CN112063191A - 一种茶叶渣木塑及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及木塑材料技术领域，尤其涉及一种茶叶渣木塑及其制备方法。所述茶叶渣木塑的原料包括，按重量份计，改性木粉14‑38份、改性茶叶渣22‑43份、热塑性塑料18‑32份、催化剂0.6‑2.5份、相容剂1.2‑4份、润滑剂0.9‑3.2份。所述茶叶渣木塑的制备方法包括以下步骤：改性木粉的制备、改性茶叶渣的制备、混料、造粒、挤出成型。本发明对废弃物茶叶渣综合再利用，降低了木粉的使用量，实现了废物利用，具有高效的经济效应和环保效益，并且制备得到的茶叶渣具有优异的力学性能和较低的吸水率。

Description

一种茶叶渣木塑及其制备方法
技术领域
本发明涉及木塑材料技术领域，尤其涉及一种茶叶渣木塑及其制备方法。
背景技术
木塑，即木塑复合材料是由木质材料和热固性/热塑性树脂组成的，常规的木塑复合材料都是利用热固性树脂作为基体，在高温下固化，固化过程是不可逆的，热固性树脂用于改善木材的物理性能，即提高耐久性、抗虫、抗真菌性，并减少高湿气的吸附和溶胀湿度。但现在人们逐渐认识到热塑性树脂与天然纤维结合的好处，热塑性复合材料由木粉和热塑性塑料制成，因为木粉是可再生的，并且可以使用回收的热塑性塑料，所以热塑性木塑复合材料已经被不断开发用于各种应用。
我国是产茶大国，茶叶渣是茶叶的一部分，茶叶渣的主要成分有纤维素、木质素、茶多酚、糖类等生物活性成分。人们在饮用完茶后，茶叶渣大部分是被丢弃的，人们往往采用焚烧的手段来处理被丢弃掉的茶叶渣，及少部分被用作肥料和饲料，如何有效利用茶叶渣进行开发利用，成为茶叶产业的一个关键技术。
目前制备木塑材料的制备存在下述缺点：(1)木粉需要耗费大量木材，造成木材资源紧缺；(2)因为木粉是极性材料，其亲水性很强，这会使得木塑复合材料溶液吸水导致尺寸发生变化和真菌的生长，影响其使用寿命；(3)木塑复合材料长期裸露在室外，易出现被氧化和发霉的现象，导致木塑复合材料出现裂痕；(4)另外，木粉与热塑性材料之间的相容性较差，导致木塑复合材料的机械性能较差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明第一个方面提供了一种茶叶渣木塑，原料包括，改性木粉、改性茶叶渣、热塑性塑料、催化剂、相容剂、润滑剂。
作为本发明一种优选的技术方案，所述茶叶渣木塑的原料包括，按重量份计，改性木粉14-38份、改性茶叶渣22-43份、热塑性塑料18-32份、催化剂0.6-2.5份、相容剂1.2-4份、润滑剂0.9-3.2份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述热塑性塑料选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚苯醚中的一种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述催化剂选自有机酸、无机酸及其盐、固体超强酸、分子筛、杂多酸中的一种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述相容剂选自马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝ABS、马来酸酐接枝PVC、马来酸酐接枝PS、马来酸酐接枝EPDM中的一种或多种；
作为本发明一种优选的技术方案，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性木粉的原料包括木粉、偶联剂，两者的重量比为(95.8-98.6)：(1.4-4.2)；所述改性茶叶渣的原料包括茶叶渣、偶联剂，两者的重量比为(95-98)：(2-5)。
作为本发明一种优选的技术方案，所述催化剂为分子筛；所述分子筛选自HY、HZSM-5、HZRP-1、HZRP-5、Hβ、丝光沸石、HMCM-49，SAPO-34、ZSM-5、MCM-22、MCM-41、USY中的一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种或多种。
本发明第二个方面提供了一种茶叶渣木塑的制备方法，包括以下步骤：
S1：改性木粉的制备，将木粉原料放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60-80目的木粉，然后将得到的木粉依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为30-60分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中80-100℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在80-100℃的温度下混合30-60分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、90-120℃干燥12-18h制得改性木粉；
