CN115073877B - 一种再回收利用的环保衣架及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及生活用品领域，具体公开了一种再回收利用的环保衣架及其制备方法。再回收利用的环保衣架包括以下重量份的组分：80‑100份聚甲醛、1‑5份填料、0.5‑3份抗氧剂、1‑5份增塑剂、0.2‑0.8份增韧剂、10‑40份苄基化废弃竹木衣架粉、5‑10份菠萝叶纤维；本申请的再回收利用的环保衣架具有使废弃的竹木衣架得到回收利用，且制成的衣架强度高，承重力大，不易断裂，抗菌性好，不易发霉的优点。
Description
技术领域
本申请涉及生活用品技术领域，更具体地说，它涉及一种再回收利用的环保衣架及其制备方法。
背景技术
衣架是人们日常生活必不可少的用品，传统的衣架多采用竹、木或金属、塑料为材料进行制作，竹、木衣架是以天然竹、木为基材而生产的衣架，具有环保、纹路自然、质轻等特点，深受消费者的喜爱，但竹、木衣架遇水容易破裂或变形，且容易被霉菌腐蚀。
当竹、木衣架破裂或变形时，多数会被直接丢弃。竹、木衣架在制作时会消耗大量的天然竹子、木材，直接丢弃会造成竹、木材料的浪费，使的木材的利用率降低。
塑料衣架的主要原料为ABS、PP或PS等，另外还加入PVC、硅胶和EVA等防滑软胶，生产速度快、质量轻、颜色丰富，但承载较重衣物时可能会变形或折断。
针对上述中的相关技术，将废弃的竹、木衣架进行回收利用，制成一种环保、承重能力强的衣架是亟待解决的问题。
发明内容
为了提高衣架的承重力，使废弃竹木衣架能回收利用，本申请提供一种再回收利用的环保衣架及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种再回收利用的环保衣架，采用如下的技术方案：
一种再回收利用的环保衣架，包括以下重量份的组分：80-100份聚甲醛、1-5份填料、0.5-3份抗氧剂、1-5份增塑剂、0.2-0.8份增韧剂、10-40份苄基化废弃竹木衣架粉、5-10份菠萝叶纤维。
通过采用上述技术方案，使用聚甲醛作为衣架的基体材料，其作为一种没有侧基、高密度的线型高结晶性聚合物，具有较高的弹性模量、硬度和刚度，且耐多次重复冲击，具有热塑性材料中最为优越的耐疲劳性、突出的耐蠕变性，长期使用后，仍具有较好的力学性能，延长衣架的使用寿命，且其为半透明或不透明的淡黄或白色颗粒，表面光滑、有光泽，能加入颜料进行调色，以丰富衣架的色彩，并且加入天然的菠萝叶纤维，菠萝叶纤维具有较好的结晶度和取向度，使得其强度大、刚度大，同时菠萝叶纤维对金黄色葡萄球菌等具有抗菌作用，苄基化废弃竹木衣架粉是将废弃的竹木衣架粉末经过苄基化制成，使废弃竹木衣架粉具有热塑性、热熔接性、尺寸稳定性，提高竹木废弃衣架的利用率，因此采用聚甲醛、菠萝叶纤维和苄基化废弃竹木衣架粉等制成的衣架具有较好的耐冲击性和弯曲强度等力学性能，且具有抗菌作用。
可选的，所述苄基化废弃竹木衣架粉经过以下预处理：
将所述苄基化废弃竹木衣架粉干燥后用5-6wt％的硅烷偶联剂丙酮溶液浸泡，升温至110-120℃下保温2-2.5h，干燥，制成预处理苄基化废弃竹木衣架粉；
将聚乳酸干燥，将1/2用量的聚乳酸与20-30wt％磷酸预处理的芳纶纤维和咖啡碳纤维混合均匀，挤出造粒，获得纤维共混颗粒；将剩余聚乳酸与所述预处理苄基化废弃竹木衣架粉混合，挤出造粒，获得竹木衣架混合颗粒；
将所述纤维共混颗粒和所述竹木衣架混合颗粒共混后，在130-140℃下模压，粉碎。
通过采用上述技术方案，竹木衣架粉中含有纤维素等，与高分子材料的相容性不佳，因此采用硅烷偶联剂的丙酮溶液先浸泡，以增强苄基化废弃竹木衣架粉与聚乳酸的界面结合力，使预处理苄基化废弃竹木衣架粉在聚乳酸中分散程度大，不易团聚，制成的竹木衣架混合颗粒具有较好的力学性能；
