专利名称：一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改性植物纤维，具体涉及一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体。
背景技术：
现有技术或大量专利文献报导，植物纤维基本上都是经过粉碎、打浆、漂白后做成一次性餐饮具的，一般都是采用模塑方法制成的。即使有将植物纤维直接填充到聚合物中，但也达不到高填充性的要求。当然也有报导中叙述其填充量可达50％以上，但是这种做法仅局限于做成板材制品，具有一定的局限性，尤其是低含纤维类农作物秸秆。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中植物纤维填充量小的不足，提供一种填充量大、耐高温、分散性、相容性好、满足某种物理性能需要的用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体。本发明的用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体由下述成分按照重量百分比制成天然植物纤维85～98％、表面改性剂0.5～5％、增塑剂1～10％、着色剂0～8％，所述表面改性剂为JL-GO2型改性剂，或者为JL-GO2型改性剂与偶联剂和/或马莱酸酐的混合物。
本发明按照如下步骤制备可填充性植物纤维粉体a、天然植物纤维经过一级初粉碎后进行二级超细粉磨，控制植物纤维粉末的细度为150～1600目，含水量≤3％；b、按照重量百分比为天然植物纤维85～98％、表面改性剂0.5～5％、增塑剂1～10％、着色剂0～8％的比例将上述成分混料；c、将混料放入具有加温功能的高速混料机，在温度为80～120℃的条件下搅拌10～30分钟，冷却至常温，得到可填充性植物纤维粉体。
JL-GO2型改性剂是采用特殊的化学合成技术及功能性复合技术，将具有螯合能力的有机官能团接枝在表面活性剂上，因而产品集偶联剂、高效活化剂及加工助剂等多功能于一体。在高分子材料加工过程中直接添加JL-GO2型改性剂，不仅能使无机填料得到高度分散，增加填料用量，而且能改善体系各组分的相容性、促进塑化，降低熔体粘度，改善加工流动性，提高生产效率。JL-GO2型改性剂对无机填料具有极强的亲和性，使其得到充分的活化改性，破坏并阻止无机物团聚，从而更加均匀分散到高分子网络中，因而可以提高填料的加入量，同时依赖较强的界面键合作用，达到增韧补强的效果。应用于高分子复合材料加工中，能够很好地改善习题各组分的相容性，促进塑化，降低熔体粘度，改善加工流动性，提高生产效率，并能够提高制品的抗冲击强度及断裂伸长率，同时改善制品表面光泽。
有机填料存在大量羟基，在分子间存在氢键而吸水。超细后的植物纤维粉末有聚集性，而聚集现象不利于分散，同时植物纤维在高于145℃加工环境下脱水(结晶水)碳化(糊料)，而失去可利用性。克服和解决上述问题的方法如下一、填加表面改性剂本发明采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、JL-GO2型改性剂、多元醇作为表面改性剂。此方法的目的在于改善由于天然植物纤维具有较高强度氢键，进行热混合时而聚集在一起成团，难以在醇中分散的现象。
二、填加耐高温增塑剂在高温高速下搅拌，使增塑剂在植物纤维上形成一层保护膜，防止结晶水析出，避免植物纤维碳化。
三、由于表面改性、增塑剂，尤其是增塑剂的羟基团与天然纤维中的羟基相互作用削弱纤维之间的作用力，改善了分散性。
四、植物纤维在经过超细粉磨达到150目～1600目，改性后的植物纤维能很均匀的分散在聚合物中，不会因为有大颗粒的存在，使制品做的很厚，制品在聚合物和超细植物纤维分子的相互作用下不仅能达到很好的高填充量，而且能够保持一定的物理性能。
本发明以农作物秸秆、稻壳、木屑、果渣等天然植物纤维为原料，经超细粉磨、表面改性处理，改善分子间存在羟基、氢键作用力、易吸水性，解决了植物纤维与可降解聚合物的相容性、分散性、耐温性、耐水性问题，粉体料可以应用于聚乳酸(PLA)、聚乙烯醇(PVA)、二氧化碳聚合物(PPC)等聚合物中，并可以与淀粉等无机材料并用。本发明有利于大量含纤维素农作物秸秆的废弃物大量收集再利用，有效降低包装材料成本，改性植物纤维的最大填充量在制造膜、薄片材时可达50％，做厚片材和板材时可达80％。本发明的应用效果参见表1。
表1
注改性前、改性后分别指植物纤维改性前和改性后。
具体实施例方式
具体实施方式
一本实施方式的可填充性植物纤维粉体由下述成分按照重量百分比制成天然植物纤维85～98％、表面改性剂0.5～5％、增塑剂1～10％、着色剂0～8％。所述天然植物纤维为秸秆、麦秆、苇杆、稻壳、木屑、果渣中的一种或几种的混合物；表面改性剂为偶联剂、马莱酸酐、JL-GO2型改性剂中的一种或几种的混合物，其中JL-GO2型改性剂为如东金来氨基酸有限公司生产的改性剂；偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂；增塑剂为偏苯三酸酯、乙酰柠檬酸酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸正辛正癸酯、邻苯二甲酸酯、壬二酸中的一种或几种的混合物。
具体实施例方式
二本实施方式与具体实施方式
一不同的是，可填充性植物纤维粉体由下述成分按照重量百分比制成天然植物纤维85％、表面改性剂2％、增塑剂8％、着色剂5％。
具体实施例方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是，可填充性植物纤维粉体由下述成分按照重量百分比制成天然植物纤维90％、表面改性剂4％、增塑剂4％、着色剂2％。
