專(zhuān)利名稱(chēng)：一種微晶膨化秸稈復(fù)合粉料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于模塑包裝制品的新材料及其制備方法，具體地說(shuō)涉及一種微晶膨化秸桿復(fù)合粉料及其制備方法。
背景技術(shù)：
模塑包裝制品在人們的日常生活中起著不可或缺的作用，市場(chǎng)用量較大。目前，模塑包裝制品主要采用的原料有紙漿和廢紙或者發(fā)泡塑料。以發(fā)泡塑料為主要原料制造模塑包裝制品，不僅成本較高，而且產(chǎn)品不易降解，產(chǎn)容易生白色污染。以紙漿和廢紙為主要原料制造模塑包裝制品，挺度差，回潮現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)品容易撬曲變形，而且所用原料一紙漿需要添加化學(xué)助劑進(jìn)行制造，產(chǎn)生黑液污染嚴(yán)重?，F(xiàn)有技術(shù)中，也有將植物秸桿粉碎后制造模塑包裝制品的，但是，秸桿粉碎后形成 的粉料密度大，流動(dòng)性不好，在模壓制品過(guò)程中脫水較慢，影響產(chǎn)量，而且最終制品表面光滑度不夠，因此，尋求一種新的制備模塑包裝制品的材料成為當(dāng)務(wù)之急。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種微晶膨化秸桿復(fù)合粉料及其制備方法，為模塑制品行業(yè)開(kāi)辟了新途徑。本發(fā)明所述的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料價(jià)格低，可降解，綠色環(huán)保，采用機(jī)械物理方法制備，整個(gè)制備過(guò)程不添加任何化學(xué)助劑，沒(méi)有污水排放，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明所述的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，按重量份計(jì)，原料配比為植物秸桿85-95份，密胺樹(shù)脂5-15份。所述的植物秸桿為麥秸或稻草或玉米秸桿或其混合物。所述的密胺樹(shù)脂為餐具級(jí)密胺樹(shù)脂，保證最終制品使用安全。本發(fā)明所述的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料具體的制備步驟為( I)將植物秸桿切斷，除塵，加到膨化機(jī)進(jìn)行膨化，得植物秸桿長(zhǎng)纖維；(2)將植物秸桿長(zhǎng)纖維粗磨；(3)將粗磨后的植物秸桿長(zhǎng)纖維精磨，過(guò)篩，得微晶膨化秸桿粉；(4)將微晶膨化秸桿粉與密胺樹(shù)脂按比例混合均勻，得微晶膨化秸桿復(fù)合粉料。為了加料方便，首先將植物秸桿切成2_5mm長(zhǎng)，進(jìn)行除塵后，加入膨化機(jī)膨化。植物秸桿進(jìn)入膨化機(jī)之前，先進(jìn)行噴水處理，使植物秸桿濕度控制在5%，然后經(jīng)XLR-QP50型膨化機(jī)料斗加入，進(jìn)入膨化腔，在膨化腔螺桿的擠壓作用下，由于摩擦產(chǎn)生大量的熱，使秸桿升溫至120-150°C。另一方面，螺桿螺旋強(qiáng)迫秸桿前移，通過(guò)模頭的?？讜r(shí)獲得O. 5-0. SMpa的壓力。秸桿擠出模孔后，壓力急劇下降，水分蒸發(fā)，秸桿內(nèi)部形成多孔結(jié)構(gòu)，體積增大，將植物秸桿纖維打開(kāi)，從而達(dá)到膨化的目的，植物秸桿纖維蓬松變軟成絨絲狀，提高了秸桿纖維間的結(jié)合力。由于溫度和壓力達(dá)不到，秸桿熟化度不好會(huì)影響秸桿纖維的韌性，因此該膨化過(guò)程中，溫度為120-150°C，壓力為O. 5-0. 8Mpa。為了將膨化所得的植物秸桿長(zhǎng)纖維研磨成顆粒狀并除去雜質(zhì)，需要將膨化所得的植物秸桿長(zhǎng)纖維送入粗磨機(jī)進(jìn)行粗磨。因?yàn)樵谘心ミ^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，為了避免糊料，影響纖維的強(qiáng)度和結(jié)合力，植物秸桿長(zhǎng)纖維在進(jìn)入粗磨機(jī)之前需噴水潤(rùn)濕，保持濕度為5%即可。該過(guò)程采用造紙廠(chǎng)制漿通用設(shè)備即可。為了進(jìn)一步增加粉料的細(xì)度，使其具有較好的流動(dòng)性，增強(qiáng)最終制品的性能，本發(fā)明將粗磨后的植物秸桿長(zhǎng)纖維進(jìn)行精磨，然后過(guò)篩，得粒徑為1600目的微晶膨化秸桿粉。微晶膨化秸桿粉粒徑過(guò)大或過(guò)小，均導(dǎo)致纖維之間結(jié)合不好，影響密度和強(qiáng)度，導(dǎo)致使用該復(fù)合粉料制備模壓制品過(guò)程中脫水較慢；為了保證最終微晶膨化秸桿粉的粒徑合格，粗磨后的植物秸桿長(zhǎng)纖維經(jīng)過(guò)兩次精磨。本發(fā)明采用的精磨設(shè)備為zcsg-945高濃磨和zdp-600雙盤(pán)磨。將微晶膨化秸桿粉與密胺樹(shù)脂按照配比投入到雙螺帶混合機(jī)中，常溫混合15-30 分鐘，兩者混合均勻后，即得微晶膨化秸桿復(fù)合粉料。