将聚乳酸和芳纶纤维、咖啡碳纤维和聚乙二醇混合，造粒，咖啡碳纤维和芳纶纤维均具有较高的强度，咖啡碳纤维和芳纶纤维经过磷酸预处理，在咖啡碳纤维和芳纶纤维上含氧官能团含量提高，与聚乳酸上羟基形成氢键，使得纤维共混颗粒中存在共价相互作用，咖啡碳纤维和芳纶纤维在纤维共混颗粒中形成良好的分散效果，并且与聚乳酸稳固粘结，从而提升了纤维共混颗粒的拉伸强度和冲击强度，并且咖啡碳纤维和芳纶纤维的加入也提高了纤维共混颗粒的抗蠕变性和抵抗应力松弛能力、以及阻燃性能；
在预处理苄基化废弃竹木衣架粉时，使用聚乳酸作为基体，其是一种具有良好生物相容性、可生物降解的热塑性环境友好高分子材料，聚乳酸和衣架的基体树脂聚甲醛的刚性都较强，模量都很高，二者共混后，改善原料的断裂伸长率，保持了聚乳酸和聚甲醛的高强度、高模量优势，实现了共混物在保持很高强度的同时协同增韧作用。
可选的，所述苄基化废弃竹木衣架粉预处理时，各原料的重量份如下：5-10份苄基化废弃竹木衣架粉、3-5份芳纶纤维、1-3份咖啡碳纤维、15-30份聚乳酸。
通过采用上述技术方案，使用以上用量材料对苄基化废弃竹木衣架粉进行预处理，能获得力学性能较高的衣架。
可选的，所述磷酸预处理芳纶纤维和咖啡碳纤维与聚乳酸混合造粒前，先与POE混合，挤出造粒，磷酸预处理芳纶纤维和咖啡碳纤维总量与POE的质量比为1:1-2。
通过采用上述技术方案，芳纶纤维和咖啡碳纤维与聚乳酸混合挤出时，与聚乳酸的界面相容性较差，将POE与磷酸预处理后的芳纶纤维和咖啡碳纤维先进行挤出造粒，芳纶纤维和咖啡碳纤维被POE包裹形成“核-壳”结构，分散于基体聚乳酸中，减少了芳纶纤维和咖啡碳纤维的团聚，且POE具有较长的己基短支链，与界面附着的聚乳酸相互扩散、渗透，从而形成良好的界面层，提高了核壳结构母粒与聚乳酸的界面粘结性，使得磷酸处理后的芳纶纤维和咖啡碳纤维与聚乳酸具有更好的相容性，界面结合性能更优，并且在聚乳酸中不会出现团聚现象，从而改善聚乳酸的拉伸强度。
可选的，所述菠萝叶纤维经过以下预处理：
(1)将1/5重量的菠萝叶纤维与氯化钙溶液混合30-40min，沥干，然后与碳酸钠溶液混合20-30min，沥干，将菠萝叶纤维洗涤后在温度为20-22℃、湿度为55-65％保存40-48h，制成预处理菠萝叶纤维；
(2)将所述预处理菠萝叶纤维和聚氨酯混合，挤出造粒，研磨成50-80μm的复合粉体，预处理菠萝叶纤维和聚氨酯的质量比为1:1-1.5；
(3)将剩余量的菠萝叶纤维在8-10wt％的聚乙烯醇水溶液中浸渍，取出后加入所述复合粉体，混匀，干燥，菠萝叶纤维与复合粉体的质量比为1:0.1-0.5。
通过采用上述技术方案，菠萝叶纤维表面由纵向裂缝和孔洞，表面还有凸起，凸起上面有许多孔洞，这些孔洞增大了纤维的比表面积，通过原位浸渍负载纳米级碳酸钙，无机颗粒能填充于纹孔、缺陷及褶皱凹槽处，降低菠萝叶纤维的表面粗糙度，从而显著增强菠萝叶纤维的拉伸强度，且负载纳米碳酸钙还能改善菠萝叶纤维的界面结合强度，使其在于聚氨酯混合挤出时，界面结合力强，进而使得菠萝叶纤维和聚氨酯形成的复合粉体的弯曲强度、冲击强度和拉伸强度得到改善，研磨过程中，聚氨酯和菠萝叶纤维混合颗粒受到剪切力作用，聚氨酯的物理交联和化学交联被破坏，无机刚性粒子碳酸钙的存在阻止聚氨酯分子再次发生物理交联和化学交联作用，使得其实现粉体化，而且聚氨酯包覆粒子的核壳结构，在聚乙烯醇的黏附作用下，附着于菠萝叶纤维上，当加入到基体树脂聚甲醛中，聚氨酯对聚甲醛起到增韧改善作用，而且被聚氨酯包覆的无机碳酸钙在衣架被拉伸过程中，可以承载空穴周围传递的应力荷载，阻碍空穴的进一步裂纹扩展和变性，提高衣架的力学强度。
可选的，所述步骤(3)具体为：将剩余量的菠萝叶纤维浸渍在硝酸银溶液中，加入水合肼，搅拌均匀后，升温至110-120℃，干燥2.5-3h后，与偶联剂和甲基丙烯酸甲酯混匀，升温至80-100℃，反应2-4h后干燥，在8-10wt％的聚乙烯醇水中浸渍，取出后与复合粉体混匀，干燥。
