CN111659592B - 一种生物质复合材料容器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物质复合材料容器及其制备方法，其目的是公开一种一体性好、安全系数高且表面能够塑料加工的生物质复合材料容器及其制备方法,包括盛装内胆，其外表面覆涂生物质复合材料层，生物质复合材料层与盛装内胆外壁通过中间设置的偶联剂连结层连结一起，生物质复合材料层厚度为1—25mm。多层构造的生物质复合材料容器在盛装内胆与生物质复合材料层之间采用偶联剂连结层通过化学的粘合方式将内外壁牢固的结合在一起，增强容器自身的强度，避免碎片划伤使用者，减少二次伤害，具有良好的防腐蚀、防老化、耐酸碱、抗菌抗静电、阻燃的效果，成型效果好，适用范围广，使用寿命长。

Description

一种生物质复合材料容器及其制备方法
技术领域
本发明属于容器制造的技术领域，特别是涉及一种生物质复合材料容器及其制备方法。
背景技术
目前酒类容器或者贮藏化学原料的容器，绝大多数是陶瓷或者玻璃制品，易碎是其缺点。容器在破碎之后其碎片还会四处溅射，清理困难，会造成二次伤害；尤其是化学原料容器，使用或者储运过程中一旦破碎，不单单造成化学品损失，而且将造成二次污染，危害使用者安全和环境保护，造成严重的危害。其次，容器表面加工处理难度大，难以直接在容器表面进行塑造或者加入信息，现有技术采用直接印刷或者粘贴标签，需要额外的技术手段介入才能够在容器的表面加入信息内容，在操作上不方便且需要额外的成本，而且存放时间短。在现有技术中，仍没有一种既使用安全、构造新颖、又能够对其表面进行塑造的耐摔落的贮藏容器。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开一种一体性好、安全系数高且表面能够塑料加工的生物质复合材料容器及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的。
一种生物质复合材料容器，其特征在于：包括盛装内胆，所述盛装内胆外表面覆涂有生物质复合材料层，所述生物质复合材料层与所述盛装内胆外壁通过中间设置的偶联剂连结层连结结合在一起，所述生物质复合材料层厚度为：1—25mm。
进一步地，所述盛装内胆为陶瓷容器内胆，所述陶瓷容器内胆的外表面为不带釉质糙面。
进一步地，所述盛装内胆为玻璃容器内胆，所述玻璃容器内胆的外表面为磨砂表面。
进一步地，所述盛装内胆为金属容器内胆。
优选地，所述偶联剂层为硅烷偶联剂和马来酸酐接枝物一种或者组合物，所述偶联剂连结层的厚度范围为：0.1—5mm。
进一步地，所述生物质复合材料层按照重量百分比，包括生物质原料10—60％、碳酸钙2—40％和硅油0.5—2％。
优选地，所述生物质原料为木屑、竹屑稻壳、桔杆、花生壳、甘蔗渣、豆皮、中药渣、棉花的一种或者多种组合物。
优选地，硅油为甲基硅油、乙基硅油、苯硅油中的一种或者组合物。
一种生物质复合材料容器的制备方法，其步骤包括：
步骤一：将生物质原料粉碎至60—120目，然后以温度为120-150℃、时间为20-40分钟的条件进行烘干，然后加入填充剂碳酸钙，硅油进行搅拌，然后与选取增塑性原料粒进行高速混合，温度为100—220℃，在造粒设备上造粒挤出，挤出温度80—230℃，制备得到生物质原料粒；
