CN108929553A - 一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，包括如下步骤：（1）秸秆处理、（2）原料混合造粒、（3）密炼处理、（4）开炼处理、（5）发泡成形。本发明方法工艺简单，各步骤搭配合理，便于复制和推广应用，最终制得的材料具有可降解特性，保护了环境，又具有良好的抗静电特性，综合品质好，极具市场竞争力和加工生产效益。

Description

一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法
技术领域
本发明属于玩具加工制造技术领域，具体涉及一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法。
背景技术
塑料是现代玩具制造中的必须原料，消耗量巨大。传统塑料因其质轻价廉、耐油防水等优点，占据了日常玩具塑料消费的主要市场份额。然而，废弃的塑料材料在自然条件下不可降解，造成了严重的环境污染，此外，传统塑料材料以不可再生的石化资源为原料，而石化资源的大量消耗又造成了全球能源危机。因此，为解决环境污染及资源短缺的严重问题，研究开发可降解的新材料成为 20 世纪 70 年代以来的重要课题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）秸秆处理：
1）先用清水将棉花秸秆冲洗一遍后备用；
2）将操作1）清洗处理后的棉花秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，制成颗粒直径不大于2.5cm的棉花秸秆颗粒备用；
3）将操作2）所得的棉花秸秆颗粒放入到沸水中沸煮处理35~45min后捞出备用；
4）将操作3）处理后的棉花秸秆颗粒浸入到改性溶液中，然后超声震荡处理5~7h后进行过滤，用清水对过滤后的棉花秸秆颗粒冲洗一遍后备用；所述的改性溶液是由如下重量份的物质组成：2.5~3.5份正硅酸乙酯、20~24份去离子水、42~46份无水乙醇、0.1~0.3份氨水、0.3~0.5份海藻多糖、0.2~0.4份环糊精；
5）将操作4）处理后的棉花秸秆颗粒放入到干燥箱内干燥处理1~2h后取出，粉碎过600目得棉花秸秆微粉备用；
6）将操作5）所得的棉花秸秆微粉放入到复合酶溶液中浸泡处理25~30min，完成后滤出，再放入到无氧的氮气环境中高温加热处理15~20min，取出后得棉花秸秆添加料备用；
（2）原料混合造粒：
将步骤（1）制得的棉花秸秆添加料和塑胶原料按照重量比3~5:4~6进行混合，然后放入到双螺杆造粒机中进行造粒，取出后得粒料A备用；
（3）密炼处理：
将步骤（2）所得的粒料A放入到干燥箱内干燥处理30~35min，然后投入到密炼机内进行密炼处理，20~25min后取出得粒料B备用；
（4）开炼处理：
将步骤（3）所得的粒料B放入到开炼机内开炼处理，35~40min后取出得片料C备用；
（5）发泡成形：
将步骤（4）所得的片料C放入到油压机内进行硫化发泡处理，发泡结束后取出自然冷却至室温后即得成品材料。
进一步的，步骤（1）操作4）中所述的超声震荡处理时的超声波频率为420~460kHz。
进一步的，步骤（1）操作4）中所述的超声震荡处理时还加热保持改性溶液的温度为78~83℃。
进一步的，步骤（1）操作5）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为85~90℃。
进一步的，步骤（1）操作6）中所述的复合酶溶液中含有果胶酶、半纤维素酶、葡聚糖酶。
进一步的，步骤（1）操作6）中所述的高温加热处理时的加热温度为300~340℃。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为95~100℃。
进一步的，步骤（4）中所述的开炼处理时控制开炼机内的温度为115~120℃。
进一步的，步骤（5）中所述的油压机内的温度为165~175℃，控制发泡的时长为25~30min。