通过采用上述技术方案，将菠萝叶纤维与聚乙烯醇水溶液混合浸渍前，先浸渍硝酸银溶液，在水合肼的还原下，菠萝叶纤维上负载纳米银粒子，从而改善菠萝叶纤维的抗菌性，提高衣架的防霉效果，然后加入偶联剂和甲基丙烯酸甲酯，经过偶联剂处理的菠萝叶纤维能较为均匀的分散在聚乙烯醇水溶液中，而甲基丙烯酸甲酯能与硅烷偶联剂KH570上的双键发生聚合反应，引入更多能与聚氨酯形成氢键的基团，从而在菠萝叶纤维与复合粉体混合时，具有很好的界面结合力。
可选的，所述填料包括质量比为0.3-0.5:1的粒径为0.03-0.07μm的碳酸钙和粒径为0.1-0.5μm的碳酸钙。
通过采用上述技术方案，使用两种不同粒径的碳酸钙作为填料，能充分填充到衣架内，改善衣架的承重力和抗冲击性。
可选的，所述增韧剂为MBS和PVB中的一种或两种；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二丁酯和三羟甲基丙烷三油酸酯中的一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或两种。
第二方面，本申请提供一种再回收利用的环保衣架的制备方法，采用如下的技术方案：
一种再回收利用的环保衣架的制备方法，包括以下步骤：
按照配方称取各组分，将聚甲醛、抗氧剂和菠萝叶纤维混炼、挤出造粒，制得初料；将初料与苄基化废弃竹木衣架粉混合，挤出造粒，制得中间料；
将中间料与填料、增塑剂、增韧剂混合均匀后造粒，得到颗粒料；
将颗粒料经注塑得到木塑衣架坯材，表面砂光，制成衣架。
通过采用上述技术方案，先将聚甲醛、抗氧剂和菠萝叶纤维混合造粒，改善菠萝叶纤维在聚甲醛中分散程度，并提高聚甲醛的耐热性，然后再与苄基化废弃竹木衣架粉混合造粒，提升聚甲醛基体的力学强度，最后与填料、增塑剂等组分造粒后注塑，制成强度高，力学性能好的衣架。
可选的，所述注塑温度为150-220℃，注射压力为80-120MPa，背压为2-10MPa，保压压力为注射压力的30-80％，保压时间为10-40s。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用聚甲醛作为基体树脂，使用菠萝叶纤维作为增韧纤维，并加入苄基化废弃竹木衣架粉，使用废弃竹木衣架作为原材料，提高了废弃竹木衣架的利用率，且聚甲醛作为热塑性材料，使制成的产品仍具有可回收利用性，菠萝叶纤维的加入不仅能提高衣架的强度和力学性能，还能改善衣架的防霉效果。
2、本申请中优选采用聚乳酸、芳纶纤维和咖啡碳纤维等组分对苄基化废弃竹木衣架粉进行预处理，经热压后力学性能得到改善，且聚乳酸与聚甲醛的相容性好，能均匀分散在基体树脂中，另外芳纶纤维和咖啡碳纤维的加入也能进一步改善衣架的承载力、阻燃性和抗菌性。
3、本申请中优选采用沉积碳酸钙对一部分菠萝叶纤维进行处理，然后与聚氨酯混合造粒后粘附在剩余的菠萝叶纤维上，从而形成改善菠萝叶纤维的抗冲击强度和弯曲强度。
具体实施方式
苄基化废弃竹木衣架粉的制备例1
制备例1：将废弃竹木衣架清洗后干燥，粉碎至200目，获得竹木粉，将0.1kg竹木粉用质量浓度为22.5％的氢氧化钠溶液浸泡10h，沥干，将0.6kg氯化苄、0.35kg甲苯与竹木粉混合，升温至40℃，加入0.015kg季铵盐(十六烷基三甲基溴化铵)，升温至110℃，反应时间10h，冷却至室温，用乙醇和蒸馏水交替洗涤，抽滤，在60℃下真空干燥6h。
实施例
实施例1：一种再回收利用的环保衣架，原料用量如表1所示，表1中填料包括质量比为0.5:1的粒径为0.07μm的碳酸钙和粒径为0.5μm的碳酸钙，抗氧剂为抗氧剂1010，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，增韧剂为MBS，苄基化废弃竹木衣架粉由制备例1制成，菠萝叶纤维的长度长度为10mm，聚甲醛为美国杜邦100ST均聚物。