步骤二：将盛装内胆放入模具之中，用步骤一所得原料粒通过双层夹心模具进行包注加工，包注过程之中，先把偶联剂连结层包注在盛装内胆外表面，一次包注完成之后，转动双层夹心模具进行二次生物质复合材料层包注，将生物质复合材料层包注在偶联剂连结层外表面，开模冷却，最后成型脱模，制备得到生物质复合材料容器。
优选地，步骤一中所述的增塑性原料粒为PE、PP、PVC、PPR、ABS、PET、SEBS中的一种或多种组合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的多层构造的生物质复合材料容器在盛装内胆与生物质复合材料层之间采用偶联剂连结层通过化学的粘合方式将内外壁牢固的结合在一起，不仅大大增强了容器自身的强度，使其具有极好的抗冲击性、耐磨性不易损坏和开裂，而且能够使内胆破裂之后不会散开，牢固的结合在生物质复合材料层内，避免碎片划伤使用者，减少二次伤害，防护性能强，本发明还具有良好的防腐蚀、防老化、耐酸碱、抗菌抗静电、阻燃的效果，外层的生物质复合材料层可以更加方便地在外表面进行塑造或者加工刻录信息，采用的材料环保性能好，可多次循环再塑使用，质量轻盈，方便运输，成型效果好，适用范围广，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的制备工艺流程图。
图示标记说明如下：
1-盛装内胆，2-偶联剂连结层，3-生物质复合材料层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明的第一个发明创造是一种生物质复合材料容器，包括盛装内胆1，盛装内容可以选择陶瓷内胆，也可以选择玻璃内胆，也为金属内胆，盛装内胆的较优方式是其外表面为粗糙面，陶瓷内胆不施加釉质层，玻璃内胆表面为磨砂层，金属内胆则由表面较为粗糙的马口铁材料为最佳。
盛装内胆1外表面覆涂有生物质复合材料层3，生物质复合材料层3与盛装内胆1外壁通过中间设置的偶联剂连结层2连结结合在一起，生物质复合材料层3厚度为1—25mm，可以根据实际产品的需要对其具体厚度进行设定。
进一步的，所述偶联剂连结层2的厚度范围为：0.1—5mm。
优选地，所述生物质复合材料层3按照重量百分比，包括生物质原料10—60％、碳酸钙2—40％和硅油0.5—2％。偶联剂层2为硅烷偶联剂和马来酸酐接枝物一种或者组合物。
优选地，生物质原料为木屑、竹屑稻壳、桔杆、花生壳、甘蔗渣、豆皮、中药渣、棉花的一种或者多种组合物。
优选地，硅油为甲基硅油、乙基硅油、苯硅油中的一种或者组合物。
一种生物质复合材料容器的制备方法，其步骤包括：
步骤一：将生物质原料粉碎至60—120目，然后以温度为120℃、时间为30分钟的条件进行烘干，然后加入填充剂碳酸钙，硅油进行搅拌，然后与增塑性原料粒PE、PP、PVC、PPR、ABS、PET、SEBS中的一种或多种进行高速混合，温度为100—220℃，在造粒设备上造粒挤出，挤出温度80—230℃，制备得到生物质原料粒；
步骤二：将盛装内胆1放入模具之中，用步骤一所得原料粒通过双层夹心模具进行包注加工，包注过程之中，先把偶联剂连结层2包注在盛装内胆1外表面，一次包注完成之后，转动双层夹心模具进行生物质复合材料层3包注，将生物质复合材料层3包注在偶联剂连结层2外表面，开模冷却，最后成型脱模，制备得到生物质复合材料容器。
优选地，盛装内胆1为陶瓷内胆时，陶瓷内胆的外表面为不带釉质糙面。
优选地，盛装内胆1为玻璃内胆时，玻璃内胆的外表面为磨砂表面。