本发明提供了一种新型的玩具制造用材料，其中在原料成分中使用了一种特制的棉花秸秆添加料，其是以棉花秸秆为主体物质加工而成，棉花秸秆是棉花成熟后采收残留的物质，通常进行焚烧处理，随着秸秆的禁烧，产生了大量的废弃秸秆，其中的一部分被回收用作肥料、饲料的制作中，多数进行还田而不被充分利用，对此本发明提供了一种棉花秸秆有效再利用的方式，其中用改性溶液对棉花秸秆颗粒进行浸泡改性处理，在浸泡过程中，生成了大量的纳米二氧化硅颗粒，粒径在40nm左右，在超声波的作用下渗入到了棉花秸秆颗粒内部，期间海藻多糖和环糊精交联固定在纳米二氧化硅颗粒表面上，改善了其表面特性，提升了纳米二氧化硅颗粒的稳固性，在各种成分的共同作用下，最终所得的棉花秸秆添加料的稳定性显著提升，与塑胶成分间的相容结合能力也得到增强，最终很好的改善了材料整体的使用品质。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明方法工艺简单，各步骤搭配合理，便于复制和推广应用，最终制得的材料具有可降解特性，保护了环境，又具有良好的抗静电特性，综合品质好，极具市场竞争力和加工生产效益。
具体实施方式
实施例1
一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）秸秆处理：
1）先用清水将棉花秸秆冲洗一遍后备用；
2）将操作1）清洗处理后的棉花秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，制成颗粒直径不大于2.5cm的棉花秸秆颗粒备用；
3）将操作2）所得的棉花秸秆颗粒放入到沸水中沸煮处理35min后捞出备用；
4）将操作3）处理后的棉花秸秆颗粒浸入到改性溶液中，然后超声震荡处理5h后进行过滤，用清水对过滤后的棉花秸秆颗粒冲洗一遍后备用；所述的改性溶液是由如下重量份的物质组成：2.5份正硅酸乙酯、20份去离子水、42份无水乙醇、0.1份氨水、0.3份海藻多糖、0.2份环糊精；
5）将操作4）处理后的棉花秸秆颗粒放入到干燥箱内干燥处理1h后取出，粉碎过600目得棉花秸秆微粉备用；
6）将操作5）所得的棉花秸秆微粉放入到复合酶溶液中浸泡处理25min，完成后滤出，再放入到无氧的氮气环境中高温加热处理15min，取出后得棉花秸秆添加料备用；
（2）原料混合造粒：
将步骤（1）制得的棉花秸秆添加料和塑胶原料按照重量比3:4进行混合，然后放入到双螺杆造粒机中进行造粒，取出后得粒料A备用；
（3）密炼处理：
将步骤（2）所得的粒料A放入到干燥箱内干燥处理30min，然后投入到密炼机内进行密炼处理，20min后取出得粒料B备用；
（4）开炼处理：
将步骤（3）所得的粒料B放入到开炼机内开炼处理，35min后取出得片料C备用；
（5）发泡成形：
将步骤（4）所得的片料C放入到油压机内进行硫化发泡处理，发泡结束后取出自然冷却至室温后即得成品材料。
进一步的，步骤（1）操作4）中所述的超声震荡处理时的超声波频率为420kHz。
进一步的，步骤（1）操作4）中所述的超声震荡处理时还加热保持改性溶液的温度为78℃。
进一步的，步骤（1）操作5）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为85℃。
进一步的，步骤（1）操作6）中所述的复合酶溶液中含有果胶酶、半纤维素酶、葡聚糖酶。
进一步的，步骤（1）操作6）中所述的高温加热处理时的加热温度为300℃。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为95℃。
进一步的，步骤（4）中所述的开炼处理时控制开炼机内的温度为115℃。
进一步的，步骤（5）中所述的油压机内的温度为165℃，控制发泡的时长为25min。
实施例2
一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）秸秆处理：
1）先用清水将棉花秸秆冲洗一遍后备用；
2）将操作1）清洗处理后的棉花秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，制成颗粒直径不大于2.5cm的棉花秸秆颗粒备用；
3）将操作2）所得的棉花秸秆颗粒放入到沸水中沸煮处理40min后捞出备用；
4）将操作3）处理后的棉花秸秆颗粒浸入到改性溶液中，然后超声震荡处理6h后进行过滤，用清水对过滤后的棉花秸秆颗粒冲洗一遍后备用；所述的改性溶液是由如下重量份的物质组成：3份正硅酸乙酯、22份去离子水、44份无水乙醇、0.2份氨水、0.4份海藻多糖、0.3份环糊精；
5）将操作4）处理后的棉花秸秆颗粒放入到干燥箱内干燥处理1.5h后取出，粉碎过600目得棉花秸秆微粉备用；
6）将操作5）所得的棉花秸秆微粉放入到复合酶溶液中浸泡处理27min，完成后滤出，再放入到无氧的氮气环境中高温加热处理18min，取出后得棉花秸秆添加料备用；
（2）原料混合造粒：
将步骤（1）制得的棉花秸秆添加料和塑胶原料按照重量比4：5进行混合，然后放入到双螺杆造粒机中进行造粒，取出后得粒料A备用；
（3）密炼处理：