上述再回收利用的环保衣架的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照配方称取各组分，将聚甲醛、抗氧剂和菠萝叶纤维混炼、挤出造粒，制得初料；将初料与苄基化废弃竹木衣架粉混合，挤出造粒，制得中间料，苄基化废弃竹木衣架粉由制备例1制成；
S2、将中间料与填料、增塑剂、增韧剂混合均匀后造粒，得到颗粒料；
S3、将颗粒料经注塑得到木塑衣架坯材，表面砂光，制成衣架，注塑时温度为220℃，注射压力为100MPa，背压为10MPa，保压压力为注射压力的80％，保压时间为30s。
表1实施例1-4中衣架的原料用量
实施例2-4：一种再回收利用的环保衣架，与实施例1的区别在于，原料用量如表1所示。
实施例5：一种再回收利用的环保衣架，与实施例1的区别在于，苄基化废弃竹木衣架粉经过以下预处理：
(1)将5kg苄基化废弃竹木衣架粉干燥后用5wt％的硅烷偶联剂丙酮溶液浸泡，升温至110℃下保温2.5h，在70℃下干燥3h，制成预处理苄基化废弃竹木衣架粉；
(2)将15kg聚乳酸在80℃下干燥2h，将1/2用量的聚乳酸与用20wt％磷酸预处理的3kg芳纶纤维和1kg咖啡碳纤维混合，挤出造粒，获得纤维共混颗粒，挤出温度为175℃；将剩余聚乳酸与预处理苄基化废弃竹木粉混合，挤出造粒，挤出温度为175℃，获得竹木衣架混合颗粒，磷酸预处理方法为将芳纶纤维和咖啡碳纤维在磷酸中浸渍，然后清洗，烘干，咖啡碳纤维长度长度为5mm，芳纶纤维长度10mm；
(3)将纤维共混颗粒和竹木衣架混合颗粒混合后，在130℃、10MPa下模压，制成厚度为0.8mm的薄板，粉碎，制成平均粒径为1mm的粉末。
实施例6：一种再回收利用的环保衣架，与实施例1的区别在于，苄基化废弃竹木衣架粉经过以下预处理：
(1)将10kg苄基化废弃竹木衣架粉干燥后用5wt％的硅烷偶联剂丙酮溶液浸泡，升温至120℃下保温2h，在70℃下干燥3h，制成预处理苄基化废弃竹木衣架粉；
(2)将30kg聚乳酸在80℃下干燥2h，将1/2用量的聚乳酸与用30wt％磷酸预处理的5kg芳纶纤维和3kg咖啡碳纤维混合，挤出造粒，获得纤维共混颗粒，挤出温度为175℃；将剩余聚乳酸与预处理苄基化废弃竹木粉混合，挤出造粒，挤出温度为175℃，获得竹木衣架混合颗粒，磷酸预处理方法为将芳纶纤维和咖啡碳纤维在磷酸中浸渍，然后清洗，烘干，咖啡碳纤维长度长度为5mm，芳纶纤维长度10mm；
(3)将纤维共混颗粒和竹木衣架混合颗粒混合后，在140℃、10MPa下模压，制成厚度为0.8mm的薄板，粉碎，制成平均粒径为1mm的粉末。
实施例7：一种再回收利用的环保衣架，与实施例1的区别在于，苄基化废弃竹木衣架粉经过以下预处理：将30kg聚乳酸在80℃下干燥2h，与苄基化废弃竹木粉混合，挤出造粒，挤出温度为175℃，粉碎，制成平均粒径为1mm的粉末。
实施例8：一种再回收利用的环保衣架，与实施例1的区别在于，苄基化废弃竹木衣架粉经过以下预处理：
将10kg苄基化废弃竹木衣架粉干燥后用5wt％的硅烷偶联剂丙酮溶液浸泡，升温至120℃下保温2h，在70℃下干燥3h，制成预处理苄基化废弃竹木衣架粉；
将剩余聚乳酸与预处理苄基化废弃竹木粉混合，挤出造粒，挤出温度为175℃，粉碎，制成平均粒径为1mm的粉末。
实施例9：一种再回收利用的环保衣架，与实施例6的区别在于，步骤(2)中磷酸预处理芳纶纤维和咖啡碳纤维与聚乳酸混合挤出前，先与POE混合挤出，具体方法为：将磷酸预处理5kg芳纶纤维和3kg咖啡碳纤维与POE混合，挤出造粒，POE用量为8kg，然后与15kg聚乳酸混合，挤出造粒，获得纤维共混颗粒，挤出温度为175℃。
