CN107629372A

CN107629372A - 一种利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法

Info

Publication number: CN107629372A
Application number: CN201710933428.5A
Authority: CN
Inventors: 戚海冰
Original assignee: Guangxi Province Nanning City Guierchuang Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Guangxi Province Nanning City Guierchuang Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2018-01-26

Abstract

本发明公开了一种利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法，其方法包括：甘蔗渣除髓、粉碎过筛，用石灰水上清液浸泡，加热，加入硬脂酸、分子蒸馏单甘脂通过胶体磨进行甘蔗渣微纤化，得到微细纤维；聚乙烯醇、增塑剂、淀粉、甘蔗渣微细纤维混炼，热压成型，制成甘蔗渣超细纤维/聚乙烯醇淀粉复合材料。本方法工艺简单，成型周期短，生产的材料具有良好的稳定性，耐高温、不易变形、耐冲击性、成本低等优点。

Description

一种利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法

技术领域

本发明涉及生物基塑料领域，具体是一种利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法。

背景技术

目前，塑料在汽车上的应用越来越多，从当前汽车使用的材料来看，无论是车外部件、车内部件、功能与结构件等许多都是塑料部件。使用塑料可以减轻汽车自重，如车外主要部件有保险杠、挡泥板、车轮罩等；车内的主要部件有仪表板、车门内板、座椅等；功能与结构件主要有油箱、散热器水室、风扇叶等。许多车用市场也有向轻质化发展。轻型车辆市场对树脂如尼龙、聚丙烯、聚氨酯和其他工程塑料的需求量非常大。

甘蔗渣是制糖工业的主要副产品，是一种重要的可再生生物质资源。普遍情况甘蔗渣经常被废弃，或者多数只用做燃料，其利用率很低，不仅造成了资源的浪费，而且还带来了环境的污染。甘蔗渣的农药残留量很低，且木质化程度高。而且甘蔗渣作为生物质原料具有明显的优势：甘蔗渣来源集中、产量大，收集简单、运输半径小、成本低、且甘蔗成分相对稳定、性质均一等，因此可以作为制备塑料的原料。

中国专利（CN201410157553.8）公开的一种汽车塑料件用耐温纳米铝矾土改性聚苯硫醚材料，使材料具备优良的机械性能，但所用组分复杂而且有很多机试剂，对环境和人体会有一定影响。中国专利（CN201410710561.0）公开的一种改性蔗渣-塑料复合材料的制备方法，其制备方法简单，但所用试剂较多且产品的机械强度、刚性、耐热性不足。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足之处，提供一种力学性能好、耐高温、稳定性好、不易变形、耐冲击性、成本低、变废为宝的一种汽车塑料的生产方法。

本发明的技术方案如下：

（1）甘蔗渣超细纤维制备：以100份甘蔗渣为原料，除髓、粉碎过40～100目筛网；用3～5倍的1～2%石灰水上清液浸泡2～4小时，加热至60℃；加入15～35份硬脂酸、15～35份分子蒸馏单甘脂充分溶解后循环通过胶体磨进行甘蔗渣微纤化，得到甘蔗渣超细纤维。

甘蔗渣中的半纤维素与碱溶液的-OH反应而被去除，甘蔗渣纤维束也出现分解细化，半纤维素少更易微纤化，纤维表面得到改善。1%是最合适的甘蔗渣碱液处理浓度,此浓度处理过后的甘蔗渣制作复合材料可使复合材料的力学性能大大提高。除髓可以提高甘蔗渣的表面强度，添加硬脂酸和分子蒸馏单甘脂起到润滑的作用，使甘蔗渣更易磨成超细纤维。

（2）甘蔗渣超细纤维/聚乙烯醇淀粉复合材料：将50～80份聚乙烯醇、15～25份二甘醇二苯甲酸酯和10～20份偏苯三酸三辛酯在高混机中共热，得到塑化聚乙烯醇；再将塑化聚乙烯醇与20～40份淀粉高速共混，制得聚乙烯醇淀粉；将聚乙烯醇淀粉与30～60份甘蔗渣超细纤维混炼，热压成型，制成甘蔗渣超细纤维/聚乙烯醇淀粉复合材料，即为汽车塑料的原材料。

聚乙烯醇与二甘醇二苯甲酸酯和偏苯三酸三辛酯混合，增加物料的机械强度，延展性，耐冲击性，耐高温性等。二甘醇二苯甲酸酯为环保、低毒的增塑剂，价格低廉还可缩短搅动时间，与聚乙烯醇能很好的相容。添加偏苯三酸三辛酯可增加物料的耐热性，耐久性，绝缘性，弥补本身聚乙烯醇耐热性不足的缺点。加入淀粉制成聚乙烯醇淀粉，粘性强。甘蔗渣超细纤维使物料增容增加重，具有优良的力学性能。

所述的石灰水为质量分数1%的石灰水上清液。

所述的硬脂酸为25～30份。

所述的分子蒸馏单甘脂为25～30份。

所述的高混机温度为80～110℃。

所述的淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种。

所述的淀粉为100～200目。

本发明主要有以下优势：

1.甘蔗渣通过碱处理，拉伸和弯曲强度可以分别增加了14%和16%。纤维的分解细化导致纤维的拉伸强度以及长径比得到提高，从而使由碱处理后纤维制备的复合材料的力学性能得到相应提高。

