[发明专利]一种可生物降解改性木质素颗粒及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于环保可降解材料技术领域，具体涉及一种可生物降解改性木质素颗粒及其制造方法。

背景技术

可生物降解材料是一种良好的环境友好型材料，该材料的推广使用对于减少白色污染、保护自然环境具有重要意义。目前，在中国及世界范围内，常见的完全生物降解材料普遍使用聚乳酸(PLA)作为原料，该原料需要利用由植物资源(如玉米)中所提取出的淀粉原料制成，制作过程需要消耗大量人类可食用粮食，不仅造成粮食资源的浪费，同时也提高了制造生产完全生物降解材料的成本，不适于在较大范围内进行推广。同时，使用淀粉作为原料制备得到的完全生物降解材料的弹性较低，力学性能和加工稳定性较差，其对于湿度十分敏感，在较高或较低湿度条件下，均会产生材料品质改变，性能下降的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种可生物降解改性木质素颗粒及其制造方法。所述可生物降解改性木质素颗粒具有良好的机械及加工性能，使用后可完全生物降解，对于保护生态环境，减少白色污染具有重要意义。所述可生物降解改性木质素颗粒的制造过程简单，成本低廉，适合进行批量生产。

本发明所采用的技术方案为：

一种可生物降解改性木质素颗粒，采用的原料组分包括：

木质素35-45重量份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯40-55重量份、助剂4-6重量份和有机开口剂0.5-1重量份；

所述助剂包括硬脂酸和聚乙烯蜡。

进一步地，所述助剂包括硬脂酸2-3重量份、聚乙烯蜡2-3重量份。

进一步地，所述有机开口剂为油酸酰胺。

进一步地，采用的原料组分还包括碳酸钙5-8重量份。

一种所述的可生物降解改性木质素颗粒的制造方法，包括以下步骤：

(1)按照以上重量份取各原料组分混合，升温，待各原料组分混合均匀后，得到粗料；

(2)取步骤(1)中所得的粗料，造粒，即得所述可生物降解改性木质素颗粒。

进一步地，步骤(1)中，将所述各原料组分升温至40-60℃，并进行高速搅拌混合，搅拌速度为300-500r/min，搅拌时间为8-12min。

进一步地，步骤(1)中进行搅拌的时间为10min。

进一步地，步骤(2)中的造粒操作采用挤出造粒方法，造粒温度为120-160℃。

进一步地，步骤(2)中采用双螺杆挤出造粒机进行造粒操作，所述双螺杆挤出造粒机中螺杆的工作转速为50-300r/min。

进一步地，步骤(2)中造粒得到的所述可生物降解改性木质素颗粒的粒径为0.1-1cm。

木质素是一种复杂的芳香族天然高分子物质，广泛存在于植物的木质组织当中，是自然界中含量仅次于纤维素的第二大天然高分子材料，每年生物合成量能够达到约10亿吨。作为产量巨大的天然高分子材料，木质素具有可降解、可再生等优良的环保性能。造纸工业是一个技术密集、工艺复杂、资源消耗量大、产生污染物多的行业，在造纸过程中，原材料中所含有的大量木质素无法得到利用，通常作为废弃物直接排放，不仅造成木质素资源浪费，而且易对环境造成严重污染。

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是一种半结晶型聚合物，具有优良生物降解性能，同时，该材料兼有较好的延展性和断裂伸长率，以及较好的耐热性和冲击性能。

硬脂酸，别名十八烷酸，是自然界广泛存在的一种脂肪酸，并广泛应用于化妆品工业、橡胶工业以及塑料制造工业等领域，可以作为增塑剂、软化剂、橡胶硫化促进剂以及稳定剂等助剂使用。

聚乙烯蜡，又称高分子蜡，具有优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性，常应用于高分子材料的制备和加工工业中。该材料化学性质稳定，电性能良好，能够改善聚合物产品光泽度，以及聚合物脱模及加工性能，具有较强的内部润滑的作用。

油酸酰胺，别名油酰胺，属于不饱和脂肪酰胺，可以减少聚合物等在加工过程中的内摩擦薄膜和传送设备之间摩擦，并可降低聚合物颗粒成型熔融粘度，改进材料流动性。该材料无毒，对热、氧、紫外线以及酸碱介质相对稳定。

本发明的有益效果为：