实施例10：一种再回收利用的环保衣架，与实施例6的区别在于，步骤(2)中磷酸预处理芳纶纤维和咖啡碳纤维与聚乳酸混合挤出前，先与POE混合挤出，具体方法为：将磷酸预处理5kg芳纶纤维和3kg咖啡碳纤维与POE混合，挤出造粒，POE用量为4kg，然后与15kg聚乳酸混合，挤出造粒，获得纤维共混颗粒，挤出温度为175℃。
实施例11：一种再回收利用的环保衣架，与实施例10的区别在于，菠萝叶纤维经过以下预处理：
(1)将1/5重量的菠萝叶纤维与2kg摩尔浓度为0.02mol/l的氯化钙溶液混合30min，沥干，然后与2kg摩尔浓度为0.04mol/l的碳酸钠溶液混合20min，沥干，将菠萝叶纤维洗涤后在温度为20℃、湿度为55％保存48h，制成预处理菠萝叶纤维；
(2)将预处理菠萝叶纤维和聚氨酯混合，挤出造粒，研磨成50μm的复合粉体，预处理菠萝叶纤维和聚氨酯的质量比为1:1；
(3)将剩余量的菠萝叶纤维在8wt％的聚乙烯醇水溶液中浸渍，取出后加入复合粉体，混匀，干燥，菠萝叶纤维与复合粉体的质量比为1:0.1。
实施例12：一种再回收利用的环保衣架，与实施例10的区别在于，菠萝叶纤维经过以下预处理：
(1)将1/5重量的菠萝叶纤维与2kg摩尔浓度为0.02mol/l的氯化钙溶液混合40min，沥干，然后与2kg摩尔浓度为0.04mol/l的碳酸钠溶液混合30min，沥干，将菠萝叶纤维洗涤后在温度为22℃、湿度为65％保存40h，制成预处理菠萝叶纤维；
(2)将预处理菠萝叶纤维和聚氨酯混合，挤出造粒，研磨成80μm的复合粉体，预处理菠萝叶纤维和聚氨酯的质量比为1:1.5；
(3)将剩余量的菠萝叶纤维在10wt％的聚乙烯醇水溶液中浸渍，取出后加入复合粉体，混匀，干燥，菠萝叶纤维与复合粉体的质量比为1:0.5。
实施例13：一种再回收利用的环保衣架，与实施例12的区别在于，菠萝叶纤维的预处理方法如下：
(1)将1/5用量的菠萝叶纤维和聚氨酯混合，挤出造粒，研磨成80μm的复合粉体，菠萝叶纤维和聚氨酯的质量比为1:1.5；
(2)将剩余量的菠萝叶纤维在10wt％的聚乙烯醇水溶液中浸渍，取出后加入复合粉体，混匀，干燥，菠萝叶纤维与复合粉体的质量比为1:0.5。
实施例14：一种再回收利用的环保衣架，与实施例12的区别在于，(1)将1/5重量的菠萝叶纤维与2kg摩尔浓度为0.02mol/l的氯化钙溶液混合40min，沥干，然后与2kg摩尔浓度为0.04mol/l的碳酸钠溶液混合30min，沥干，将菠萝叶纤维洗涤后在温度为22℃、湿度为65％保存40h，制成预处理菠萝叶纤维；
(2)将剩余量的菠萝叶纤维在10wt％的聚乙烯醇水溶液中浸渍，取出后加入预处理菠萝叶纤维，混匀，干燥。
实施例15：一种再回收利用的环保衣架，与实施例12的区别在于，所述步骤(3)具体为：将菠萝叶纤维浸渍在浓度为0.5g/l硝酸银溶液中，加入0.05kg水合肼，搅拌均匀后，升温至110℃，干燥3h后，与偶联剂KH570和甲基丙烯酸甲酯混匀，升温至80℃，反应4h后干燥，在8wt％的聚乙烯醇水中浸渍，取出后与复合粉体混匀，干燥，菠萝叶纤维和偶联剂、甲基丙烯酸甲酯的质量比为4:0.5:1。
实施例16：一种再回收利用的环保衣架，与实施例12的区别在于，所述步骤(3)具体为：将菠萝叶纤维与偶联剂KH570和甲基丙烯酸甲酯，升温至80-100℃，反应2-4h后干燥，在8wt％的聚乙烯醇水中浸渍，取出后与复合粉体混匀，干燥，菠萝叶纤维和偶联剂KH570、甲基丙烯酸甲酯的质量比为4:0.5:1。
实施例17：一种再回收利用的环保衣架，与实施例12的区别在于，所述步骤(3)具体为：将菠萝叶纤维浸渍在浓度为0.5g/l硝酸银溶液中，加入0.05kg水合肼，搅拌均匀后，升温至110℃，干燥3h后，在8wt％的聚乙烯醇水中浸渍，取出后复合粉体混匀，干燥。
对比例
