技术领域
本发明属于涉及新材料领域,具体涉及一种茶生物质复合材料及其制备方法与应用。
背景技术:
我国是农业大国,每年茶生物质的产量大,但目前的处理茶生物质的方式多为焚烧,不仅污染空气,还浪费资源,尤其当今社会,雾霾无处不在,既需要研发一种绿色的处理方式。
茶生物质中含有咖啡碱、单宁、茶多酚、蛋白质、碳水化合物、游离氨基酸、叶绿素、胡萝卜素、芳香油、酶、维生素A原、维生素B、维生素C、维生素E、维生素P以及无机盐、微量元素等400多种成分。与其他农作物秸秆相同的是,茶生物质含有大量的纤维,且茶生物质特有的吸湿和抑菌杀菌能力,可作为纸浆模塑原料,满足人们的生活生产需要。
技术实现要素:
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种茶生物质复合材料及其制备方法与应用,该复合材料硬度大、力学性能好,成本低廉,适合产业化。
一种茶生物质复合材料,包括以下按重量份数计的原料:茶生物质60-70份、木粉20-50份、秸秆粉12-30份、相容剂2-5份、润滑剂0.2-1.5份、着色剂2-3份、抗氧化剂0.1-3份、稳定剂0.1-3份。本发明所涉及的茶生物质包括茶杆、茶枝、茶籽和老茶叶。
作为改进的是,上述茶生物质复合材料,包括以下按重量份数计的原料:茶生物质70份、木粉50份、秸秆粉30份、相容剂5份、润滑剂1.5份、着色剂3份、抗氧化剂3份、稳定剂3份。
作为改进的是,所述秸秆粉为玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、水稻秸秆粉中一种或多种组合;所述相容剂为马来酸酐或马来酸酐接枝聚烯烃共聚物;所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇、硬脂酸中一种或多种复合;所述着色剂为铁红、铁黄、酞青绿、酞青蓝、炭黑、钛白粉中至少一种;所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂246、抗氧化剂1076中一种或多种组合;所述稳定剂为光稳定剂AM-101、紫外线吸收剂UV-326中的一种或两种组合。
上述茶生物质复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,按需要称取原料;
步骤2,取茶生物质60-80℃下浸泡20-48小时,洗净后晾干并磨碎至10-20目,备用;
步骤3,将步骤2中处理后的茶生物质与木粉、秸秆粉、相容剂、润滑剂、着色剂、抗氧化剂、稳定剂混合,搅拌均匀后,投入造粒机中60-118℃下造粒,得母料;
步骤4,将母料投入挤出机中挤出得茶生物质复合材料。
作为改进的是,步骤3中搅拌速度为420-540rpm。
作为改进的是,步骤4中挤出机的挤出温度为120-180℃。
上述茶生物质复合材料在室外地板或家具上的应用。
有益效果
与现有技术相比,本发明的优点在于以下几点:
(1)低温浸泡茶生物质,使得茶生物质中的营养物质浸出,避免为粉虫等提供营养物质;
(2)茶生物质含有大量的生物碱,减少细菌滋生,为茶生物质复合材料拓宽了用途;
(3)本发明茶生物质复合材料力学性能好,吸潮能力强,可作为运输带土植株的包装材料;
(4)另外,由于茶生物质热胀冷缩能力强,作为家具原材料,可防止家具变形,延长家具的使用寿命。
具体实施方式
实施例1
一种茶生物质复合材料,包括以下按重量份数计的原料:茶生物质60-70份、木粉20-50份、秸秆粉12-30份、相容剂2-5份、润滑剂0.2-1.5份、着色剂2-3份、抗氧化剂0.1-3份、稳定剂0.1-3份。
其中,所述秸秆粉为玉米秸秆粉和小麦秸秆粉的混合物;所述相容剂为马来酸酐;所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺;所述着色剂为铁红;所述抗氧化剂为抗氧化剂1010;所述稳定剂为光稳定剂AM-101。
上述茶生物质复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,按需要称取原料;
步骤2,取茶生物质60℃下浸泡20小时,洗净后晾干并磨碎至10目,备用;
步骤3,将步骤2中处理后的茶生物质与木粉、秸秆粉、相容剂、润滑剂、着色剂、抗氧化剂、稳定剂混合,以420rpm的速度搅拌均匀后,投入造粒机中60℃下造粒,得母料;
步骤4,将母料投入挤出机中以120℃下挤出得茶生物质复合材料。
对本实施例1所得茶生物质复合材料进行检测,耐压强度为385MPa,杀菌能力强,抑菌时长达9小时,耐折次数高达1800次,吸湿能力强,此复合材料尤其适合作为植物种植材料。
实施例2
一种茶生物质复合材料,包括以下按重量份数计的原料:茶生物质70份、木粉50份、秸秆粉30份、相容剂5份、润滑剂1.5份、着色剂3份、抗氧化剂3份、稳定剂3份。
其中,所述秸秆粉为玉米秸秆粉;所述相容剂为马来酸酐;所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇和硬脂酸的混合物;所述着色剂为炭黑;所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂246和抗氧化剂1076的混合物;所述稳定剂为紫外线吸收剂UV-326。
上述茶生物质复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,按需要称取原料;
步骤2,取茶生物质70℃下浸泡35小时,洗净后晾干并磨碎至15目,备用;
步骤3,将步骤2中处理后的茶生物质与木粉、秸秆粉、相容剂、润滑剂、着色剂、抗氧化剂、稳定剂混合,以500rpm的速度搅拌均匀后,投入造粒机中80℃下造粒,得母料;
步骤4,将母料投入挤出机中在150℃下挤出得茶生物质复合材料。
对本实施例2所得茶生物质复合材料进行检测,耐压强度为452MPa,杀菌能力强,抑菌时长达11.5小时,耐折次数高达2158次,吸湿能力强,此复合材料尤其适合作为植物种植材料。
实施例3
一种茶生物质复合材料,包括以下按重量份数计的原料:茶生物质60-70份、木粉20-50份、秸秆粉12-30份、相容剂2-5份、润滑剂0.2-1.5份、着色剂2-3份、抗氧化剂0.1-3份、稳定剂0.1-3份。
其中,所述秸秆粉为玉米秸秆粉和小麦秸秆粉的混合物;所述相容剂为马来酸酐;所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺;所述着色剂为炭黑;所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂246和抗氧化剂1076的混合物;所述稳定剂为紫外线吸收剂UV-326。
上述茶生物质复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,按需要称取原料;
步骤2,取茶生物质80℃下浸泡48小时,洗净后晾干并磨碎至20目,备用;
步骤3,将步骤2中处理后的茶生物质与木粉、秸秆粉、相容剂、润滑剂、着色剂、抗氧化剂、稳定剂混合,以540rpm的速度搅拌均匀后,投入造粒机中118℃下造粒,得母料;
步骤4,将母料投入挤出机中在180℃下挤出得茶生物质复合材料。
对本实施例3所得茶生物质复合材料进行检测,耐压强度为418MPa,杀菌能力强,抑菌时长达10.2小时,耐折次数高达1985次,吸湿能力强。
用实施例3制备的茶生物质复合材料生产椅子,所得椅子热胀冷缩,不易损坏,而现有材料制备的椅子用久后,易生虫、易变形,影响使用。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改进和变换,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围内。