CN102031005B

CN102031005B - 植物纤维材料组合物及植物纤维制品的制备方法

Info

Publication number: CN102031005B
Application number: CN201010568216XA
Authority: CN
Inventors: 应春良; 罗云杰; 何勇
Original assignee: NINGBO MULINSEN FIBER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NINGBO MULINSEN FIBER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: CN102031005A

Abstract

本发明实施例公开了一种植物纤维材料组合物及植物纤维制品的制备方法，该方法包括：将40wt％～50wt％的植物纤维粉、30wt％～40wt％的大豆蛋白胶粘剂、5wt％～10wt％的玉米淀粉、5wt％～10wt％的甘油、4wt％～7wt％的谷糠和3wt％～8wt％的水混合，加热模压成型，得到植物纤维制品。大豆蛋白胶粘剂具有粘结作用，其中的蛋白质成分在植物纤维制品的降解过程中，能供给微生物丰富的营养成分，加快微生物对植物纤维制品的分解，加速了植物纤维制品的降解。实验结果表明，本发明制备的植物纤维制品有较快的降解速率，在2～6个月开始降解，两年完全降解，无污染，保护了环境。

Description

植物纤维材料组合物及植物纤维制品的制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，更具体地说，涉及一种植物纤维材料组合物及植物纤维制品的制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对矿产和自然资源的需求也越来越多，加剧了各类资源的紧缺，成本不断攀升。在生活中，塑料制品和纸制品的得到了广泛的应用。但是，由于石油资源的紧缺，石油价格不断地上涨，导致塑料成本不断地攀升，并且给环境带来了很大的污染，因此，人们正在寻求塑料制品的替代品。纸制品需要以纸作为原料，而纸的制备又必须砍伐树木，不仅给生态环境自然资源造成破坏，而且造纸还会产生大量的污水，给环境造成了二次污染，不利于环保，同时，纸制品生产工艺复杂，生产效率低，成本高；由于温度、湿度等气候的变化，纸制品的使用强度降低，极大地限制了纸制品的应用。

为了消除塑料制品和纸制品带来的污染，节约矿产和自然资源，世界各地纷纷寻求塑料和纸制品的替代品。植物纤维制品由于以农副产品为原料来源，因此原料来源广泛；并且，植物纤维制品由于具有可降解的功能，因此得到了广泛的研究。

现有的植物纤维制品的制备方法为将优质天然竹材经破碎、筛选后，选取其粒度介于40～80目之间的竹粉，适当添加谷糠、淀粉、脲醛树脂、色粉、水等辅料，充分混合；将混合后的原料精确称量后，充填到预热后的模具内，进行热压成型，成型后脱模；将脱模后的产品进行检验，然后去除毛刺，进行修边，打磨等后处理，得到植物纤维制品。利用该方法制备的植物纤维制品中，在其降解过程中供给微生物营养成分的主要原料为木质纤维素，成分单一，限制了降解过程中微生物对植物纤维制品的分解，因此降解速度缓慢，一般需要在2～3年才开始降解。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种植物纤维材料组合物及植物纤维制品的制备方法，本发明制备的植物纤维制品有较快的降解速率。

本发明提供一种植物纤维材料组合物，包括以下成分：

40wt％～50wt％的植物纤维粉；

30wt％～40wt％的大豆蛋白胶粘剂；

5wt％～10wt％的玉米淀粉；

5wt％～10wt％的甘油；

4wt％～7wt％的谷糠；

3wt％～8wt％的水。

优选的，述植物纤维粉的粒度为40～80目。

优选的，所述大豆蛋白胶粘剂的粒度为180～220目。

优选的，还包括：

1wt％～3wt％的离子改性剂。

本发明还提供一种植物纤维制品的制备方法，包括：

将40wt％～50wt％的植物纤维粉、30wt％～40wt％的大豆蛋白胶粘剂、5wt％～10wt％的玉米淀粉、5wt％～10wt％的甘油、4wt％～7wt％的谷糠和3wt％～8wt％的水混合，加热模压成型，得到植物纤维制品。