S2：改性茶叶渣的制备，将茶叶渣放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60-80目的茶叶渣，然后将得到的茶叶渣依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为30-60分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中80-100℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在80-100℃的温度下混合30-60分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、90-120℃干燥12-18h制得改性茶叶渣；
S3：混料，将步骤S1处理得到的改性木粉、步骤S2处理得到的改性茶叶渣、热塑性塑料、相容剂、催化剂加入高速混合机中混合均匀，混合10-15分钟后，向混合后的物料中加入润滑剂，继续混合10-20分钟，得到混合料；
S4：造粒，将经过步骤S3所得的混合料加入造粒机中进行造粒，得到造粒料；
S5：挤出成型，将经过步骤S4得到的造粒料运至挤出机中，挤出成型制得茶叶渣木塑。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S3中高速混合机转速为90-150r/min，混合温度为50-70℃；所述步骤S4中造粒机为平行双螺杆造粒机，造粒的温度为140-190℃，平行双螺杆造粒机主机的转速为300-450r/min，主机电流为额定电流的50-70％；所述步骤S5中挤出机为锥形双螺旋杆挤出机，挤出温度为150-200℃、主机转速为5-30r/min，主机电流为额定电流的60-80％。
本发明具有下述有益效果：
1.对木粉和茶叶渣进行了改性处理，克服了木粉和茶叶渣因表面含有羟基而与非极性的热塑性塑料不想容的缺点；
2.催化剂可以促进茶叶渣、木粉与相容剂之间的酯化反应，改善茶叶渣、木粉与热塑性塑料的界面相容性，从而提高茶叶渣木塑的力学性能，有效降低茶叶渣木塑的吸水率；
3.加入润滑剂提高茶叶渣木塑的力学性能，有效降低茶叶渣木塑的吸水率；
4.分子筛不光起催化剂的作用，其在相容剂、润滑剂的协同作用下与改性木粉、改性茶叶渣、热塑性塑料之间可能会形成一种特殊结构，从而提高茶叶渣木塑的力学性能；
5.本发明对废弃物茶叶渣综合再利用，降低了木粉的使用量，实现了废物利用，具有高效的经济效应和环保效益；
6.茶叶渣中含有茶多酚，茶多酚具有抗氧化、抗菌的作用，所以茶叶渣在本发明中还具有抗氧化剂的功效，这使制得的茶叶渣木塑不易出现被氧化和发霉的现象。
具体实施方式
本发明第一个方面提供了一种茶叶渣木塑，原料包括，改性木粉、改性茶叶渣、热塑性塑料、催化剂、相容剂、润滑剂。
优选的，所述茶叶渣木塑的原料包括，按重量份计，改性木粉14-38份、改性茶叶渣22-43份、热塑性塑料18-32份、催化剂0.6-2.5份、相容剂1.2-4份、润滑剂0.9-3.2份。
所述热塑性塑料选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚苯醚中的一种。
本发明中的热塑性塑料为聚乙烯或聚丙烯回收料。
优选的，所述聚乙烯、聚丙烯回收料的熔体流动速率为3-7g/10min。
所述催化剂选自有机酸、无机酸及其盐、固体超强酸、分子筛、杂多酸中的一种。
优选的，所述催化剂为分子筛。
所述分子筛选自HY、HZSM-5、HZRP-1、HZRP-5、Hβ、丝光沸石、HMCM-49，SAPO-34、ZSM-5、MCM-22、MCM-41、USY中的一种或多种。
优选的，所述分子筛选自ZSM-5、HZSM-5、HY中的一种，所述ZSM-5、HZSM-5、HY的硅铝比为20-60。
ZSM-5含有十元环，基本结构单元是由八个五元环组成的，五元环通过氧桥相互连接构成一层类似与石墨的层装结构，这些层相互靠[SiO4]或[AlO4]四面体构成的环来连接，也可输送反应物和产物分子，ZSM-5分子筛具有良好的多孔性、酸性、热稳定性，其酸性可以被应用于催化剂领域。
HY是含有十二元环，并且其直径为0.74nm，具有较大的空腔以及三维的十二元环孔道提系，使得多种分子能够进入其由元环形成的超笼内并且发生催化反应，并且HY属于氢型分子筛，其表面具有氢离子，表面的酸性增强，催化反应也可以在其表面进行。
HZSM-5具有与ZSM-5相同结构，与ZSM-5的不同之处在于ZSM-5中的Na被H取代而形成了HZSM-5，所以相较而言HZSM-5的酸性比ZSM-5的酸性更强、催化性能更好。
本发明所用的分子筛均采购于淄博润鑫化工科技有限公司。
所述相容剂选自马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝ABS、马来酸酐接枝PVC、马来酸酐接枝PS、马来酸酐接枝EPDM中的一种或多种。
优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝PP和/或马来酸酐接枝PE。
本发明所用的相容剂属于马来酸酐接枝相容剂，马来酸酐接枝相容剂具有极性端和非极性端，使用相容剂可以增加两种物质的相容性，两种物质间的粘接力增大，形成稳定的结构。
本发明中所用的相容剂均采购于东莞市樟木头金运来塑胶原料经营部。
所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种。所述聚乙烯蜡的数均分子量为2000。
优选的，所述润滑剂为50-73wt％聚乙烯蜡和27-50wt％硬脂酸锌的混合物。