将步骤（2）所得的粒料A放入到干燥箱内干燥处理33min，然后投入到密炼机内进行密炼处理，22min后取出得粒料B备用；
（4）开炼处理：
将步骤（3）所得的粒料B放入到开炼机内开炼处理，37min后取出得片料C备用；
（5）发泡成形：
将步骤（4）所得的片料C放入到油压机内进行硫化发泡处理，发泡结束后取出自然冷却至室温后即得成品材料。
进一步的，步骤（1）操作4）中所述的超声震荡处理时的超声波频率为440kHz。
进一步的，步骤（1）操作4）中所述的超声震荡处理时还加热保持改性溶液的温度为80℃。
进一步的，步骤（1）操作5）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为87℃。
进一步的，步骤（1）操作6）中所述的复合酶溶液中含有果胶酶、半纤维素酶、葡聚糖酶。
进一步的，步骤（1）操作6）中所述的高温加热处理时的加热温度为320℃。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为97℃。
进一步的，步骤（4）中所述的开炼处理时控制开炼机内的温度为118℃。
进一步的，步骤（5）中所述的油压机内的温度为170℃，控制发泡的时长为29min。
实施例3
一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）秸秆处理：
1）先用清水将棉花秸秆冲洗一遍后备用；
2）将操作1）清洗处理后的棉花秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，制成颗粒直径不大于2.5cm的棉花秸秆颗粒备用；
3）将操作2）所得的棉花秸秆颗粒放入到沸水中沸煮处理45min后捞出备用；
4）将操作3）处理后的棉花秸秆颗粒浸入到改性溶液中，然后超声震荡处理7h后进行过滤，用清水对过滤后的棉花秸秆颗粒冲洗一遍后备用；所述的改性溶液是由如下重量份的物质组成：3.5份正硅酸乙酯、24份去离子水、46份无水乙醇、0.3份氨水、0.5份海藻多糖、0.4份环糊精；
5）将操作4）处理后的棉花秸秆颗粒放入到干燥箱内干燥处理2h后取出，粉碎过600目得棉花秸秆微粉备用；
6）将操作5）所得的棉花秸秆微粉放入到复合酶溶液中浸泡处理30min，完成后滤出，再放入到无氧的氮气环境中高温加热处理20min，取出后得棉花秸秆添加料备用；
（2）原料混合造粒：
将步骤（1）制得的棉花秸秆添加料和塑胶原料按照重量比5:6进行混合，然后放入到双螺杆造粒机中进行造粒，取出后得粒料A备用；
（3）密炼处理：
将步骤（2）所得的粒料A放入到干燥箱内干燥处理35min，然后投入到密炼机内进行密炼处理，25min后取出得粒料B备用；
（4）开炼处理：
将步骤（3）所得的粒料B放入到开炼机内开炼处理，40min后取出得片料C备用；
（5）发泡成形：
将步骤（4）所得的片料C放入到油压机内进行硫化发泡处理，发泡结束后取出自然冷却至室温后即得成品材料。
进一步的，步骤（1）操作4）中所述的超声震荡处理时的超声波频率为460kHz。
进一步的，步骤（1）操作4）中所述的超声震荡处理时还加热保持改性溶液的温度为83℃。
进一步的，步骤（1）操作5）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为90℃。
进一步的，步骤（1）操作6）中所述的复合酶溶液中含有果胶酶、半纤维素酶、葡聚糖酶。
进一步的，步骤（1）操作6）中所述的高温加热处理时的加热温度为340℃。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为100℃。
进一步的，步骤（4）中所述的开炼处理时控制开炼机内的温度为120℃。
进一步的，步骤（5）中所述的油压机内的温度为175℃，控制发泡的时长为30min。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去了步骤（1）秸秆处理操作4）中改性溶液中的海藻多糖和环糊精成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（1）秸秆处理操作4）中，用等质量份的纳米二氧化硅取代正硅酸乙酯成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在步骤（2）原料混合造粒中，用等质量份的棉花秸秆粉碎料取代步骤（1）制得的棉花秸秆添加料成分，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3对应制得的材料进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