2.硬脂酸和单甘脂使加入的物料更容易混合均匀，使甘蔗渣磨得更细。

3.通过添加性能优异、无毒、价格低廉的增塑剂使制作过程缩短了变搅时间、缩短成型周期，使制品耐久性、柔软性、电性能、耐热性优点

4.本方法工艺简单，成型周期短，生产的材料具有良好的稳定性，耐高温、不易变形、耐冲击性、成本低等优点。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进一步说明。

实施例1：

（1）100份甘蔗渣，除髓、粉碎过90目筛网；用4倍的1.5%石灰水上清液浸泡2小时，加热至60℃；加入28份硬脂酸、16份分子蒸馏单甘脂充分溶解后循环通过胶体磨进行甘蔗渣微纤化，得到甘蔗渣超细纤维；

（2）将58份聚乙烯醇、20份二甘醇二苯甲酸酯和14份偏苯三酸三辛酯在85℃高混机中共热，得到塑化聚乙烯醇；再将塑化聚乙烯醇与33份淀粉高速共混，制得聚乙烯醇淀粉；将聚乙烯醇淀粉与46份甘蔗渣超细纤维混炼，热压成型，制成甘蔗渣超细纤维/聚乙烯醇淀粉复合材料，即为汽车塑料的原材料。

实施例2：

（1）100份甘蔗渣，除髓、粉碎过65目筛网；用4.5倍的2%石灰水上清液浸泡2.5小时，加热至60℃；加入23份硬脂酸、28份分子蒸馏单甘脂充分溶解后循环通过胶体磨进行甘蔗渣微纤化，得到甘蔗渣超细纤维；

（2）将73份聚乙烯醇、23份二甘醇二苯甲酸酯和17份偏苯三酸三辛酯在105℃高混机中共热，得到塑化聚乙烯醇；再将塑化聚乙烯醇与38份淀粉高速共混，制得聚乙烯醇淀粉；将聚乙烯醇淀粉与36份甘蔗渣超细纤维混炼，热压成型，制成甘蔗渣超细纤维/聚乙烯醇淀粉复合材料，即为汽车塑料的原材料。

实施例3：

（1）100份甘蔗渣，除髓、粉碎过45目筛网；用3倍的1%石灰水上清液浸泡4小时，加热至60℃；加入14份硬脂酸、21份分子蒸馏单甘脂充分溶解后循环通过胶体磨进行甘蔗渣微纤化，得到甘蔗渣超细纤维；

（2）将64份聚乙烯醇、17份二甘醇二苯甲酸酯和11份偏苯三酸三辛酯在110℃高混机中共热，得到塑化聚乙烯醇；再将塑化聚乙烯醇与28份淀粉高速共混，制得聚乙烯醇淀粉；将聚乙烯醇淀粉与55份甘蔗渣超细纤维混炼，热压成型，制成甘蔗渣超细纤维/聚乙烯醇淀粉复合材料，即为汽车塑料的原材料。

实施例4：

（1）100份甘蔗渣，除髓、粉碎过80目筛网；用3.5倍的1%石灰水上清液浸泡3小时，加热至60℃；加入30份硬脂酸、30份分子蒸馏单甘脂充分溶解后循环通过胶体磨进行甘蔗渣微纤化，得到甘蔗渣超细纤维；

（2）将65份聚乙烯醇、15份二甘醇二苯甲酸酯和15份偏苯三酸三辛酯在100℃高混机中共热，得到塑化聚乙烯醇；再将塑化聚乙烯醇与35份淀粉高速共混，制得聚乙烯醇淀粉；将聚乙烯醇淀粉与50份甘蔗渣超细纤维混炼，热压成型，制成甘蔗渣超细纤维/聚乙烯醇淀粉复合材料，即为汽车塑料的原材料。

现有技术与本发明实施例的性能参数比对表：

	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%	造粒温度/℃
				PVA/淀粉与甘油和水	22.54	276.4	170
实施例1	25.68	307.5	160
				实施例2	24.98	299.4	165
实施例3	23.42	286.2	165
				实施例4	26.69	314.6	160

Claims

1.一种利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）甘蔗渣超细纤维制备：以100份甘蔗渣为原料，除髓、粉碎过40～100目筛网；用甘蔗渣3～5倍体积的1～2%石灰水上清液浸泡2～4小时，加热至60℃；加入15～35份硬脂酸、15～35份分子蒸馏单甘脂充分溶解后循环通过胶体磨进行甘蔗渣微纤化，得到甘蔗渣超细纤维；

（2）甘蔗渣超细纤维/聚乙烯醇淀粉复合材料制备： 50～80份聚乙烯醇、10～25份二甘醇二苯甲酸酯和10～20份偏苯三酸三辛酯在高混机中混合并加热，得到塑化聚乙烯醇；再将塑化聚乙烯醇与20～40份淀粉高速共混，制得聚乙烯醇淀粉；将聚乙烯醇淀粉与30～60份甘蔗渣超细纤维混炼，热压成型，制成甘蔗渣超细纤维/聚乙烯醇淀粉复合材料，即为汽车塑料的原材料。

2.根据权利要求1所述的利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法，其特征在于，所述的石灰水上清液为质量分数1%的石灰水上清液。

3.根据权利要求1所述的利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法，其特征在于，所述的硬脂酸为25～30份。

4.根据权利要求1所述的利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法，其特征在于，所述的分子蒸馏单甘脂为25～30份。

5.根据权利要求1所述的利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法，其特征在于，所述的高混机温度为80～110℃。

6.根据权利要求1所述的利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法，其特征在于，所述的淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的利用甘蔗渣和聚乙烯醇淀粉制备汽车塑料的方法，其特征在于，所述的淀粉为100～200目。