CN101230201A - 可生物降解植物纤维材料及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明可生物降解植物纤维材料及其加工工艺公开一种可降解植物材料以及其加工工艺。针对原有的可降解的植物纤维材料不符合卫生安全、强度不够高的不足，提供一种强度高、无污染、制备工艺简单的可降解植物材料。该材料包括植物纤维粉、竹粉、脲甲醛模塑粉、玉米淀粉、水、硬脂酸锌和食用色粉，其中，以重量百分比计，各个成分的含量分别为：植物纤维粉40～50％，30目～90目竹粉2～8％，脲甲醛模塑粉23～26％，玉米淀粉8～15％，水5～9％，硬脂酸锌0.5～1％，食用色粉0.1～1％。其加工工艺采用模塑成型或压制成型，其优点是强度高、安全卫生、无污染，节约能源，且制作工艺简单。
Description
技术领域
本发明可生物降解植物纤维材料涉及一种可降解植物材料，尤其涉及一种无污染的可降解植物材料，同时还涉及一种可生物降解植物纤维材料的加工工艺。
背景技术
目前，全球正面临两大危机：一是环境急剧恶化，二是能源危机日益突出，不少有识之士纷纷提出各种各样的解决方案，其中一个两全其美的办法就是将二者结合起来，将废弃的原材料制造成有用的材料，变费为宝，在这个思想的指导下，有人研发出很多可降解材料，其中，有“公开号CN1361204A、名称为一次性可降解植物纤维餐饮具的制造方法”的中国专利，该中国专利公开的技术方案为：采用稻壳为主要原料，并加入可降解三聚氰胺改性脲醛树脂、聚乙烯醇、硬脂酸锌、钛白粉、淀粉等材料，各成分的重量百分比是稻壳72.7-75.8，三聚氰胺改性脲醛树脂11-20，聚乙烯醇1.5-2.5，硬脂酸锌0.3-0.7，钛白粉1.5-3，淀粉4-6。所述该专利提出的技术方案达到了制造降解材料的目的，也不会污染环境，但是，由于该专利材料中含有聚乙烯醇，聚乙烯醇虽然没有显著的毒性，但是也会刺激眼睛、呼吸道等人体器官，同时也会污染空气，这些都将带来环境污染，危及人类健康和世界安全。并且该技术方案中主要成分是稻壳，稻壳很难研磨成细小的颗粒，稻壳颗粒之间留有空隙，不能很好的结合，因此，这种材料的强度也不够高，不能满足生产和生活的多方面需求。
另外，有“公开号CN101081935A、名称为植物纤维可降解材料及制作工艺”的中国专利提出一种材料而且提供了该材料的制作工艺，该中国专利公开的技术方案为：采用植物纤维粉为主要原料，并加入可降解UF1P-110(俗称电玉粉)、硬脂酸锌、淀粉等材料，各成分的重量百分比是植物纤维粉50-55，电玉粉28-32，硬脂酸锌2-3，淀粉6-7，水9-12。工艺是采用粉碎、搅拌、硫化、修整成型。其作为代塑、代木材料可循环利用。因采用硫化工艺，对工艺控制有严格要求。
因此，有必要开发一种强度高、无污染的可降解植物材料，且制备工艺，以满足治理环境污染、节约能源的目的。
发明内容
本发明可生物降解植物纤维材料所要解决的技术问题是，针对已有的可降解的植物纤维材料不符合卫生安全、强度不够高的不足，提供一种强度高、无污染、制备工艺简单的可降解植物材料。
本发明所要解决的再一技术问题是，提供一种易实施的可生物降解植物纤维材料的制备工艺。
为了解决上述技术问题，本发明采取下列技术方案：
一种可生物降解植物纤维材料(PFM)，包括植物纤维粉、竹粉、脲甲醛模塑粉、玉米淀粉、水、硬脂酸锌和食用色粉，其中，以重量百分比计，各个成分的含量如下：
植物纤维粉40～50％