对比例1：一种再回收利用的环保衣架，与实施例1的区别在于，未添加菠萝叶纤维。
对比例2：一种再回收利用的环保衣架，与实施例1的区别在于，使用等量未苄基化的废弃竹木衣架粉替代苄基化废弃竹木衣架粉。
对比例3：一种竹木废料在回收利用制备衣架的方法，1.原料准备：涂料按照重量份数计：万寿菊5份、龙蒿3份、石蒜2份、松节油10份、木蜡油8份、苏子油6份、橙油8份、蜜蜂蜡10份、棕榈蜡8份、异乙醇5份、聚酯树脂8份；
涂料的具体操作是：称取重量份数的原料后，将万寿菊、龙蒿、石蒜全株采集后，洗净、自然晾干水、切碎，加入5倍体积的乙醇溶液进行醇提10小时，过滤取滤液待用；
将松节油、木蜡油、苏子油、橙油混合后投入反应釜中，并在氮气保护下，在30MPa下迅速升温至200℃，反应3小时，然后降温至150℃后保温2分钟，接着降温至100℃保温3分钟，然后降温至60℃然后趁热过滤得到混合液并保温在60℃下；
将蜜蜂蜡与棕榈蜡混合溶解，加入异乙醇、聚酯树脂混合加热至60℃不断搅拌并保温1小时反应；然后降温至40℃后加入待用的滤液、混合液混合搅拌，并保温在35℃下反应1小时，然后静置自然冷却，过滤即可。
2.将上述的准备好的原料用于下述方案：
竹木废料再回收利用制备衣架的方法，具体包括以下步骤：
步骤一：将竹子碎料经过破碎机破碎后，干燥粉碎至100目得到竹子粉；将部分竹子粉使用水浸泡使得竹子粉自然吸水，过滤除水后在30MPa下迅速升温至500℃保持5min，然后得到炭化竹粉，接着将炭化竹粉、SiO2、石灰石干燥后加入反应釜中并添加体积比为2:1的氮气：氩气的混合气体，在混合气体的环境下，在20MPa下迅速升温至800℃保持20min，即可得到改性炭化竹粉；所述炭化竹粉、SiO2、石灰石的重量份数比为5:2:3；
步骤二：将松树加工后的松树木屑进行水洗后自然晾晒干，粉碎至10目，然后与氧化硅、碳酸钙一并通入反应釜中，在氮气保护下、30MPa下升温至200℃反应30S，得到改性后的松树木屑；步骤三：按照重量份数计，将丙三醇5份、蓖麻醇磺酸钠8份、松香6份、可再分乳胶粉10份、醋酸乙烯酯3份，羟丙基纤维素2份称取，先将原料全部混合投入反应釜，搅拌后升温至50℃下保温20分钟，然后升温至70℃后一边不断搅拌一边保温10分钟，得到熔融粘结剂，待用；
步骤四：按照重量份数计，称取改性后的松树木屑35份、竹子粉30份、改性炭化竹粉15份、熔融粘结剂10份、碳酸镁2.5份、氯化铝3.5份；
步骤五：将碳酸镁、氯化铝干燥活化后，碳酸镁加入2倍体积的质量分数为10％醋酸中进行溶解，氯化铝加入3倍体积的质量分数为75％乙醇中进行溶解，并分别加热至40℃后活化，然后一并与改性炭化竹粉投入反应釜在，在氮气的保护下，按照速率为15℃/min进行升温至1150℃，搅拌混合反应1小时，然后按照速率为15℃/min进行升温至1350℃，搅拌混合反应1.0小时，然后喷雾干燥即可得到粉末；
步骤六：将改性后的松树木屑、竹子粉、步骤五得到的粉末、熔融粘结剂混合后投入热压衣架模具，然后在温度为100℃、工作压力为50MPa下进行热压、固化和外表砂光；
步骤七：将步骤六得到的成型衣架外表均匀的刷上涂料，加压处理1分钟，压力为30MPa，接着进行干燥处理；
步骤八：将步骤七干燥后的衣架上钩子，印上商标标记，每5个衣架为一把包装，装箱，箱子内壁均放置有泡沫塑料。
性能检测试验
按照实施例和对比例中的方法制备衣架，并参考以下方法对衣架进行性能检测出，将检测结果记录于表2中。
1、弯曲强度：按照GB/T9341-2008《塑料完全性能的测定》进行检测；
2、拉伸强度：按照GB/T1040.1-2006《塑料拉伸性能的测定第1部分：总则》进行检测；
3、冲击强度：按照GB/T1043.1-2008《塑料简支梁冲击性能的测定第1部分非仪器化冲击试验》进行检测；