优选的，所述植物纤维粉的粒度为40～80目。

优选的，所述大豆蛋白胶粘剂的粒度为180～220目。

优选的，所述植物纤维粉为竹纤维粉。

优选的，所述加热的温度为130～150℃。

优选的，所述模压的压力为10～20Kg/cm²。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供一种植物纤维材料组合物及植物纤维制品的制备方法，该方法包括：将40wt％～50wt％的植物纤维粉、30wt％～40wt％的大豆蛋白胶粘剂、5wt％～10wt％的玉米淀粉、5wt％～10wt％的甘油、4wt％～7wt％的谷糠和3wt％～8wt％的水混合，加热模压成型，得到植物纤维制品。玉米淀粉具有填充植物纤维粉的颗粒间隙的作用；谷糠作为大颗粒植物纤维，增加了物纤维制品的牢固度；甘油在植物纤维制品成型的过程中，增加原料的流动性，起到润滑的作用；大豆蛋白胶粘剂具有粘结作用，其中的蛋白质成分在植物纤维制品的降解过程中，能供给微生物丰富的营养成分，加快微生物对植物纤维制品的分解，加速了植物纤维制品的降解。实验结果表明，本发明制备的植物纤维制品有较快的降解速率，在2～6个月开始降解，两年完全降解，无污染，保护了环境。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种植物纤维材料组合物，包括以下成分：

40wt％～50wt％的植物纤维粉；

30wt％～40wt％的大豆蛋白胶粘剂；

5wt％～10wt％的玉米淀粉；

5wt％～10wt％的甘油；

4wt％～7wt％的谷糠；

3wt％～8wt％的水。

按照本发明，还包括：1wt％～3wt％的离子改性剂。所述离子型改性剂具有改善制备的植物纤维制品的防水性能的作用。所述离子改性剂优选为1wt％～2wt％，更优选为1wt％。所述植物纤维粉的粒度优选为40～80目，更优选为40～80目。所述大豆蛋白胶粘剂的粒度优选为180～220目，更优选为180～220目。

本发明还提供一种植物纤维制品的制备方法，包括：

植物纤维粉是所述植物纤维制品的主要原料，优选采用竹纤维粉。所述植物纤维粉的含量优选为42wt％～48wt％，更优选为43wt％～47wt％。所述植物纤维粉的粒度优选为50～80目，更优选为50～70目。

大豆蛋白胶粘剂具有粘结作用，起到将各成分粘接起来的作用，其中的蛋白质成分在植物纤维制品的降解过程中，能供给微生物蛋白质等营养成分，从而为微生物的生长和繁殖提供更充分的营养成分，加快微生物对植物纤维制品的分解。所述大豆蛋白胶粘剂的含量优选为32wt％～38wt％，更优选为34wt％～37wt％。所述大豆蛋白胶粘剂的粒度优选为180～220目，更优选为190～210目，最优选为200目。

玉米淀粉具有填充植物纤维颗粒间隙的作用，优选为食用级。所述玉米淀粉的含量优选为6wt％～9wt％，更优选为7wt％～9wt％。

甘油在植物纤维制品成型的过程中，增加了原料的流动性，起到润滑的作用。所述甘油的含量优选为6wt％～9wt％，更优选为7wt％～9wt％。

谷糠作为大颗粒植物纤维，增加产品的牢固度。我国是一个稻谷大国，产地几乎遍布了大江南北，稻谷被加工成大米后，其残留物即稻壳绝大部分被废弃。本发明采用谷糠为原料，具有原料来源广泛、节约、环保和成本低等优点，而且制得的植物纤维制品强度高，无污染。所述谷糠的含量优选为5wt％～7wt％，更优选为5wt％～6wt％，最优选为5wt％。

水具有调整原料的干湿程度，原料在模具中成型的过程中，原料过干或者过湿都会影响制备的植物纤维制品的质量。所述水的含量优选为3wt％～7wt％，更优选为4wt％～6wt％。最优选为4wt％。

按照本发明，还包括：

添加1wt％～3wt％的离子改性剂。

本发明采用的离子型改性剂具有改善制备的植物纤维制品的防水性能的作用。所述改性剂优选为1wt％～2wt％，更优选为1wt％。

所述加热的温度优选为130～150℃，更优选为130～140℃，最优选为140℃。所述模压的压力优选为10～20Kg/cm²，更优选为12～18Kg/cm²，最优选为12～16Kg/cm²。所述模压时间优选为2～5分钟，更优选为2～3分钟。