第一实施例
选用盛装内胆1为陶瓷内胆，所述陶瓷内胆外表面不施加釉质层，盛装内胆1外表面覆涂有生物质复合材料层3，通过偶联剂连结层2进一步结合到一起，偶联剂连结层2选取硅烷偶联剂作为偶联剂，
复合材料层3按照重量百分比取竹屑稻壳50％、桔杆10％、碳酸钙15％和甲基硅油1.5％。
制备一种生物质复合材料容器，其步骤包括：
步骤一：将取料好的竹屑稻壳放入粉碎机内进行细目粉碎处理，细目粉碎处理粉碎处理后的竹屑稻壳粉末再经由震动筛选机进行筛选处理，通过粉末筛选网筛取目数为100的竹屑稻壳粉末，接着送入烘干器内，烘干器的烘干温度调至温度为120℃，将竹屑稻壳粉末进行30分钟的烘干处理，除去竹屑稻壳粉末内多余的水分，避免所含水分过量影响制备出来的复合材料层3的耐摔强度。
然后将烘干处理完成后的竹屑稻壳粉末加入按量取碳酸钙，甲基硅油进行搅拌，然后与增塑性原料粒PET进行高速混合，混合温度设置为180℃，混合完毕后送入造粒设备内，通过造粒设备进行造粒挤出，挤出温度设置为230℃，制备得到生物质原料粒；
步骤二：将陶瓷内胆固定设置在双层夹心模具之中，用步骤一所得生物质原料粒通过双层夹心模具进行包注加工，先将硅烷偶联剂通过包注覆盖粘合在陶瓷内胆外表面，陶瓷内胆外表面不施加釉质层的粗糙表面能与硅烷偶联剂更好的粘结，偶联剂连结层包注完成之后，接着通过转动双层夹心模具压合，将得生物质原料粒熔融之后包注在偶联剂连结层外表面，二次包注完成之后开模冷却，最后成型脱模，制备得到生物质复合陶瓷容器。
在本实施例中，装内胆1为陶瓷内胆，其具有一定的抗摔裂度，为了更有效地增强其耐摔性能，将偶联剂连结层2厚度设置范围为2-4mm，最外层覆盖的生物质复合材料层3的厚度设置范围为10-15mm。最优的偶联剂连结层2的厚度为3mm，最外层覆盖的生物质复合材料层3的厚度为10mm，使得盛装内胆1在受到冲击和压迫的时候通过生物质复合材料层3吸收掉大部分的外应力，同时偶联剂连结层2采用硅烷偶联剂具有更好的耐压缩弹性形变量，当最外层的生物质复合材料层3受到的过大的承受应力时候能够分担一部分压力，进一步保护盛装内胆1。
在本实施例中，生物质复合材料层3采用竹屑稻壳粉末和PET及相应的填充剂料，通过高速混合，大大提高了生物质复合材料层3的分子之间的连接牢固度和耐拉伸度。
第二实施例
选用盛装内胆1为玻璃内胆，所述玻璃内胆外表面为磨砂粗面，盛装内胆1外表面覆涂有生物质复合材料层3，通过偶联剂连结层2进一步结合到一起，偶联剂连结层2选取硅烷偶联剂和马来酸酐接枝物混合作为偶联剂，
复合材料层3按照重量百分比取甘蔗渣55％、碳酸钙10％和苯硅油2％。
制备一种生物质复合材料容器，其步骤包括：
步骤一：将取料好的甘蔗渣放入粉碎机内进行细目粉碎处理，细目粉碎处理粉碎处理后的甘蔗渣粉末再经由震动筛选机进行筛选处理，通过粉末筛选网筛取目数为60的甘蔗渣粉末，接着送入烘干器内，烘干器的烘干温度调至温度为135℃，将甘蔗渣粉末进行40分钟的烘干处理，除去甘蔗渣粉末内多余的水分。
然后将烘干处理完成后的甘蔗渣粉末加入按量取碳酸钙，苯硅油进行搅拌，然后与增塑性原料粒SEBS进行高速混合，混合温度设置为170℃，混合完毕后送入造粒设备内，通过造粒设备进行造粒挤出，挤出温度设置为150℃，制备得到生物质原料粒；