4、抗菌性能：按照GB/T31402-2015《塑料塑料表面抗菌性能试验方法》进行检测。
表2衣架的性能检测
结合表2和实施例1-4，使用苄基化废弃竹木衣架粉制成的衣架，拉伸强度大，抗冲击强度高，具有较好的力学强度。
实施例5和实施例6中，对苄基化废弃竹木衣架粉进行预处理，经过聚乳酸、芳纶纤维、咖啡碳纤维的处理，制得的衣架弯曲强度、冲击强度和拉伸强度均有所改善，且衣架的抗菌性提高，能防虫防霉。
实施例7与实施例6相比，预处理苄基化废弃竹木衣架粉时，将聚乳酸和苄基化废弃竹木衣架粉直接混合造粒，制成的衣架对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率下降，且拉伸强度、弯曲强度和冲击强度有所降低。
实施例8中使用经过偶联剂浸渍的苄基化废弃竹木衣架粉和聚乳酸混合造粒，以对苄基化废弃竹木衣架粉进行预处理，与实施例6相比，实施例8制成的衣架抗菌性能变化不大，弯曲强度、冲击强度等力学性能下降。
实施例9和实施例10中，将磷酸预处理芳纶纤维和咖啡碳纤维与POE混合造粒，然后再与聚乳酸混合造粒，制成的衣架弯曲性能和拉伸强度相较于实施例6有所增强。
实施例11和实施例12相较于实施例10，还对菠萝叶纤维进行了预处理，使菠萝叶纤维表面沉积碳酸钙，并与聚氨酯造粒形成复合粉体，然后与菠萝叶纤维、聚乙烯醇混合，表2内显示，衣架的冲击强度增大，弯曲强度和拉伸强度也有所改善。
实施例13与实施例12相比，预处理菠萝叶纤维时，未在菠萝叶纤维上沉积碳酸钙，表2内显示，实施例13制成的衣架，冲击强度有所降低，说明沉积碳酸钙在菠萝叶纤维上，能改善衣架的冲击强度。
实施例14与实施例12相比，预处理菠萝叶纤维时，在菠萝叶纤维上沉积碳酸钙，然后与剩余量的菠萝叶纤维混合，实施例14制成的衣架，虽然冲击强度变化不明显，但拉伸强度和弯曲强度有所下降，说明使用聚氨酯与菠萝叶纤维混合造粒，能改善本领域纤维的弯曲强度和拉伸强度。
实施例15与实施例12相比，对菠萝叶纤维进行预处理时，在剩余菠萝叶纤维上浸渍硝酸银溶液，并加入了偶联剂KH570和甲基丙烯酸甲酯，与实施例12的测试结果相比，实施例15制成的衣架，弯曲强度有所增大，且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率增大明显，说明菠萝叶纤维与聚乙烯醇和复合粉体混合前，先进行硝酸银的浸渍和偶联剂的处理，能增强衣架的抗菌性和力学性能。
实施例16与实施例15相比，预处理菠萝叶纤维时，未浸渍硝酸银溶液，且未添加水合肼，实施例16制成的衣架抗菌性能有所降低，且耐冲击强度减小，说明硝酸银溶液的浸渍，能进一步改善衣架的抗菌防霉效果，并提高其抗冲击性能。
实施例17与实施例15相比，菠萝叶纤维的预处理中，没有添加偶联剂KH570和甲基丙烯酸甲酯，实施例17制成的衣架，仍具有较好的抗菌防霉效果，但拉伸强度和弯曲强度下降。
对比例1中未添加菠萝叶纤维，与实施例1相比，对比例1制成的衣架拉伸强度和弯曲强度下降，冲击强度也有所降低，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率也减弱，说明菠萝叶纤维的加入能有效改善衣架的力学性能和防霉性能。
对比例2中使用等量未苄基化废弃竹木衣架粉替代了苄基化废弃竹木衣架粉，与实施例1相比，对比例2制备的衣架耐冲击强度下降，拉伸强度和弯曲强度减小，抑菌率变化不大，说明苄基化处理能改善废弃竹木衣架粉与基体树脂的相容性，提高衣架的力学强度。
对比例3是使用竹木废料再回收利用制备的衣架，与实施例1相比，其弯曲强度和拉伸强度相近，但冲击强度较小，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率不佳，防霉和抑菌效果不足。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种再回收利用的环保衣架，其特征在于，包括以下重量份的组分：80-100份聚甲醛、1-5份填料、0.5-3份抗氧剂、1-5份增塑剂、0.2-0.8份增韧剂、10-40份苄基化废弃竹木衣架粉、5-10份菠萝叶纤维；