30目～90目竹粉 2～8％
脲甲醛模塑粉 23～26％
玉米淀粉 8～15％
水 5～9％
硬脂酸锌 0.5～1％
食用色粉 0.1～1％。
在上述技术方案基础上，为了在注塑加工过程中改善脱模效果，所述的竹粉为浸泡过食用油的竹粉。利用浸泡过食物油的竹粉，可以增加在制作过程中材料的流动性，提高产品的合格率。
在上述技术方案基础上，所述植物纤维粉的粒度为30目～90目。
在上述技术方案基础上，可食用油为植物油，如菜油、花生油等各类天然植物油。
上述各个成分中，硬脂酸锌为润滑剂，并有脱模作用，脲甲醛模塑粉作为模塑剂，食用色粉用于调节材料的颜色。植物纤维粉为主要原料，加上玉米淀粉与稻谷的谷糠，谷糠中含有部分植物油的油脂，加上玉米淀粉，这样能够获得更佳的产品降解效果。
与现有技术相比，本发明可生物降解植物纤维材料的强度更高，本发明中植物纤维粉、玉米淀粉和竹粉的粒度小，与脲甲醛模塑粉混合后相容性好。
与公开号为CN101081935的对比文件相比，本发明可生物降解植物纤维材料中，玉米淀粉上的比例更高，增加了降解的效果，使用浸泡过油的竹粉来增加流动性，提高了产率，降低了硬脂酸锌的用量，在不影响产品生产过程流动性的条件下，使最终产品更加环保。
一种制造上述可生物降解植物纤维材料的加工工艺，采用模塑成型或压制成型，具体为：
步骤一、对30目～90目的竹粉进行浸油处理：竹粉浸泡在可食用的植物油中，时间为2天，取出沥干多余的油脂，作为配料；
步骤二、将各式植物秸秆、谷糠等，烘干后加工成30目～90目大小的粉末颗粒；
步骤三、步骤一和步骤二中各组成分与脲甲醛模塑粉、玉米淀粉、水、硬脂酸锌、食用色粉按上述配方比例进行配料，并搅拌均匀；
步骤四、将搅拌均匀的材料，进行模塑成型或压制成型。
其中，所述的模塑成型中，还包括下列步骤：
一、依照生产产品的不同需要，将配料倒入下模模具腔体中，使用配合模具的推料尺，将材料均匀分布在模具内部；
二、启动热压机，依照产品不同需要，在100吨～500吨压力，130℃～180℃温度范围，多次压铸，排气，制成半成品；
三、将压铸好的半成品，移至加工部门，做修边加工，并包装成品。
竹粉和硬脂酸锌都能提高流动性，因为在材料配方中添加了竹粉，提高了材料流动性，改善了产品的加工性能，加工本发明无需对设备进行改造，加工工艺性能优越。
本发明的技术优点如下：
一、可生物降解植物纤维材料克服了其他可降解材料有毒有害的缺点，使用这种材料制成的产品使用更为安全。
二、可生物降解植物纤维材料经SGS六大有害物质测试(铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚(poly-brominated diphenyl ethers)和聚溴联苯(poly-brominated biphenyls))，测试结果显示完全没有这六大有害物质，符合ASTM6400标准。
三、可生物降解植物纤维材料为可生物降解材料，在掩埋后可以透过微生物来进行分解。
四、本发明适用温度的范围大，可以在摄氏零下40度到摄氏170度。因此，可以广泛适用图各种生活用品、家电外壳、组合家具、汽车内部装饰、各式建材等各项领域，可以大大的减少生活垃圾对环境造成的危害。
五、制造可生物降解植物纤维材料的主要原料为植物纤维，植物纤维来自于大自然，如稻谷的谷糠、竹艺产品的废料、多种植物；用这些没有用的植物纤维为原料制造可生物降解植物纤维材料，一方面可减少垃圾，另一方面可大大降低生产成本，节约能源。