若混合時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則造成工時(shí)的浪費(fèi)；若混合時(shí)間過(guò)短，則達(dá)不到混合均勻的效果。所述密胺樹(shù)脂是餐飲具級(jí)密胺樹(shù)脂粉，同秸桿纖維結(jié)合牢固，與微晶膨化秸桿粉混合后使得微晶膨化秸桿復(fù)合粉料具有植物秸桿和密胺樹(shù)脂的雙重效果，大大提高了微晶膨化秸桿粉料的強(qiáng)度和挺度。根據(jù)最終模塑制品性能需要，按重量份計(jì)，植物秸桿用量為85-95份，用量過(guò)大會(huì)使得制造成本增高，用量過(guò)小則導(dǎo)致最終制品撕裂強(qiáng)度不夠。將最終制得的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料按照現(xiàn)有技術(shù)即可制造生產(chǎn)出模塑包裝制
品O由于密胺樹(shù)脂是熱固型樹(shù)脂，加熱后熔融，增加了流動(dòng)性，從而保證使用該復(fù)合粉料制備模塑制品時(shí)，密胺樹(shù)脂同秸桿纖維結(jié)合牢固，密胺樹(shù)脂加熱固化后強(qiáng)度如瓷，明亮光滑，與微晶膨化秸桿粉復(fù)合后使得微晶膨化秸桿復(fù)合粉料具有植物秸桿和密胺樹(shù)脂雙重效果，大大提高了微晶膨化秸桿粉料的強(qiáng)度和挺度。密胺樹(shù)脂用量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)品成本增高，過(guò)小則起不到增強(qiáng)強(qiáng)度的效果，而且最終產(chǎn)品也達(dá)不到表面光滑的效果。因此，按重量份計(jì)，密胺樹(shù)脂的用量為5-15份。綜上所述，本發(fā)明以植物秸桿和密胺樹(shù)脂為原料，經(jīng)過(guò)粗磨和多次精磨，制備出符合模塑包裝材料的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，代替目前使用的紙漿、廢紙和發(fā)泡塑料，是模塑制品的全新材料，不但提高模塑制品的挺度和強(qiáng)度，而且大大降低了生產(chǎn)成本。微晶膨化秸桿復(fù)合粉料的整個(gè)制備過(guò)程采用機(jī)械物理方法，不添加任何化學(xué)助劑，沒(méi)有污水排放，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明制得的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料外觀(guān)接近于植物秸桿的本色微晶粉粒，用該原料制作的模塑制品可降解，綠色環(huán)保。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I一種微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，按重量份計(jì)，原料配比為植物秸桿85份，密胺樹(shù)脂15份。所述的植物秸桿為麥秸。所述的密胺樹(shù)脂為餐具級(jí)密胺樹(shù)脂其具體的制備步驟為(I)將植物秸桿切至2_3mm長(zhǎng)，除塵，加到膨化機(jī)進(jìn)行膨化，得植物秸桿長(zhǎng)纖維，膨化溫度為150°C，壓力為O. 7Mpa ；( 2 )將植物秸桿長(zhǎng)纖維粗磨；(3)將粗磨后的植物秸桿長(zhǎng)纖維精磨，過(guò)篩，得粒徑為1600目的微晶膨化秸桿粉；(4)將微晶膨化秸桿粉與密胺樹(shù)脂按比例室溫混合均勻，混合時(shí)間為20分鐘，得微晶膨化秸桿復(fù)合粉料。實(shí)施例2一種微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，按重量份計(jì)，原料配比為植物秸桿95份，密胺樹(shù)脂5份。所述的植物秸桿為稻草。 所述的密胺樹(shù)脂為餐具級(jí)密胺樹(shù)脂。其具體的制備步驟為(I)將植物秸桿切至3_5mm長(zhǎng)，除塵，加到膨化機(jī)進(jìn)行膨化，得植物秸桿長(zhǎng)纖維，膨化溫度為120°C，壓力為O. 5Mpa ；( 2 )將植物秸桿長(zhǎng)纖維粗磨；(3)將粗磨后的植物秸桿長(zhǎng)纖維精磨，過(guò)篩，得粒徑為1600目的微晶膨化秸桿粉；(4)將微晶膨化秸桿粉與密胺樹(shù)脂按比例室溫混合均勻，混合時(shí)間為15分鐘，得微晶膨化秸桿復(fù)合粉料。實(shí)施例3一種微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，按重量份計(jì)，原料配比為植物秸桿90份，密胺樹(shù)脂10份。所述的植物秸桿為玉米秸桿。所述的密胺樹(shù)脂為餐具級(jí)密胺樹(shù)脂。其具體的制備步驟為(I)將植物秸桿切至2_5mm長(zhǎng)，除塵，加到膨化機(jī)進(jìn)行膨化，得植物秸桿長(zhǎng)纖維，膨化溫度為130°C，壓力為O. 8Mpa ；( 2 )將植物秸桿長(zhǎng)纖維粗磨；(3)將粗磨后的植物秸桿長(zhǎng)纖維精磨，過(guò)篩，得粒徑為1600目的微晶膨化秸桿粉；(4)將微晶膨化秸桿粉與密胺樹(shù)脂按比例室溫混合均勻，混合時(shí)間為30分鐘，得微晶膨化秸桿復(fù)合粉料。實(shí)施例4一種微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，按重量份計(jì)，原料配比為植物秸桿87份，密胺樹(shù)脂13份。所述的植物秸桿為麥秸和稻草以及玉米秸桿的混合物，其中，麥秸30份、稻草29份、玉米秸桿28份。所述的密胺樹(shù)脂為餐具級(jí)密胺樹(shù)脂。其具體的制備步驟為(I)將植物秸桿切至4_5mm長(zhǎng)，除塵，加到膨化機(jī)進(jìn)行膨化，得植物秸桿長(zhǎng)纖維，膨化溫度為140°C，壓力為O. 6Mpa ；( 2 )將植物秸桿長(zhǎng)纖維粗磨；