润滑剂有两个作用，一个是与聚合物树脂有良好的相容性，可以降低树脂分子内分子间的摩擦作用，另一个作用是可以降低树脂表面与加工设备的摩擦作用。本发明中聚乙烯蜡与聚合物树脂的相容性较好，可以起到降低树脂分子内分子间的摩擦作用，而硬脂酸锌与树脂的相容性较差，可以迁移到树脂外部降低树脂表面与加工设备的摩擦作用。
本发明所用的润滑剂在淘宝或京东等网站上均可采购。
所述改性木粉的原料包括木粉、偶联剂，两者的重量比为(95.8-98.6)：(1.4-4.2)。
所述改性茶叶渣的原料包括茶叶渣、偶联剂，两者的重量比为(95-98)：(2-5)。
所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种或多种。
所述茶叶渣为冲泡使用后的任意茶叶或是过期后不能食用的茶叶。
所述木粉为在淘宝或京东等网站上均可采购。
述偶联剂采购于佛山市圣亿塑料化工有限公司；所述硅烷偶联剂的型号为M&G/晨光-KH-550，钛酸酯偶联剂的型号为圣亿-101，铝酸酯偶联剂的型号为圣亿-688。
本发明第二个方面提供了一种茶叶渣木塑的制备方法，包括以下步骤：
S1：改性木粉的制备，将木粉原料放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60-80目的木粉，然后将得到的木粉依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为30-60分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中80-100℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在80-100℃的温度下混合30-60分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、90-120℃干燥12-18h制得改性木粉；
S2：改性茶叶渣的制备，将茶叶渣放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60-80目的茶叶渣，然后将得到的茶叶渣依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为30-60分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中80-100℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在80-100℃的温度下混合30-60分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、90-120℃干燥12-18h制得改性茶叶渣；
S3：混料，将步骤S1处理得到的改性木粉、步骤S2处理得到的改性茶叶渣、热塑性塑料、相容剂、催化剂加入高速混合机中混合均匀，混合10-15分钟后，向混合后的物料中加入润滑剂，继续混合10-20分钟，得到混合料；
S4：造粒，将经过步骤S3所得的混合料加入造粒机中进行造粒，得到造粒料；
S5：挤出成型，将经过步骤S4得到的造粒料运至挤出机中，挤出成型制得茶叶渣木塑。
优选的，所述步骤S3中高速混合机转速为90-150r/min，混合温度为50-70℃；所述步骤S4中造粒机为平行双螺杆造粒机，造粒的温度为140-190℃，平行双螺杆造粒机主机的转速为300-450r/min，主机电流为额定电流的50-70％；所述步骤S5中挤出机为锥形双螺旋杆挤出机，挤出温度为150-200℃、主机转速为5-30r/min，主机电流为额定电流的60-80％。
木粉和茶叶渣表面具有大量羟基等极性基团，与非极性的热塑性塑料的相容性很差，步骤S1与步骤S2通过偶联剂对木粉和茶叶渣进行改性，偶联剂相当于一个桥梁的作用，使得茶叶渣和木粉能够很好的与热塑性塑料紧密的连接在一起。
本发明中的相容剂属于马来酸酐接枝相容剂，含有酐基，能够与木粉和茶叶渣中的羟基发生酯化反应，步骤S3中的催化剂可以增加改性茶叶渣、改性木粉和相容剂之间的酯化作用，从而降低改性茶叶渣、改性木粉表面的极性，使其能够更容易的与热塑性塑料黏结在一起；因为润滑剂可能会与酸酐基团、羧基、水分等发生化学反应，破环改性茶叶渣、改性木粉和相容剂之间的酯化作用，从而降低了改性茶叶渣、改性木粉和热塑性塑料三者的界面相容性，所以步骤S3中先将改性茶叶渣、热塑性塑料、相容剂、催化剂先混合一段时间，然后再加入润滑剂，这样就可以克服润滑剂破环改性茶叶渣、改性木粉和相容剂的酯化反应的不足。
申请人意外发现，加入适量的催化剂可以增加所制得茶叶渣木塑的力学性能，但加入催化剂过多或是过少都会影响其力学性能，可能的原因是：改性木粉和改性茶叶渣还具有木粉和茶叶渣的纤维素，而本发明中使用的催化剂是分子筛催化剂，分子筛表面含有Si-OH、Al-OH、Si-OH-Al三种结构羟基，结构羟基可以与纤维素键接在一起，相容剂和润滑剂的协同作用下分子筛、改性木粉、改性茶叶渣、热塑性塑料可能形成了一种特殊的拟网状结构，从而使得茶叶渣木塑的力学性能增强，而当催化剂加入量过多时，可能会破环热塑性塑料大分子之间的作用力，从而导致制得茶叶渣木塑的力学性能降低。
步骤S4将前面所得到的混合物料经过造粒机可以使各种物料能够更加充分混合、造粒后以便后续的加工。
步骤S5将造粒料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热边塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制得茶叶渣木塑。
