专利名称：一种木塑材质的生物填料及其制作方法
技术领域：
本发明涉及生物填料，特别是一种木塑材质的生物填料及其制作方法。
背景技术：
生物处理在当今各类废水处理及地表源水的预处理方面占有极重要的地位。而作为微生物载体的填料乃是生物处理技术的关键制品之一，它的性能与处理效果的好坏，使用寿命的长短，工程费用的多少等有着直接关系。
目前污水处理中的生物填料一般均采用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等材料注射成型或热合成型方法制作的。这类聚合物虽有良好的成型加工性，易于制成形状较复杂而比表面积较大的填料，然而由于这些材料均无内部空隙结构，不利于微生物的繁殖和生存；而过分追求比表面积会使生物填料的形状过于复杂，且性能提高不多，也不利于加工及批量生产，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种木塑材质的生物填料及其制作方法，以提高性能，降低成本。本发明的目的是通过以下技术方案来实现本发明木塑材质的生物填料的特征是它是由以下按重量份数的各组分物质加工制成的塑料100植物纤维40-150石粉10-60增容剂2-6吸/放热发泡剂1-3发泡活化剂0.5-1.5氧化断链剂0.5-1.5润滑剂2.5-4。
配方中，1塑料可以是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等各种热塑性回收材料，在木质重组中起到粘合作用。
2植物纤维可以是木粉、竹分、稻壳、秸秆、甘蔗渣、花生皮乃至草纤维的农林废弃物，是木质重组的基本材料。
3石粉可以是碳酸钙(CaCO3)、滑石粉(Mg3)、重晶石(BaSO4)、高岭土等，用以调节填料的整体密度。
4增容剂可以是乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)、马来酸酐接枝乙烯/醋酸共聚物(EVA-g-MAH)或其它天然树脂，主要用于木/塑两相界面结合。
5吸热发泡剂包括碳酸氢钠(NaHCO3)、柠檬酸钠(Na3C6H5O7)。放热发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)，用于发泡。
6发泡活化剂为氧化锌(ZnO)，用于活化发泡过程。
7氧化断链剂包括硬脂酸锌(Znst)、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化叔丁基类，主要作用是断链促进。
8润滑剂包括各种脂肪酸、脂肪酸酰胺、金属皂、蜡类，主要作用是润滑。其制作方法包括如下步骤(1)、备料，将上述的各种组分的材料备齐；(2)、混合，将上述各种的组分物质初步混合均匀；(3)、挤出成型，将初步混合均匀的上述各种组分在挤出机上进一步混合、加压、排气、挤出成型，生产出生物填料。
在挤出成型步骤时，是在压力不低于30Mpa下进行的。
挤出成型步骤一般是将初步混合的各组分放到双螺杆挤出机中自动进行的，从喂料、熔混、到多次混炼、排气，以充分混炼和排气；然后将熔体压缩挤出。在挤出机的双螺杆转动过程中，在不破坏植物纤维的情况下达到木塑两相混合的目的；把物料中含有的水份及低挥份彻底排除。在混炼时，组分中的偶联性润滑剂会将植物纤维或石粉上的-OH基团接上有机基团，提高与高聚物之间的界面结合力。为了保证产品质量，挤出压力不小于30Mpa。可以一步法直接挤出成型，也可以二步法先造粒，然后挤出或注射成型，生产出生物填料。本发明的技术要点是打破物料粘弹性与发泡力之间的平衡，也就是使发泡力大于粘弹性，促使破泡串孔。
本发明用天然植物纤维与热塑性高聚物复合而成，是一种既有天然木材性质，又具有塑料流变成型特征的木塑复合材质的水处理填料；具有一定开孔结构，密度略小于水，有一定吸水性，吸水后的密度略大于水，投入水中呈悬浮状态，不腐烂变质，适合于微生物生长，便于加工成型，也是一种成本较低的发泡木塑水处理填料。该填料既可作为微生物载体，用于废水的厌氧或好氧膜法生物处理或地表水生物处理技术中的新型微生物填料；又可用于气液相传质的场合。本发明中的组分塑料可采用废塑料，不仅使各种废弃物资源化，而且可以循环使用，重复加工，随时回收利用。因此从原料到产品都具有多重环保意义。
综上所述，本发明生物填料利用废料制作，其形状简单，制作、加工方使，填料本身带有更适合微生物生长的空隙结构，是一种性能高、成本低、寿命长的木塑质材料的新型微生物填料。
