類】C08L23/06, C08K3/36, C08L27/18, C08K5/57, C08K5/10, C08L97/02, C08K13/02, C08L91/06
【公開號】CN105348839
【申請?zhí)枴緾N201510919399
【發(fā)明人】曾廣勝
【申請人】湖南工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月14日