以下给出本发明的几个具体实施例，但本发明不受实施例的限制。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例
实施例1
一种茶叶渣木塑，原料包括，按重量份计，改性木粉14份、改性茶叶渣22份、热塑性塑料18份、催化剂0.6份、相容剂1.2份、润滑剂0.9份。
所述热塑性塑料为聚乙烯回收料，所述聚乙烯回收料的熔体流动速率为3g/10min。
所述催化剂为ZSM-5，所述ZSM-5硅铝比为40。
所述相容剂为马来酸酐接枝PP。
所述润滑剂为50wt％聚乙烯蜡和50wt％硬脂酸锌的混合物。
所述改性木粉的原料包括木粉、偶联剂，两者的重量比为95.8：4.2。
所述改性茶叶渣的原料包括茶叶渣、偶联剂，两者的重量比为95：5。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
所述茶叶渣木塑按照下述制备步骤得到：
S1：改性木粉的制备，将木粉原料放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为70目的木粉，然后将得到的木粉依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为30分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中80℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在80℃的温度下混合60分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、90℃干燥18h制得改性木粉；
S2：改性茶叶渣的制备，将茶叶渣放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为70目的茶叶渣，然后将得到的茶叶渣依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为30分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中80℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在80℃的温度下混合60分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、90℃干燥18h制得改性茶叶渣；
S3：混料，将步骤S1处理得到的改性木粉、步骤S2处理得到的改性茶叶渣、热塑性塑料、相容剂、催化剂加入高速混合机中混合均匀，混合10分钟后，向混合后的物料中加入润滑剂，继续混合10分钟，得到混合料；
S4：造粒，将经过步骤S3所得的混合料加入造粒机中进行造粒，得到造粒料；
S5：挤出成型，将经过步骤S4得到的造粒料运至挤出机中，挤出成型制得茶叶渣木塑。
所述步骤S3中高速混合机转速为90r/min，混合温度为70℃。
所述步骤S4中造粒机为平行双螺杆造粒机，造粒的温度为140℃，平行双螺杆造粒机主机的转速为450r/min，主机电流为额定电流的50％。
所述步骤S5中挤出机为锥形双螺旋杆挤出机，挤出温度为150℃、主机转速为30r/min，主机电流为额定电流的60％。
实施例2
一种茶叶渣木塑，原料包括，按重量份计，改性木粉38份、改性茶叶渣43份、热塑性塑料32份、催化剂2.5份、相容剂4份、润滑剂3.2份。
所述热塑性塑料为聚乙烯回收料，所述聚乙烯回收料的熔体流动速率为7g/10min。
所述催化剂为HY，所述HY的硅铝比为20。
所述相容剂为马来酸酐接枝PE。
所述润滑剂为73wt％聚乙烯蜡和27wt％硬脂酸锌的混合物。
所述改性木粉的原料包括木粉、偶联剂，两者的重量比为98.6：1.4。
所述改性茶叶渣的原料包括茶叶渣、偶联剂，两者的重量比为98：2。
所述偶联剂为铝钛复合偶联剂。
所述茶叶渣木塑按照下述制备步骤得到：
S1：改性木粉的制备，将木粉原料放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为80目的木粉，然后将得到的木粉依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为60分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中100℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在100℃的温度下混合30分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、120℃干燥12h制得改性木粉；
S2：改性茶叶渣的制备，将茶叶渣放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为80目的茶叶渣，然后将得到的茶叶渣依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为60分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中100℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在100℃的温度下混合30分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、120℃干燥12h制得改性茶叶渣；
