一种生态型环保材料及其制备方法
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种生态型环保材料，尤其涉及一种利用生物化学法生产出的生物质 复合材料及其制备方法，可用于代替塑料、木材等领域。
【背景技术】
[0003] 目前在包装、电子电器、家居家装、汽车、飞机、军工等领域所使用的材料主要以石 油基塑料为主，部分使用原木。但是，塑料具有无法生物降解，污染环境等缺点，同时，石油 资源有限，不具有可持续发展性。而大量原木的使用，将会砍伐大量的森林，破坏生态环境。 因此，将废旧的植物纤维与部分高分子塑料相结合，生产出一种较高性能的木塑复合材料， 可以代替木材和塑料，缓减资源短缺、生态破坏和环境污染问题。但是，由于植物纤维与塑 料之间的结合性差，木塑产品的成型加工困难，从而导致现有市场上的木塑产品具有强度 低、性脆、比重大、植物纤维含量低等缺陷。本发明利用生物发酵、化学和物理等工艺相结 合，生产出一种具有高强度、韧性好的生物质复合材料，可代替塑料和木材等。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有木塑复合材料有强度低、性脆、比重大、植物纤维含量 低等缺点，充分利用生物发酵方法对瓜果蔬菜纤维进行处理，然后以低密度聚乙烯（LDPE) 为主要复合材料，设置合理的配方，将生物、化学、物理等方法原理相结合，采用合适的工艺 步骤和参数，以螺杆挤出造粒得到一种高性能的生物质复合材料，该材料可使用注塑、挤 出、模压、机加工等方法成型各种制品，广泛应用于包装、电子、通讯、家具、装饰、汽车、飞 机、军工等领域，代替塑料和原木等材料，具有很好的社会和经济效益。
[0006] 本发明的复合材料，主要组成为：瓜果蔬菜纤维(市场购买)，低密度聚乙烯，钛酸 酯偶联剂(三异硬脂酸钛酸异丙酯)，聚四氟乙烯粉末，二氧化硅，石蜡，二月桂酸二丁基锡， 白糖(蔗糖市购)，沼液(市场购买)，秸杆发酵剂（市购)。其中秸杆发酵剂的主要成分为： ayliao201、ayliao302、ayliao403、ayliao504 菌种及其酶产物组成。
[0007] 各组分比例及制备步骤： (1)取100份(质量份数）含水率为7~20% (优选14%)瓜果蔬菜纤维，100~200份(优选 150份）未稀释的沼液，200~300份(优选250份）水，3~5 (优选4份）份秸杆发酵剂，在反应 釜中搅拌均匀后密封，保持常压，温度25~50 (优选35°C)，静置24~72小时(优选48小时)， 然后将蔬菜纤维取出，80~110°C(优选90°C)干燥水分，含水率保持在5~12% (优选8%)，然 后在粉碎机中粉碎，过筛，使其粒径在20~60目（优选40目），待用。
[0008] (2)取100份（1)中所得纤维，2~5份(优选3份)钛酸酯偶联剂，3~5份(优选4份） 聚四氟乙烯粉末，2~4份(优选3份）白糖，3~8份(优选5份）800~1500目（优选1100目）的 二氧化硅，在高混机中共混10~30分钟(优选20分钟）待用。
[0009] (3)取步骤（2)中处理好的纤维55~80份(优选70份)，低密度聚乙烯20~45份(优 选30份)，石蜡3~8份(优选5份)，二月桂酸二丁基锡2~5份(优选3份)，在高混机中共混 10~30分钟（优选20分钟），待用。
[0010] (4)将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出造粒，控制机头温度为170~210°C(优 选 190°C)，机头压力 2~5MPa(优选 3MPa)，螺杆转速 70~90r/min(优选 80r/min)。toon] 本发明针对植物纤维与塑料不相容，结合强度低的特点，利用生物发酵等方法对 植物纤维进行预处理，增加植物纤维与低密度聚乙烯的结合强度，然后通过配方设计，充分 发挥各添加剂的作用，最后利用螺杆挤出方式，在合适的压力、温度和速度下，高效、连续挤 出造粒，得到一种高性能的生物质复合材料，该发明材料可通过挤出、注塑、模压、机加工等 方式成型各种制品，广泛应用于包装、电子电器、家具装饰、建筑、交通工具、以及军工等领 域，代替塑料或木材，具有非常高的社会效益和经济效益。
【具体实施方式】
[0012] 以下结合实施例对本发明作进一步说明。
[0013] 实施例1 : (1)取100份(质量份数）含水率为14%瓜果蔬菜纤维，150份未稀释的沼液，250份 水，4份份秸杆发酵剂，在反应釜中搅拌均匀后密封，保持常压，温度35°C，静置48小时，然 后将蔬菜纤维取出，90°C下干燥水分，含水率保持在5~12%，然后在粉碎机中粉碎，过筛，使 其粒径在40目，待用。
[0014] (5)取100份（1)中所得纤维，5份钛酸酯偶联剂，5份聚四氟乙烯粉末，4份白糖， 8份1100目的二氧化硅，在高混机中共混20分钟待用。
[0015] (2)取步骤（2)中处理好的纤维80份，低密度聚乙烯20份，石蜡8份，二月桂酸二 丁基锡5份，在高混机中共混20分钟，待用。