具体实施例方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同的是，可填充性植物纤维粉体由下述成分按照重量百分比制成天然植物纤维98％、表面改性剂1％、增塑剂1％。
具体实施例方式
五本实施方式按照下述步骤制备可填充性植物纤维粉体a、天然植物纤维经过一级初粉碎后进行二级超细粉磨，控制植物纤维粉末的细度为150～1600目，含水量≤3％；b、按照重量百分比为天然植物纤维85～98％、表面改性剂0.5～5％、增塑剂1～10％、着色剂0～8％的比例将上述成分混料；c、将混料放入具有加温功能的高速混料机，在温度为80～120℃的条件下搅拌10～30分钟，冷却至常温，得到可填充性植物纤维粉体。本实施方式中植物纤维一级初粉碎至≤10mm，二级超细粉磨至植物纤维粉末细度优选为300～800目。
具体实施例方式
六将稻壳清洗，烘干至水分含量≤1.5％，然后进行超细粉磨，控制粉末细度为300目，按照重量百分比为稻壳95.5％、硅烷偶联剂0.5％、JL-GO2型改性剂1％、正二酸二正酯3％的比例将上述成分混合后，置于高速混料机中，将温度控制在80～120℃，搅拌10～30分钟，冷却至常温装入防潮袋中。
具体实施例方式
七将苇杆初级粉碎清洗烘干后进行超细粉磨，控制粉末细度≥300目，按照重量百分比为苇杆92％、钛酸偶联剂0.5％、马莱酸酣0.5％、JL-GO2型改性剂1％、柠檬酸三丁酯3％、纳米级TiO23％的比例将上述成分混合后，置于高速混合机中，温度控制在80～120℃，搅拌10～30分钟后，冷却至室温后装入防潮包装袋中备用。
具体实施例方式
八将麦秆、秸秆经初级粉碎后进行超细粉磨，控制粉末细度≥250目，按照重量百分比为麦秆和秸秆混合物92％、JL-GO2型改性剂0.5％、纳米级CaCO32％、橙色或桔黄色颜料3％、邻苯二甲酸二正丁酯2.5％的比例将上述成分混合后，置于高速混料机中，温度控制在80～120℃，搅拌10～30分钟，经冷却后至常温装入防潮包装袋中备用。
具体实施例方式
九将木屑经初级粉碎后进行超细粉磨，控制粉末细度为500目，按照重量百分比为木屑88％、JL-GO2型改性剂1％、纳米级CaCO32％、橙色或桔黄色颜料3％、邻苯二甲酸二异辛酯6％的比例将上述成分混合后，置于高速混料机中，温度控制在80～120℃，搅拌10～30分钟，经冷却后至常温装入防潮包装袋中备用。
具体实施例方式
十将木屑经初级粉碎后进行超细粉磨，控制粉末细度为600目，按照重量百分比为木屑90％、JL-GO2型改性剂4％、橙色或桔黄色颜2％、邻苯二甲酸二异辛酯4％的比例将上述成分混合后，置于高速混料机中，温度控制在80～120℃，搅拌10～30分钟，经冷却后至常温装入防潮包装袋中备用。
权利要求
1.一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体，其特征在于它由下述成分按照重量百分比制成天然植物纤维85～98％、表面改性剂0.5～5％、增塑剂1～10％、着色剂0～8％，所述表面改性剂为JL-GO2型改性剂，或者为JL-GO2型改性剂与偶联剂和/或马莱酸酐的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体，其特征在于它由下述成分按照重量百分比制成天然植物纤维85％、表面改性剂2％、增塑剂8％、着色剂5％。
3.根据权利要求1所述的一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体，其特征在于它由下述成分按照重量百分比制成天然植物纤维90％、表面改性剂4％、增塑剂4％、着色剂2％。
4.根据权利要求1所述的一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体，其特征在于它由下述成分按照重量百分比制成天然植物纤维98％、表面改性剂1％、增塑剂1％。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体，其特征在于所述天然植物纤维为秸秆、麦秆、苇杆、稻壳、木屑、果渣中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体，其特征在于所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体，其特征在于所述增塑剂为偏苯三酸酯、乙酰柠檬酸酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸正辛正癸酯、邻苯二甲酸酯、壬二酸中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1、2、3或4所述的一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体，其特征在于所述天然植物纤维的细度为150～1600目，含水量≤3％。
9.根据权利要求8所述的一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体，其特征在于所述天然植物纤维的细度为300～800目。
全文摘要
一种用于餐饮具的可填充性植物纤维粉体，它涉及一种改性植物纤维。为了克服以往技术中植物纤维填充量小的不足，本发明的可填充性植物纤维粉体由下述成分按照重量百分比制成植物纤维85～98％、表面改性剂0.5～5％、增塑剂1～10％、着色剂0～8％，所述表面改性剂为JL－GO
文档编号A47G19/00GK1752333SQ200510010388
公开日2006年3月29日 申请日期2005年9月28日 优先权日2005年9月28日
发明者朱家牧, 孙志强, 李占生, 朱鹏涛 申请人:董运达, 王辉才, 许波