S3：混料，将步骤S1处理得到的改性木粉、步骤S2处理得到的改性茶叶渣、热塑性塑料、相容剂、催化剂加入高速混合机中混合均匀，混合15分钟后，向混合后的物料中加入润滑剂，继续混合20分钟，得到混合料；
S4：造粒，将经过步骤S3所得的混合料加入造粒机中进行造粒，得到造粒料；
S5：挤出成型，将经过步骤S4得到的造粒料运至挤出机中，挤出成型制得茶叶渣木塑。
所述步骤S3中高速混合机转速为150r/min，混合温度为50℃。
所述步骤S4中造粒机为平行双螺杆造粒机，造粒的温度为190℃，平行双螺杆造粒机主机的转速为300r/min，主机电流为额定电流的70％。
所述步骤S5中挤出机为锥形双螺旋杆挤出机，挤出温度为200℃、主机转速为5r/min，主机电流为额定电流的80％。
实施例3
一种茶叶渣木塑，原料包括，按重量份计，改性木粉26份、改性茶叶渣32份、热塑性塑料20份、催化剂1.5份、相容剂2份、润滑剂2.2份。
所述热塑性塑料为聚乙烯回收料，所述聚乙烯回收料的熔体流动速率为5g/10min。
所述催化剂为HZSM-5，所述HZSM-5的硅铝比为50。
所述相容剂为马来酸酐接枝PE。
所述润滑剂为62wt％聚乙烯蜡和38wt％硬脂酸锌的混合物。
所述改性木粉的原料包括木粉、偶联剂，两者的重量比为97.5：2.5。
所述改性茶叶渣的原料包括茶叶渣、偶联剂，两者的重量比为96.2：3.8。
所述偶联剂为硅烷偶联剂。
所述茶叶渣木塑按照下述制备步骤得到：
S1：改性木粉的制备，将木粉原料放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60目的木粉，然后将得到的木粉依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为45分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中90℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在90℃的温度下混合45分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、100℃干燥16h制得改性木粉；
S2：改性茶叶渣的制备，将茶叶渣放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60目的改性茶叶渣，然后将得到的茶叶渣依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为45分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中90℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在90℃的温度下混合45分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、100℃干燥16h制得改性茶叶渣；
S3：混料，将步骤S1处理得到的改性木粉、步骤S2处理得到的改性茶叶渣、热塑性塑料、相容剂、催化剂加入高速混合机中混合均匀，混合15分钟后，向混合后的物料中加入润滑剂，继续混合15分钟，得到混合料；
S4：造粒，将经过步骤S3所得的混合料加入造粒机中进行造粒，得到造粒料；
S5：挤出成型，将经过步骤S4得到的造粒料运至挤出机中，挤出成型制得茶叶渣木塑。
所述步骤S3中高速混合机转速为120r/min，混合温度为60℃。
所述步骤S4中造粒机为平行双螺杆造粒机，造粒的温度为165℃，平行双螺杆造粒机主机的转速为380r/min，主机电流为额定电流的60％。
所述步骤S5中挤出机为锥形双螺旋杆挤出机，挤出温度为175℃、主机转速为20r/min，主机电流为额定电流的70％。
对比例1
一种茶叶渣木塑，原料包括，按重量份计，改性木粉26份、改性茶叶渣32份、热塑性塑料20份、催化剂1.5份、相容剂2份、润滑剂2.2份。
所述热塑性塑料、相容剂、润滑剂、改性木粉、改性茶叶渣同实施例3。
所述催化剂为浓度为98％的浓硫酸。
所述茶叶渣木塑的制备步骤同实施例3。
对比例2
一种茶叶渣木塑，原料包括，按重量份计，改性木粉26份、改性茶叶渣32份、热塑性塑料20份、催化剂1.5份、相容剂2份、润滑剂2.2份。
所述热塑性塑料、相容剂、润滑剂、改性木粉、改性茶叶渣同实施例3。
所述催化剂为SO4 2-/Fe2O3固体酸催化剂，采购于江阴市南大合成化学有限公司。
所述茶叶渣木塑的制备步骤同实施例3。
对比例3
一种茶叶渣木塑，原料包括，按重量份计，改性木粉26份、改性茶叶渣32份、热塑性塑料20份、催化剂0.6份、相容剂2份、润滑剂2.2份。
所述热塑性塑料、催化剂、相容剂、润滑剂、改性木粉、改性茶叶渣同实施例3。
所述茶叶渣木塑的制备步骤同实施例3。
对比例4
一种茶叶渣木塑，原料包括，按重量份计，改性木粉26份、改性茶叶渣32份、热塑性塑料20份、催化剂2份、相容剂2份、润滑剂2.2份。
所述热塑性塑料、催化剂、相容剂、润滑剂、改性木粉、改性茶叶渣同实施例3。
所述茶叶渣木塑的制备步骤同实施例3。
对比例5
一种茶叶渣木塑，原料包括，按重量份计，改性木粉26份、改性茶叶渣32份、热塑性塑料20份、催化剂3份、相容剂2份、润滑剂2.2份。