[0016] (3)取100份（1)中所得纤维，2份钛酸酯偶联剂，3份聚四氟乙烯粉末，2份白糖， 3份1100目的二氧化硅，在高混机中共混10分钟待用。
[0017] (4)取步骤（2)中处理好的纤维55份，低密度聚乙烯45份，石蜡3份，二月桂酸二 丁基锡2份，在高混机中共混20分钟，待用。
[0018] (5)将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出造粒，控制机头温度为190°C，机头压力 3MPa，螺杆转速 80r/min。
[0019] 表 1 实施例2 :
(1)取100份(质量份数）含水率为14%瓜果蔬菜纤维，150份未稀释的沼液，250份 水，4份份秸杆发酵剂，在反应釜中搅拌均匀后密封，保持常压，温度35°C，静置48小时，然 后将蔬菜纤维取出，90°C下干燥水分，含水率保持在5~12%，然后在粉碎机中粉碎，过筛，使 其粒径在40目，待用。
[0020] (2)取100份（1)中所得纤维，3份钛酸酯偶联剂，4份聚四氟乙烯粉末，3份白糖， 5份1100目的二氧化硅，在高混机中共混20分钟待用。
[0021] (3)取步骤（2)中处理好的纤维70份，低密度聚乙烯30份，石蜡5份，二月桂酸二 丁基锡3份，在高混机中共混20分钟，待用。
[0022] (4)将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出造粒，控制机头温度为190°C，机头压力 3MPa，螺杆转速 80r/min。
[0023] 表 2
实施例3 : (1)取100份(质量份数）含水率为14%瓜果蔬菜纤维，150份未稀释的沼液，250份 水，4份份秸杆发酵剂，在反应釜中搅拌均匀后密封，保持常压，温度35°C，静置48小时，然 后将蔬菜纤维取出，90°C下干燥水分，含水率保持在5~12%，然后在粉碎机中粉碎，过筛，使 其粒径在40目，待用。
[0024] (2)取100份（1)中所得纤维，5份钛酸酯偶联剂，5份聚四氟乙烯粉末，4份白糖， 8份1100目的二氧化硅，在高混机中共混20分钟待用。
[0025] (3)取步骤（2)中处理好的纤维80份，低密度聚乙烯20份，石蜡8份，二月桂酸二 丁基锡5份，在高混机中共混20分钟，待用。
[0026] (4)将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出造粒，控制机头温度为190°C，机头压力 3MPa，螺杆转速 80r/min。
[00271 衷 3
【主权项】
1. 一种生态型环保材料及其制备方法，其特征在于：本发明的生态型环保材料，由瓜 果蔬菜纤维，低密度聚乙烯，钛酸酯偶联剂(三异硬脂酸钛酸异丙酯)，聚四氟乙烯粉末，二 氧化硅，石蜡，二月桂酸二丁基锡，白糖，沼液，秸杆发酵剂构成。2. 如权利要求1的一种生态型环保材料及其制备方法，其特征在于：所述生态型环保 材料包括以下组分及制备步骤： (1) 取100份(质量份数）含水率为7~20%瓜果蔬菜纤维，100~200份未稀释的沼液， 200~300份水，3~5份秸杆发酵剂，在反应釜中搅拌均匀后密封，保持常压，温度25~50°C，静 置24~72小时，然后将蔬菜纤维取出，80~110°C干燥水分，含水率保持在5~12%，然后在粉碎 机中粉碎，过筛，使其粒径在20~60目，待用； (2) 取100份（1)中所得纤维，2~5份钛酸酯偶联剂，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，在高混机中共混10~30分钟待用； (3) 取步骤（2)中处理好的纤维55~80份，低密度聚乙烯20~45份，石蜡3~8份，二月 桂酸二丁基锡2~5份，在高混机中共混10~30分钟，待用； (4) 将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出造粒，控制机头温度为170~210°C，机头压 力 2~5MPa，螺杆转速 7〇~9〇r/min。
【专利摘要】本发明公开了一种生态型环保材料及其制备方法。本发明针对植物纤维与塑料结合性差，充分利用生物发酵方法对瓜果蔬菜纤维进行处理，然后以低密度聚乙烯（LDPE）为主要复合材料，设置合理的配方，将生物、化学、物理等方法原理相结合，采用合适的工艺步骤和参数，以螺杆挤出造粒得到一种高性能的生物质复合材料，该材料可使用注塑、挤出、模压、机加工等方法成型各种制品，广泛应用于包装、电子、通讯、家具、装饰、汽车、飞机、军工等领域，代替塑料和原木等材料，具有很好的社会和经济效益。
【IPC分类】C08L23/06, C08K3/36, C08L27/18, C08K5/57, C08K5/10, C08L97/02, C08K13/02, C08L91/06
【公开号】CN105348839
【申请号】CN201510919399
【发明人】曾广胜
【申请人】湖南工业大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月14日