图1为本发明生物填料示意图。
具体实施例方式
，下面以实施例说明实施例1，制品包括以下按重量份计的组分1)废聚乙烯(粉状)1002)稻壳粉853)重质碳酸钙354)乙烯/丙烯酸共聚物 45)碳酸氢钠 1偶氮二甲酰胺 1.56)氧化锌17)硬脂酸锌 0.6过氧化二异丙苯 0.48)脂肪酸3.5其制作步骤包括(1)、备料，将上述的各种组分的材料备齐；(2)、混合，将上述各种的组分物质搅拌，初步混合；(3)、挤出成型，将初步混合的上述各种组分在挤出机上挤出成型，生产出生物填料。
本实施例是在挤出机上挤出成型的，是将初步混合的各组分放到现有的双螺杆挤出机中自动进行，从喂料、熔混、到多次混炼、排气，以充分混炼和排气；然后将熔体压缩挤出。在挤出机的双螺杆转动过程中，在不破坏植物纤维的情况下达到木塑两相混合的目的；把物料中含有的水份及低挥份彻底排除。在混炼时，还可使组分中的偶联性润滑剂将植物纤维或石粉上的-OH基团接上有机基团，提高与高聚物之间的界面结合力。为了保证产品质量，挤出压力不小于30Mpa。可以一步法直接挤出成型，也可以二步法先造粒，然后挤出或注射成型，生产出生物填料。
实施例2，制品包括以下按重量份计的组分1)废聚乙烯(废聚乙烯粒经破碎磨成粉状)1002)稻壳粉603)重质碳酸钙154)乙烯/丙烯酸共聚物 35)碳酸氢钠 0.8偶氮二甲酰胺 16)氧化锌0.87)硬脂酸锌 0.5过氧化二异丙苯0.28)脂肪酸酰胺 3其制作步骤与实施例1的制作步骤相同。
实施例3制品包括以下按重量份计的组分1)废聚乙烯 1002)稻壳粉1503)重质碳酸钙604)乙烯/丙烯酸共聚物 65)碳酸氢钠 1.5偶氮二甲酰胺 1.56)氧化锌1.5
7)硬脂酸锌1.2过氧化二异丙苯0.38)脂肪酸 4其制作步骤与与实施例1的制作步骤相同。
实施例4，包括以下按重量份计的组分1)聚氯乙烯(K值58-60) 1002)木粉(植物纤维) 803)重质碳酸钙 304)天然树脂45)偶氮二甲酰胺1碳酸氢钠 0.86)氧化锌 17)硬脂酸锌0.88)聚乙烯蜡3其制作步骤与与实施例1的制作步骤相同。
实施例5，包括以下按重量份计的组分聚氯乙烯(K值58-60)100木粉 70重质碳酸钙20丙烯酸酯系列粘弹调节剂(K400) 6偶氮二甲酰胺 0.5碳酸氢钠 1热稳定剂(钙锌复合稳定剂) 4硬脂酸钙 0.6邻苯二甲酸二辛酯 2饱和脂肪醇的二缩醇酯 1.2聚乙烯蜡 0.6氯化聚乙烯4
其制作步骤与实施例1的制作步骤相同。
产品性能制品的结构如图1所示，呈管状，壁有孔φ，外壁呈条文状开孔，内壁呈凹凸不平的泡孔状；泡孔结构为开孔与闭孔并存，开口率20-40％。外壁适宜好氧菌生殖，内壁适宜厌氧菌生存，故可以并用这两种生物膜。
物理性能如下密度浸水前为0.95-0.98g/cm3，浸水后为1.05-1.15g/cm3之间，在水中呈悬浮状态，在流化床内有一定漂浮性；使用温度＜80℃；使用PH值为4-16；耐生物腐蚀，表面易于形成生物膜。
权利要求
1.一种木塑材质的生物填料，其特征是它是由包括以下按重量份数的各组分物质加工制成的塑料或废塑料100植物纤维40-150石粉10-60增容剂2-6吸/放热发泡剂1-3发泡活化剂0.5-1.5氧化断链剂0.5-1.5润滑剂2.5-4。
2.根据权利要求1所述的木塑材质的生物填料的制作方法，包括如下步骤(1)、备料，将上述的各种组分的材料备齐；(2)、混合，将上述各种的组分物质初步混合均匀；(3)、挤出成型，将初步混合均匀的上述各种组分在挤出机上进一步混合、加压、排气、挤出成型，生产出生物填料。
3.根据权利要求2所述的木塑材质的生物填料的制作方法，在挤出成型步骤时，是在压力不低于30Mpa下进行的。
全文摘要
一种木塑材质的生物填料，其特征是它是由以下按重量份数的各组分经加工制成的塑料100、植物纤维40－150、石粉10－60、增容剂2－6、吸/放热发泡剂1－3、发泡活化剂0.5－1.5、氧化断链剂0.5－1.5、润滑剂2.5－4。本发明生物填料可利用废料制作，其形状简单，制作、加工方便，填料本身带有更适合微生物生长的空隙结构，是一种性能高、成本低、寿命长的木塑质材料的新型微生物填料。
文档编号C02F3/34GK1827701SQ200610072248
公开日2006年9月6日 申请日期2006年4月14日 优先权日2006年4月14日
发明者徐凌秀 申请人:徐凌秀