所述热塑性塑料、催化剂、相容剂、润滑剂、改性木粉、改性茶叶渣同实施例3。
所述茶叶渣木塑的制备步骤同实施例3。
对比例6
一种茶叶渣木塑，原料包括，按重量份计，改性木粉26份、改性茶叶渣32份、热塑性塑料20份、相容剂2份、润滑剂2.2份。
所述热塑性塑料、相容剂、润滑剂、改性木粉、改性茶叶渣同实施例3
所述茶叶渣木塑按照下述制备步骤得到：
S1：改性木粉的制备，将木粉原料放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60目的木粉，然后将得到的木粉依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为45分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中90℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在90℃的温度下混合45分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、100℃干燥16h制得改性木粉；
S2：改性茶叶渣的制备，将茶叶渣放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60目的茶叶渣，然后将得到的茶叶渣依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为45分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中90℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在90℃的温度下混合45分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、100℃干燥16h制得改性茶叶渣；
S3：混料，将步骤S1处理得到的改性木粉、步骤S2处理得到的改性茶叶渣、热塑性塑料、相容剂加入高速混合机中混合均匀，混合15分钟后，向混合后的物料中加入润滑剂，继续混合15分钟，得到混合料；
S4：造粒，将经过步骤S3所得的混合料加入造粒机中进行造粒，得到造粒料；
S5：挤出成型，将经过步骤S4得到的造粒料运至挤出机中，挤出成型制得茶叶渣木塑。
所述步骤S3中高速混合机转速为120r/min，混合温度为60℃。
所述步骤S4中造粒机为平行双螺杆造粒机，造粒的温度为165℃，平行双螺杆造粒机主机的转速为380r/min，主机电流为额定电流的60％。
所述步骤S5中挤出机为锥形双螺旋杆挤出机，挤出温度为175℃、主机转速为20r/min，主机电流为额定电流的70％。
对比例7
一种茶叶渣木塑，原料包括，按重量份计，改性木粉26份、改性茶叶渣32份、热塑性塑料20份、催化剂1.5份、相容剂2份、润滑剂2.2份。
所述热塑性塑料、催化剂、相容剂、润滑剂、改性木粉、改性茶叶渣同实施例3。
所述茶叶渣木塑按照下述制备步骤得到：
S1：改性木粉的制备，将木粉原料放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60目的木粉，然后将得到的木粉依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为45分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中90℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在90℃的温度下混合45分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、100℃干燥16h制得改性木粉；
S2：改性茶叶渣的制备，将茶叶渣放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60目的茶叶渣，然后将得到的茶叶渣依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为45分钟，然后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中90℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在90℃的温度下混合45分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、100℃干燥16h制得改性茶叶渣；
S3：混料，将步骤S1处理得到的改性木粉、步骤S2处理得到的改性茶叶渣、热塑性塑料、相容剂、催化剂、润滑剂，混合30分钟后，得到混合料；
S4：造粒，将经过步骤S3所得的混合料加入造粒机中进行造粒，得到造粒料；
S5：挤出成型，将经过步骤S4得到的造粒料运至挤出机中，挤出成型制得茶叶渣木塑。
所述步骤S3中高速混合机转速为120r/min，混合温度为60℃。
所述步骤S4中造粒机为平行双螺杆造粒机，造粒的温度为165℃，平行双螺杆造粒机主机的转速为380r/min，主机电流为额定电流的60％。
所述步骤S5中挤出机为锥形双螺旋杆挤出机，挤出温度为175℃、主机转速为20r/min，主机电流为额定电流的70％。
