专利名称：可降解复合材料的一次性制品生产工艺的制作方法
一种可降解复合材料的一次性制品生产工艺，属有机高分子化合物及以其基料的组合物领域。
随着人们对环境保护要求的提高，生物降解材料越来越受到重视，尤其是一次性制品(例如一次性快餐盒)的“白色污染”，严重污染了环境，现在使用的一次性制品例如一次性快餐盒，大多是使用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等，用这种材料制成的一次性制品，废弃后无法自然分解，成为地球上永恒的垃圾；如采用燃烧方法处理，其燃烧后产生的有毒气体，又严重污染环境，故解决“白色污染”，是环境保护方面的一项重要课题，欧美等发达国家从70年代初便立法禁止或限制用非降解类的各种合成高分子材料制作一次性制品，并开发出可降解材料以取代目前的合成高分子聚合物；目前取代发泡聚丙烯的可降解一次性餐具，大多是用纸浆作原材料，例如中国专利CN1100516A，CN1100766A，CN1070973A，但这种方法生产的一次性餐具，成本高，工艺复杂，制浆过程产生的大量污水又造成污染；同时，由于纸浆的原材料为木材，使用这种制品，势必造成大量砍伐森林，这又与环境保护背道而驰。
本发明的目的是，克服上述使用纸浆制造一次性制品所带来的缺点，提供一种可降解复合材料的制品生产工艺。
本发明的方案是这样实现的，由基体和增强体混合成可降解复合材料，基体包含有天然高分子树脂、改性天然高分子树脂及可降解合成高分子树脂；增强体采用天然植物纤维；基体可采用天然高分子树脂、改性高分子树脂及可降解合成高分子树脂中的一种或几种制成的混合体；其中，天然高分子树脂可以是淀粉类(小麦、玉米、高粱、大米、土豆等)或天然动植物胶类(明胶、松脂、骨胶等)、海生物胶类(海藻酸盐、甲壳素类、鱼脂等)；改性天然高分子树脂可以是改性纤维素(甲基纤维素、乙其纤维素、羟甲基纤维素等)、改性淀粉(硅烷化淀粉、阳离子淀粉、氧化淀粉、羟基淀粉等)；可降解合成高分子树脂可以是聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯等；可降解复合材料及其一次性制品的工艺过程1，预处理增强体将增强体即植物纤维材料置于紫外光或强日光下曝晒处理。
2，基体树脂的改性共混将基体树脂的一种或几种充分混合，边搅拌边慢慢加入一定量的硅烷偶联剂改性(例如KHS70)，10分钟后再加入0.1％防霉剂，加热至100-160℃，使其成为粘稠状态。
3，短纤维制造将预处理过的植物纤维材料切割、粉碎成长度为30mm以下的短纤维。
4，混和将短切纤维加入混和后的基体树脂中，其中植物纤维的体积含量大于60％，将混和物充分搅拌成浆料。
5，固化粉碎把混合后的浆料冷却固化后，粉碎成40-100目的粉料。
6，制作预制件把粉料分散在水中，搅拌均匀，粉料所占体积率大于60％，将与拟制品形状完全相同的金属网套在真空成型模的下模上，然后置于粉料与水的混合体中，用抽真空方法制得湿的预置件，取下金属网并放在80-100℃温度下干燥。
7，模压成型将预置件放入模具中压制成型，压力为10-40Kg/cm2，温度在120-180℃，时间3-10分钟。
8，防水处理在模压成型的制品表面，涂一层防水有机膜，膜的厚度在10-20μm之间；也可在制品表面热压加复一层可降解的防水塑料膜。
本发明复合材料的优点是1，具有良好的机械性能其拉伸强度可达到0.5-3MPa，断裂伸长率达到1-5％。
2，具有良好的耐水、耐温性能在100℃水中放置2小时不会溶胀。
3，可以生物降解在泥士中经3-12个月后即能自然分解。
4，制造工艺简单，生产成本低，可大量推广使用。
5，制造过程中，不产生污染。
本发明有如下附图
附
图1是本发明工艺流程图。
附图2是本发明实施例一图。
附图3是本发明实施例二图。
下面结合附图对本发明的原理和实施例作详细说明。