六、在其生产过程中使用无毒无害的原料，比如食用油、食用色粉、玉米淀粉等，也没有有害的排水、排气出现，不产生噪音。因此，从制造、使用甚至最后的降解都没有任何环境污染。
具体实施方式
例1
一种可生物降解植物纤维材料(PFM)，包括植物纤维粉、竹粉、脲甲醛模塑粉、玉米淀粉、水、硬脂酸锌和食用色粉，按重量百分比计，各个成分的含量为：
植物纤维粉 48％
30目～90目竹粉 5％
脲甲醛模塑粉 24％
玉米淀粉 14％
水 7.8％
硬脂酸锌 0.7％
食用色粉 0.5％。
本实施例中，为了在注塑加工过程中改善脱模效果，所述的竹粉为浸泡过食用油的竹粉。利用浸泡过食物油的竹粉，可以增加在制作过程中材料的流动性，提高产品的合格率。
本实施例中，所述植物纤维粉的粒度为30目～90目。
本实施例中，所述的水为中性水。
本实施例中，可食用油为植物油，如菜油、花生油等各类天然植物油。
上述各个成分中，硬脂酸锌用于改善材料成型的脱模性能，脲甲醛模塑粉作为模塑剂，食用色粉用于调节材料的颜色。植物纤维粉为主要原料，加上玉米淀粉与稻谷的谷糠，谷糠中含有部分植物油的油脂，加上玉米淀粉，这样能够获得更佳的产品降解效果。
与现有技术相比，本发明可生物降解植物纤维材料的强度更高，本发明中植物纤维粉、玉米淀粉和竹粉的粒度小，与脲甲醛模塑粉混合后相容性好。
与公开号为CN101081935的对比文件相比，本发明可生物降解植物纤维材料中，玉米淀粉上的比例更高，增加了降解的效果，使用浸泡过油的竹粉来增加流动性，提高了产率，降低了硬脂酸锌的用量，在不影响产品生产过程流动性的条件下，使最终产品更加环保。
一种制造上述可生物降解植物纤维材料的加工工艺，采用模塑成型或压制成型，具体为：
步骤一、对30目～90目的竹粉进行浸油处理：竹粉浸泡在可食用的植物油中，时间为2天，取出沥干多余的油脂，作为配料；
步骤二、将各式植物秸秆、谷糠等，烘干后加工成30目～90目大小的粉末颗粒；
步骤三、步骤一和步骤二中各组成分与脲甲醛模塑粉、玉米淀粉、水、硬脂酸锌、食用色粉按上述配方比例进行配料，并搅拌均匀；
步骤四、将搅拌均匀的材料，进行模塑成型或压制成型。
其中，所述的模塑成型中还包括下列步骤：
一、依照生产产品的不同需要，将配料倒入下模模具腔体中，使用配合模具的推料尺，将材料均匀分布在模具内部；
二、启动热压机，依照产品不同需要，在100吨～500吨压力，130℃～180℃温度范围，多次压铸，排气，制成半成品；
三、将压铸好的半成品，移至加工部门，做修边加工，并包装成品。
竹粉和硬脂酸锌都能提高流动性，因为在材料配方中添加了竹粉，提高了材料流动性，改善了产品的加工性能，加工本发明无需对设备进行改造，加工工艺性能优越。
例2
本实施例中，按重量百分比计，各成分的含量为：
植物纤维粉 49％
30目～90目竹粉 6％
脲甲醛模塑粉 26％
玉米淀粉 11％
水 7.2％
硬脂酸锌 0.5％
食用色粉 0.3％。
其成型方法采用压制成型方法，产品为板材。
例3
本实施例中，按重量百分比计，各成分的含量为：
植物纤维粉 50％
30目～90目竹粉 4％
脲甲醛模塑粉 26％
玉米淀粉 10％
水 8.5％
硬脂酸锌 1％
食用色粉 0.5％。
其他同实施例1。
例4
本实施例中，按重量百分比计，各成分的含量为：
植物纤维粉 47％
30目～90目竹粉 7％
脲甲醛模塑粉 23％
玉米淀粉 13％
水 8.5％
硬脂酸锌 1％
食用色粉 0.5％。
其他同实施例1。
例5