对本发明上述实施例1～3和对比例1～7制备得到的茶叶渣木塑的性能进行测试，按照GB/T 29418-2012标准对制得茶叶渣木塑的拉伸强度、弯曲强度进行检测；按照标准GB/T 17657-1999对制得茶叶渣木塑的吸水厚度膨胀进行检测；按照标准GB/T 14153-2002对制得茶叶渣木塑的简支梁冲击强度进行检测，检测结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002642697910000141

Claims (10)

1.一种茶叶渣木塑，其特征在于，原料包括，改性木粉、改性茶叶渣、热塑性塑料、催化剂、相容剂、润滑剂。
2.根据权利要求1所述的一种茶叶渣木塑，其特征在于，所述茶叶渣木塑的原料包括，按重量份计，改性木粉14-38份、改性茶叶渣22-43份、热塑性塑料18-32份、催化剂0.6-2.5份、相容剂1.2-4份、润滑剂0.9-3.2份。
3.根据权利要求1或2所述的一种茶叶渣木塑，其特征在于，所述热塑性塑料选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚苯醚中的一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种茶叶渣木塑，其特征在于，所述催化剂选自有机酸、无机酸及其盐、固体超强酸、分子筛、杂多酸中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种茶叶渣木塑，其特征在于，所述相容剂选自马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝ABS、马来酸酐接枝PVC、马来酸酐接枝PS、马来酸酐接枝EPDM中的一种或多种；
所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的一种茶叶渣木塑，其特征在于，所述改性木粉的原料包括木粉、偶联剂，两者的重量比为(95.8-98.6)：(1.4-4.2)；
所述改性茶叶渣的原料包括茶叶渣、偶联剂，两者的重量比为(95-98)：(2-5)。
7.根据权利要求4所述的一种茶叶渣木塑，其特征在于，所述催化剂为分子筛；
所述分子筛选自HY、HZSM-5、HZRP-1、HZRP-5、Hβ、丝光沸石、HMCM-49，SAPO-34、ZSM-5、MCM-22、MCM-41、USY中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的一种茶叶渣木塑，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种或多种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的一种茶叶渣木塑的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：改性木粉的制备，将木粉原料放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60-80目的木粉，然后将得到的木粉依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为30-60分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中80-100℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在80-100℃的温度下混合30-60分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、90-120℃干燥12-18h制得改性木粉；
S2：改性茶叶渣的制备，将茶叶渣放在研磨器中进行研磨、过筛得到平均粒径为60-80目的茶叶渣，然后将得到的茶叶渣依次浸泡在10mol/L的氢氧化钠溶液和10mol/L的乙醇溶液中，浸泡时间为30-60分钟，最后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在真空干燥箱中80-100℃烘干，向烘干后的木粉中加入偶联剂，在80-100℃的温度下混合30-60分钟，搅拌均匀，快速冷却到室温，过滤、90-120℃干燥12-18h制得改性茶叶渣；
S3：混料，将步骤S1处理得到的改性木粉、步骤S2处理得到的改性茶叶渣、热塑性塑料、相容剂、催化剂加入高速混合机中混合均匀，混合10-15分钟后，向混合后的物料中加入润滑剂，继续混合10-20分钟，得到混合料；
S4：造粒，将经过步骤S3所得的混合料加入造粒机中进行造粒，得到造粒料；
S5：挤出成型，将经过步骤S4得到的造粒料运至挤出机中，挤出成型制得茶叶渣木塑。
10.根据权利要求9所述的一种茶叶渣木塑的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中高速混合机的转速为90-150r/min，混合温度为50-70℃；
所述步骤S4中造粒机为平行双螺杆造粒机，造粒的温度为140-190℃，平行双螺杆造粒机主机的转速为300-450r/min，主机电流为额定电流的50-70％；
所述步骤S5中挤出机为锥形双螺旋杆挤出机，挤出温度为150-200℃、主机转速为5-30r/min，主机电流为额定电流的60-80％。
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