按照本发明，还包括：

将所述植物纤维制品进行去除毛刺、修边和打磨处理。所述去除毛刺具体为：将植物纤维制品边角尖锐的余料除去。所述修边优选采用机械或者手工锉刀的方式，将植物纤维制品的边角修平整。所述打磨优选采用机械或者手工的方法，将植物纤维制品打磨光滑平整。

为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

将50重量份竹粉，30重量份大豆蛋白胶粘剂，5重量份玉米淀粉和5重量份谷糠在高速搅拌机内充分搅拌混合均匀，然后加入5重量份甘油和5重量份水，继续搅拌均匀，调整模压机的模具温度为140℃，模压压力为10Kg/cm²；

根据模具大小，称取适量的混合原料倒入模具中，启动模压机加热模压，约两分钟后脱模成型，得到植物纤维制品。

实施例2

将45重量份竹粉，35重量份大豆蛋白胶粘剂，7重量份玉米淀粉、1重量份广东中山市华明泰化工材料有限公司生产的型号为BS2818的离子改性剂和3重量份谷糠在高速搅拌机内充分搅拌混合均匀，然后加入5重量份甘油和4重量份水，继续搅拌均匀，调整模压机的模具温度为130℃，模压压力为12Kg/cm²；

实施例3

将40重量份竹粉，40重量份大豆蛋白胶粘剂，5重量份玉米淀粉和5重量份谷糠在高速搅拌机内充分搅拌混合均匀，然后加入5重量份甘油和5重量份水，继续搅拌均匀，调整模压机的模具温度为135℃，模压压力为15Kg/cm²；

比较例1

将40重量份竹粉，45重量份脲醛树脂粉，5重量份玉米淀粉和5重量份谷糠在高速搅拌机内充分搅拌混合均匀，然后加入5重量份水，继续搅拌均匀，调整模压机的模具温度为145℃，模压压力为15Kg/cm²；

将实施例1～3制备的植物纤维制品与比较例1制备的植物纤维制品进行埋土降解实验，具体为：将实施例1～3制备的植物纤维制品和比较例1制备的植物纤维制品埋在温暖潮湿的土壤中，并保持土壤的潮湿，定期观察产品的降解程度，结果如表1所示。

表1埋土降解实验结果

从表1可以看出，本发明实施例制备的植物纤维制品的降解速度比现有技术中的植物纤维制品大大提高，且能够完全降解。

本发明提供一种植物纤维材料组合物及植物纤维制品的制备方法，该方法包括：将40wt％～50wt％的植物纤维粉、30wt％～40wt％的大豆蛋白胶粘剂、5wt％～10wt％的玉米淀粉、5wt％～10wt％的甘油、4wt％～7wt％的谷糠和3wt％～8wt％的水混合，加热模压成型，得到植物纤维制品。玉米淀粉具有填充植物纤维粉的颗粒间隙的作用；谷糠作为大颗粒植物纤维，增加了物纤维制品的牢固度；甘油在植物纤维制品成型的过程中，增加原料的流动性，起到润滑的作用；大豆蛋白胶粘剂具有粘结作用，其中的蛋白质成分在植物纤维制品的降解过程中，能供给微生物丰富的营养成分，加快微生物对植物纤维制品的分解，加速了植物纤维制品的降解。实验结果表明，本发明制备的植物纤维制品有较快的降解速率，在2～6个月开始降解，两年完全降解，无污染，保护了环境。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种植物纤维材料组合物，其特征在于，包括以下成分：

40wt％～50wt％的植物纤维粉；

30wt％～40wt％的大豆蛋白胶粘剂；

5wt％～10wt％的玉米淀粉；

5wt％～10wt％的甘油；

4wt％～7wt％的谷糠；

3wt％～8wt％的水。

2.根据权利要求1所述的植物纤维材料组合物，其特征在于，所述植物纤维粉的粒度为40～80目。

3.根据权利要求1所述的植物纤维材料组合物，其特征在于，所述大豆蛋白胶粘剂的粒度为180～220目。

4.根据权利要求1所述的植物纤维材料组合物，其特征在于，还包括：

1wt％～3wt％的离子改性剂，所述离子改性剂为广东中山市华明泰化工材料有限公司生产的型号为BS2818的离子改性剂。

5.一种植物纤维制品的制备方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述植物纤维粉的粒度为40～80目。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述大豆蛋白胶粘剂的粒度为180～220目。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述植物纤维粉为竹纤维粉。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为130～150℃。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述模压的压力为10～20Kg/cm²。