附图1是本发明工艺流程图，图中的1是预处理增强体，将增强体即植物纤维材料置于紫外光或强日光下曝晒处理；2是基体树脂改性共混，将基体树脂的一种或几种充分混合，边搅拌边慢慢加入一定量硅烷偶联刘(例如KHS70)，10分钟后，再加入0.1％防霉剂，加热至100-160℃，使其成为粘稠状态；3是短纤维制造，将预处理过的植物纤维材料切割、粉碎成长度为30mm以下的短纤维；4是混合，将短切纤维加入混和后的基体树脂中，其中植物纤维的体积含量大于60％，将混和物充分搅拌成浆料；5是固化粉碎，把混合后的浆料冷却固化后，粉碎成40-100目的粉料；6是制作预制件，把粉料分散在水中，搅拌均匀，粉料所占体积率大于60％，将与拟制品形状完全相同的金属网套在真空成型模的下模上，然后置于粉料与水的混合体中，用抽真空方法制得湿的预置件，取下金属网并放在80-100℃温度下干燥；7是模压成型，将预置件放入模具中压制成型，压力为10-40Kg/cm2，温度在120-180℃，时间3-10分钟；8是防水处理，在模压成型的制品表面，涂一层防水有机膜，膜的厚度在10-20μm之间；也可在制品表面热压加复一层可降解的防水塑料膜，即成为一次性制品9。
附图2是本发明实施例一的附图，是一种一次性速食方便面碗，按本发明的可降解复合材料配方，其中基体用硅烷化淀粉，增强体用稻杆纤维，两者比例为20％硅烷淀粉，80％稻杆纤维，设计一个如附图2的模具，按附图1的制造工艺，便可制成如附图2的一次性方便面碗。
附图3是本发明实施例二的附图，是一种一次性快餐盒，其材料配方是基体树脂采用明胶与聚乙烯醇的混合体，增强体采用麦杆纤维，明胶与聚乙烯醇的混合体占22％，麦杆纤维占78％，按附图1的制作工艺，便可制作出附图3的一次性快餐盒，这种快餐盒呈灰白色，5mm厚度，拉伸强度为1MPa，断裂伸长率为4％，在100℃水中2小时无影响。
权利要求
1，一种可降解复合材料的一次性制品生产工艺，其特征在于可降解复合材料由基体和增强体混合组成，基体包含有天然高分子树脂、改性天然高分子树脂及可降解合成高分子树脂；增强体采用天然植物纤维；基体可采用天然高分子树脂、改性高分子树脂及可降解合成高分子树脂中的一种或几种制成的混合体。
2，一种可降解复合材料的一次性制品生工艺，其特征在于使用复合材料成型原理制成可降解复合材料及其制品，其工艺过程是(1)，预处理增强体将增强体即植物纤维材料置于紫外光或强日光下曝晒处理。(2)，基体树脂改性共混将基体树脂的一种或几种充分混合，边搅拌边慢慢加入一定量的硅烷偶联剂改性，10分钟后，再加入0.1％防霉剂，加热至100-160℃，使其成为粘稠状态。(3)，短纤维制造将预处理过的植物纤维材料切割、粉碎成长度为30mm以下的短纤维。(4)，混和将短切纤维加入混和后的基体树脂中，其中植物纤维的体积含量大于60％，将混和物充分搅拌成浆料。(5)，固化粉碎把混合后的浆料冷却固化后，粉碎成40-100目的粉料。(6)，制作预制件把粉料分散在水中，搅拌均匀，粉料所占体积大于60％，将与拟制品形状完全相同的金属网套在真空成型模的下模上，然后置于粉料与水的混合体中，用抽真空方法制得湿的预置件，取下金属网并放在80-100℃温度下干燥。(7)，模压成型将预置件放入模具中压制成型，压力为10-40Kg/cm2，温度在120-180℃，时间3-10分钟。(8)，防水处理在模压成型的制品表面，涂一层防水有机膜，膜的厚度在10-20μm之间；也可在制品表面热压加复一层可降解的防水塑料膜。
3，按权利要求1、2所述的可降解复合材料的一次性制品生产工艺，其特征在于天然高分子树脂可以是淀粉类(小麦、玉米、高粱、大米、土豆等)或天然动植物胶类(明胶、松脂、骨胶等)、海生物胶类(海藻酸盐、甲壳素类、鱼脂等)；改性天然高分子树脂可以是改性纤维素(甲基纤维素、乙其纤维素、羟甲基纤维素等)、改性淀粉(硅烷化淀粉、阳离子淀粉、氧化淀粉、羟基淀粉等)；可降解合成高分子树脂，可以是聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯等。
全文摘要
一种可降解复合材料的一次性制品生产工艺,这种复合材料由基体和增强体混合组成,基体包含有天然高分子树脂、改性天然高分子树脂及可降解合成高分子树脂;增强体采用天然植物纤维;基体可采用天然高分子树脂、改性高分子树脂及可降解合成高分子树脂中的一种或几种制成的混合体;经过预处理增强体、基体树脂改性共混、短纤维制造、混和、固化粉碎、制作预制件、模压成型及防水处理等工艺过程,便可生产出可降解复合材料及其一次性制品,如快餐盒等。
文档编号C08J5/00GK1173512SQ9611646
公开日1998年2月18日 申请日期1996年8月12日 优先权日1996年8月12日
发明者刘河洲, 黄义忠, 郁翰萍 申请人:上海交大复合材料研究开发中心