表面阻抗（Ω） 干式动态摩擦系数 湿式动态摩擦系数
实施例2 1.34×106 0.81 0.92
对比实施例1 1.57×107 0.69 0.80
对比实施例2 1.63×108 0.74 0.86
对比实施例3 1.15×1010 0.62 0.75
由上表1可以看出，本发明方法制得的材料的抗静电性能优异，且又具有很好的止滑效果，还具有良好的可降解性能，适用于玩具的制作中，极具市场竞争力和推广应用价值。

Claims (9)

1.一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）秸秆处理：
1）先用清水将棉花秸秆冲洗一遍后备用；
2）将操作1）清洗处理后的棉花秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，制成颗粒直径不大于2.5cm的棉花秸秆颗粒备用；
3）将操作2）所得的棉花秸秆颗粒放入到沸水中沸煮处理35~45min后捞出备用；
4）将操作3）处理后的棉花秸秆颗粒浸入到改性溶液中，然后超声震荡处理5~7h后进行过滤，用清水对过滤后的棉花秸秆颗粒冲洗一遍后备用；所述的改性溶液是由如下重量份的物质组成：2.5~3.5份正硅酸乙酯、20~24份去离子水、42~46份无水乙醇、0.1~0.3份氨水、0.3~0.5份海藻多糖、0.2~0.4份环糊精；
5）将操作4）处理后的棉花秸秆颗粒放入到干燥箱内干燥处理1~2h后取出，粉碎过600目得棉花秸秆微粉备用；
6）将操作5）所得的棉花秸秆微粉放入到复合酶溶液中浸泡处理25~30min，完成后滤出，再放入到无氧的氮气环境中高温加热处理15~20min，取出后得棉花秸秆添加料备用；
（2）原料混合造粒：
将步骤（1）制得的棉花秸秆添加料和塑胶原料按照重量比3~5:4~6进行混合，然后放入到双螺杆造粒机中进行造粒，取出后得粒料A备用；
（3）密炼处理：
将步骤（2）所得的粒料A放入到干燥箱内干燥处理30~35min，然后投入到密炼机内进行密炼处理，20~25min后取出得粒料B备用；
（4）开炼处理：
将步骤（3）所得的粒料B放入到开炼机内开炼处理，35~40min后取出得片料C备用；
（5）发泡成形：
将步骤（4）所得的片料C放入到油压机内进行硫化发泡处理，发泡结束后取出自然冷却至室温后即得成品材料。
2.根据权利要求1所述的一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）操作4）中所述的超声震荡处理时的超声波频率为420~460kHz。
3.根据权利要求1所述的一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）操作4）中所述的超声震荡处理时还加热保持改性溶液的温度为78~83℃。
4.根据权利要求1所述的一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）操作5）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为85~90℃。
5.根据权利要求1所述的一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）操作6）中所述的复合酶溶液中含有果胶酶、半纤维素酶、葡聚糖酶。
6.根据权利要求1所述的一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）操作6）中所述的高温加热处理时的加热温度为300~340℃。
7.根据权利要求1所述的一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为95~100℃。
8.根据权利要求1所述的一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的开炼处理时控制开炼机内的温度为115~120℃。
9.根据权利要求1所述的一种玩具制造用的可降解抗静电材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述的油压机内的温度为165~175℃，控制发泡的时长为25~30min。
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