步骤二：将玻璃内胆固定设置在双层夹心模具之中，用步骤一所得生物质原料粒通过双层夹心模具进行包注加工，先将硅烷偶联剂和马来酸酐接枝物混合剂通过包注覆盖粘合在玻璃内胆外表面，玻璃内胆外表面为磨砂粗面，玻璃材质配合磨砂粗面能与偶联剂连结层更好的黏连结合，一次偶联剂连结层包注完成之后，接着通过转动双层夹心模具压合，将得生物质原料粒熔融之后包注在偶联剂连结层外表面，二次包注完成之后开模冷却，最后成型脱模，制备得到生物质复合玻璃容器。
在本实施例中，装内胆1为玻璃内胆，其耐摔性能较差，容易破裂，为了增强其抗压耐破裂性能，偶联剂连结层2采用硅烷偶联剂和马来酸酐接枝物混合剂，偶联剂连结层2厚度设置范围为4-5mm，最外层覆盖的生物质复合材料层3的厚度设置范围为15-25mm。最优的偶联剂连结层2的厚度为5mm，最外层覆盖的生物质复合材料层3的厚度为18mm，当盛装内胆1在受到搬运或者剧烈运动产生的冲击应力的时候通过生物质复合材料层3和偶联剂连结层2配合将冲击应力快速均散到外表层的各个位置上，使应力不会集中在一块小区域内，避免冲击应力直接冲击导致内部盛装内胆破裂。
在本实施例中偶联剂连结层2采用硅烷偶联剂和马来酸酐接枝物混合剂还能在玻璃内胆受到过大应力被破坏时候牢固的将玻璃碎片粘结在其内表面，解决了玻璃内胆在破碎时会四处飞溅的问题，当用于盛装危险化学品的时候还能避免应破裂导致的泄露危险，大大提高了玻璃内胆的使用安全性。
第三实施例
选用盛装内胆1为金属内胆，所述金属内胆外表面为粗糙连结面，盛装内胆1外表面覆涂有生物质复合材料层3，通过偶联剂连结层2进一步结合到一起，偶联剂连结层2选取马来酸酐接枝物作为偶联剂，
复合材料层3按照重量百分比取木屑45％、花生壳10％、棉花5％、碳酸钙39％和乙基硅油1％。
制备一种生物质复合材料容器，其步骤包括：
步骤一：将取料好的木屑、花生壳、棉花混合放入粉碎机内进行细目粉碎处理，细目粉碎处理粉碎处理后的木屑、花生壳、棉花混合粉末再经由震动筛选机进行筛选处理，通过粉末筛选网筛取目数为120的木屑、花生壳、棉花混合粉末，接着送入烘干器内，烘干器的烘干温度调至温度为85℃，将木屑、花生壳、棉花混合粉末进行25分钟的烘干处理，除去混合粉末内木屑和花生壳残余的水分。
然后将烘干处理完成后的木屑、花生壳、棉花混合粉末加入按量取碳酸钙，乙基硅油进行搅拌，然后与增塑性原料粒ABS、PVC共性混合料进行高速混合，混合温度设置为150℃，混合完毕后送入造粒设备内，通过造粒设备进行造粒挤出，挤出温度设置为175℃，制备得到生物质原料粒；
步骤二：将金属内胆固定设置在双层夹心模具之中，用步骤一所得生物质原料粒通过双层夹心模具进行包注加工，先将马来酸酐接枝物剂通过包注覆盖粘合在金属内胆的粗糙外表面上，一次偶联剂连结层包注完成之后，接着通过转动双层夹心模具压合，将得生物质原料粒熔融之后包注在偶联剂连结层外表面，二次包注完成之后开模冷却，最后成型脱模，制备得到生物质复合金属容器。
在本实施例中，装内胆1为金属内胆，其刚度较大，但是导热快散热性能较差，为了更有效地增强其减震散热性能，将偶联剂连结层2厚度设置范围为0.1-2.5mm，最外层覆盖的生物质复合材料层3的厚度设置范围为1-10mm。最优的偶联剂连结层2的厚度范围为2mm，最外层覆盖的生物质复合材料层3的厚度为6mm，这样在使用生物质复合金属容器盛装一些较为危险的化学品的时候，当受到较大幅度的冲击或者震动导致内部化学品发热的时候通过选用的偶联剂连结层2和制备的生物质复合材料层3的传热散热性，能够起到更好的散热作用，避免容器内因温度过高而导致危险品泄露或者爆炸的情况发生，同时在生物质复合材料层3内采用木屑和花生壳混合棉花混合制备，能够确保在最大程度缩窄生物质复合材料层3厚度的时候保证生物质复合材料层3的吸震减压可拉伸性能不受影响。