(3)將粗磨后的植物秸桿長(zhǎng)纖維精磨，過(guò)篩，得粒徑為1600目的微晶膨化秸桿粉；(4)將微晶膨化秸桿粉與密胺樹(shù)脂按比例室溫混合均勻，混合時(shí)間為25分鐘，得微晶膨化秸桿復(fù)合粉料。實(shí)施例5一種微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，按重量份計(jì)，原料配比為植物秸桿92份，密胺樹(shù)脂8份。所述的植物稻桿為麥稻和稻草的混合物，其中，麥稻40份、稻草52份。所述的密胺樹(shù)脂為餐具級(jí)密胺樹(shù)脂。其具體的制備步驟為(I)將植物秸桿切至2_4mm長(zhǎng)，除塵，加到膨化機(jī)進(jìn)行膨化，得植物秸桿長(zhǎng)纖維，膨化溫度為150°C，壓力為O. 5Mpa ；( 2 )將植物秸桿長(zhǎng)纖維粗磨；(3)將粗磨后的植物秸桿長(zhǎng)纖維精磨，過(guò)篩，得粒徑為1600目的微晶膨化秸桿粉；(4)將微晶膨化秸桿粉與密胺樹(shù)脂按比例室溫混合均勻，混合時(shí)間為28分鐘，得微晶膨化秸桿復(fù)合粉料。將實(shí)施例3制得的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料模壓的制品與紙漿、廢紙模壓的制品進(jìn)行性能比較(BB/T0045-2007)，具體結(jié)果見(jiàn)表I :表I 模壓制品性能比較
權(quán)利要求
1.一種微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，其特征在于按重量份計(jì)，原料配比為植物秸桿85-95份，密胺樹(shù)脂5-15份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，其特征在于所述的植物秸桿為麥秸或稻草或玉米秸桿或其混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，其特征在于所述的密胺樹(shù)脂為餐具級(jí)密胺樹(shù)脂。
4.制備權(quán)利要求I所述的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料，其特征在于其具體步驟為 (1)將植物秸桿切斷，除塵，加到膨化機(jī)進(jìn)行膨化，得植物秸桿長(zhǎng)纖維； (2)將植物秸桿長(zhǎng)纖維粗磨； (3)將粗磨后的植物秸桿長(zhǎng)纖維精磨，過(guò)篩，得微晶膨化秸桿粉； (4)將微晶膨化秸桿粉與密胺樹(shù)脂按比例混合均勻，得微晶膨化秸桿復(fù)合粉料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料的制備方法，其特征在于步驟(I)中膨化溫度為120-150°C，壓力為O. 5-0. 8Mpa。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的粗磨后的植物秸桿長(zhǎng)纖維經(jīng)過(guò)兩次精磨。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料的制備方法，其特征在于步驟(3)中微晶膨化秸桿粉的粒徑為1600目。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微晶膨化秸桿復(fù)合粉料的制備方法，其特征在于步驟(4)中混合溫度為室溫，混合時(shí)間為15-30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于模塑包裝制品的新材料及其制備方法，具體地說(shuō)涉及一種微晶膨化秸稈復(fù)合粉料及其制備方法。本發(fā)明以植物秸稈為原料，經(jīng)切斷、除塵、膨化、粗磨、精磨、篩分后再配入少量食品級(jí)密胺樹(shù)脂，即可用于模塑制品的主要原料，代替目前使用的紙漿、廢紙和發(fā)泡塑料，提高了模塑制品的挺度和強(qiáng)度，大大降低了生產(chǎn)成本。其制備過(guò)程采用機(jī)械物理方法，不添加任何化學(xué)助劑，沒(méi)有污水排放，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)C08L97/02GK102838879SQ20121033549
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者王保輝, 劉玉峰 申請(qǐng)人:王保輝, 劉玉峰