本实施例中，按重量百分比计，各成分的含量为：
植物纤维粉 41％
30目～90目竹粉 8％
脲甲醛模塑粉 26％
玉米淀粉 15％
水 8.7％
硬脂酸锌 0.5％
食用色粉 0.8％。
其他同实施例1。
例6
本实施例中，按重量百分比计，各成分的含量为：
植物纤维粉 50％
30目～90目竹粉 3％
脲甲醛模塑粉 24％
玉米淀粉 13％
水 8.8％
硬脂酸锌 1％
食用色粉 0.2％。
其他同实施例1。
例7
本实施例中，按重量百分比计，各成分的含量为：
植物纤维粉 50％
30目～90目竹粉 3％
脲甲醛模塑粉 25％
玉米淀粉 12％
水 8.7％
硬脂酸锌 1％
食用色粉 0.3％。
其他同实施例1。
例8
本实施例中，按重量百分比计，各成分的含量为：
植物纤维粉 40.5％
30目～90目竹粉 8％
脲甲醛模塑粉 26％
玉米淀粉 15％
水 9％
硬脂酸锌 0.5％
食用色粉 1％。
其他同实施例1。
例9
本实施例中，按重量百分比计，各成分的含量为：
植物纤维粉 50％
30目～90目竹粉 2％
脲甲醛模塑粉 26％
玉米淀粉 13％
水 7.5％
硬脂酸锌 1％
食用色粉 0.5％。
其他同实施例1。
例10
本实施例中，按重量百分比计，各成分的含量为：
植物纤维粉 49％
30目～90目竹粉 7％
脲甲醛模塑粉 26％
玉米淀粉 8％
水 9％
硬脂酸锌 0.5％
食用色粉 0.5％。
其他同实施例1。
Claims (8)
1.一种可生物降解植物纤维材料，包括植物纤维粉、竹粉、脲甲醛模塑粉、玉米淀粉、水、硬脂酸锌和食用色粉，其中，以重量百分比计，各个成分的含量如下：
植物纤维粉 40～50％
30目～90目竹粉 2～8％
脲甲醛模塑粉 23～26％。
玉米淀粉 8～15％
水 5～9％
硬脂酸锌 0.5～1％
食用色粉 0.1～1％
2.根据权利要求1所述的可生物降解植物纤维材料，其特征在于，所述的竹粉为浸泡过食用油的竹粉。
3.根据权利要求1所述的可生物降解植物纤维材料，其特征在于，所述植物纤维粉的粒度为30目～90目。
4.根据权利要求1所述的可生物降解植物纤维材料，其特征在于，所述的水为中性水。
5.根据权利要求2所述的可生物降解植物纤维材料，其特征在于，所述的可食用油为植物油。
6.一种制造权利要求1至5之一所述的可生物降解植物纤维材料的加工工艺，其特征在于：采用模塑成型或压制成型。
7.根据权利要求6所述的可生物降解植物纤维材料的加工工艺，具体按照下列步骤进行：
步骤一、对30目～90目的竹粉进行浸油处理：竹粉浸泡在可食用的植物油中，时间为2天，取出沥干多余的油脂，作为配料；
步骤二、将各式植物秸秆、谷糠等，烘干后加工成30目～90目大小的粉末颗粒；
步骤三、步骤一和步骤二中各组成分与脲甲醛模塑粉、玉米淀粉、水、硬脂酸锌、食用色粉按上述配方比例进行配料，并搅拌均匀；
步骤四、将搅拌均匀的材料，进行模塑成型或压制成型。
8.根据权利要求7所述的可生物降解植物纤维材料的加工工艺，其特征在于：在所述的模塑成型中，还包括下列步骤：
一、将配料倒入下模模具腔体中，使用配合模具的推料尺，将材料均匀分布在模具内部；
二、启动热压机，在100吨～500吨压力，130℃～180℃温度范围，多次压铸，排气，制成半成品；
三、将压铸好的半成品，移至加工部门，做修边加工，并包装成品。
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