在实施例一和实施例二中制备得到的生物质复合材料容器的多次不同高度的跌落测试结果如下表：
Figure BDA0002548181160000071
跌落测试结果表。
本发明的多层构造的生物质复合材料容器在盛装内胆与生物质复合材料层之间采用偶联剂连结层通过化学的粘合方式将内外壁牢固的结合在一起，不仅大大增强了容器自身的强度，使其具有极好的抗冲击性、耐磨性不易损坏和开裂，而且能够使内胆破裂之后不会散开，牢固的结合在生物质复合材料层内，避免碎片划伤使用者，减少二次伤害，防护性能强，本发明还具有良好的防腐蚀、防老化、耐酸碱、抗菌抗静电、阻燃的效果，外层的生物质复合材料层可以更加方便地在外表面进行塑造或者加工刻录信息，采用的材料环保性能好，可多次循环再塑使用，质量轻盈，方便运输，成型效果好，适用范围广，使用寿命长。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种生物质复合材料容器，其特征在于：包括盛装内胆，所述盛装内胆外表面覆涂有生物质复合材料层，所述生物质复合材料层与所述盛装内胆外壁通过中间设置的偶联剂连结层连结结合在一起，所述生物质复合材料层厚度为：1—25mm，
所述偶联剂连结层的厚度范围为：0.1—5mm，
所述生物质复合材料层按照重量百分比，包括生物质原料10—60%、碳酸钙2—40%和硅油0.5—2%，
所述生物质原料为木屑、竹屑稻壳、桔杆、花生壳、甘蔗渣、豆皮、中药渣、棉花的一种或者多种组合物，
所述生物质复合材料容器的制备方法的步骤包括：
步骤一：将生物质原料粉碎至60—120目，然后以温度为120-150℃、时间为20-40分钟的条件进行烘干，然后加入填充剂碳酸钙、硅油进行搅拌，然后与选取增塑性原料粒进行高速混合，温度为100—220℃，在造粒设备上造粒挤出，挤出温度80—230℃，制备得到生物质原料粒；
步骤二：将盛装内胆放入模具之中，用步骤一所得原料粒通过双层夹心模具进行包注加工，包注过程之中，先把偶联剂连结层包注在盛装内胆外表面，一次包注完成之后，转动双层夹心模具进行生物质复合材料层包注，将生物质复合材料层包注在偶联剂连结层外表面，开模冷却，最后成型脱模，制备得到生物质复合材料容器。
2.根据权利要求1所述的一种生物质复合材料容器，其特征在于，所述盛装内胆为陶瓷容器内胆，所述陶瓷容器内胆的外表面为不带釉质糙面。
3.根据权利要求1所述的一种生物质复合材料容器，其特征在于，所述盛装内胆为玻璃容器内胆，所述玻璃容器内胆的外表面为磨砂表面。
4.根据权利要求1所述的一种生物质复合材料容器，其特征在于，所述盛装内胆为金属容器内胆。
5.根据权利要求1所述的一种生物质复合材料容器，其特征在于，所述偶联剂连结层为硅烷偶联剂和马来酸酐接枝物一种或者组合物。
6.根据权利要求1所述的一种生物质复合材料容器，其特征在于，在制备方法的步骤一中的所述增塑性原料粒为PE、PP、PVC、PPR、ABS、PET、SEBS中的一种或多种组合。
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