所述苄基化废弃竹木衣架粉经过以下预处理：
将所述苄基化废弃竹木衣架粉干燥后用5-6wt%的硅烷偶联剂丙酮溶液浸泡，升温至110-120℃下保温2-2.5h，干燥，制成预处理苄基化废弃竹木衣架粉；
将聚乳酸干燥，将1/2用量的聚乳酸与20-30wt%磷酸预处理的芳纶纤维和咖啡碳纤维混合均匀，挤出造粒，获得纤维共混颗粒；将剩余聚乳酸与所述预处理苄基化废弃竹木衣架粉混合，挤出造粒，获得竹木衣架混合颗粒；
将所述纤维共混颗粒和所述竹木衣架混合颗粒共混后，在130-140℃下模压，粉碎；
所述菠萝叶纤维经过以下预处理：
（1）将1/5重量的菠萝叶纤维与氯化钙溶液混合30-40min，沥干，然后与碳酸钠溶液混合20-30min，沥干，将菠萝叶纤维洗涤后在温度为20-22℃、湿度为55-65%保存40-48h，制成预处理菠萝叶纤维；
（2）将所述预处理菠萝叶纤维和聚氨酯混合，挤出造粒，研磨成50-80μm的复合粉体，预处理菠萝叶纤维和聚氨酯的质量比为1:1-1.5；
（3）将剩余量的菠萝叶纤维在8-10wt%的聚乙烯醇水溶液中浸渍，取出后加入所述复合粉体，混匀，干燥，菠萝叶纤维与复合粉体的质量比为1:0.1-0.5。
2.根据权利要求1所述的再回收利用的环保衣架，其特征在于，所述苄基化废弃竹木衣架粉预处理时，各原料的重量份如下：5-10份苄基化废弃竹木衣架粉、3-5份芳纶纤维、1-3份咖啡碳纤维、15-30份聚乳酸。
3.根据权利要求1所述的再回收利用的环保衣架，其特征在于，所述磷酸预处理芳纶纤维和咖啡碳纤维与聚乳酸混合造粒前，先与POE混合，挤出造粒，磷酸预处理芳纶纤维和咖啡碳纤维总量与POE的质量比为1:0.5-1。
4.根据权利要求1所述的再回收利用的环保衣架，其特征在于，所述步骤（3）具体为：将剩余量的菠萝叶纤维浸渍在硝酸银溶液中，加入水合肼，搅拌均匀后，升温至110-120℃，干燥2.5-3h后，与偶联剂和甲基丙烯酸甲酯混匀，升温至80-100℃，反应2-4h后干燥，在8-10wt%的聚乙烯醇水中浸渍，取出后与复合粉体混匀，干燥。
5.根据权利要求1所述的再回收利用的环保衣架，其特征在于，所述填料包括质量比为0.3-0.5:1的粒径为0.03-0.07μm的碳酸钙和粒径为0.1-0.5μm的碳酸钙。
6.根据权利要求1所述的再回收利用的环保衣架，其特征在于，所述增韧剂为MBS和PVB中的一种或两种；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二丁酯和三羟甲基丙烷三油酸酯中的一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或两种。
7.权利要求1-6任一项所述的再回收利用的环保衣架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照配方称取各组分，将聚甲醛、抗氧剂和菠萝叶纤维混炼、挤出造粒，制得初料；将初料与苄基化废弃竹木衣架粉混合，挤出造粒，制得中间料；
将中间料与填料、增塑剂、增韧剂混合均匀后造粒，得到颗粒料；
将颗粒料经注塑得到木塑衣架坯材，表面砂光，制成衣架。
8.根据权利要求7所述的再回收利用的环保衣架的制备方法，其特征在于，所述注塑温度为150-220℃，注射压力为80-120MPa，背压为2-10MPa，保压压力为注射压力的30-80%，保压时间为10-40s。
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