[发明专利]一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺

说明书

本发明公开了一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺，包括如下步骤：（1）大豆秸秆碳化处理、（2）粘结剂制备、（3）原料称取、（4）成品制备。本发明对大豆秸秆制备铅笔芯的工艺方法进行了改进，有效改善了铅笔芯的综合使用品质，使其在具有高书写浓度的同时，又具有很好的力学特性，使用时不易被折断，极具市场竞争力和推广应用价值。

技术领域

本发明属于秸秆回收处理技术领域，具体涉及一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺。

背景技术

由于农村废弃秸秆一般采用就地粉碎还田处理或收割堆放处理，堆放时占地面积大，难以存放，天气干燥时容易带来安全隐患；就地还田处理的秸秆往往在北方地区又影响小麦的播种，因此有些地方通常采用焚烧的方式进行处理，但焚烧时会对空气造成一种巨大的污染，现已被禁止。

一支小小的秸秆铅笔可以帮助消耗6克秸秆，而一支普通木头铅笔消耗的木材量则是7.536立方厘米。中国制笔协会相关数据显示，中国每年的铅笔产量为70亿支，倘若其中30％是由秸秆制作，则可消耗秸秆12600吨，如果农村废弃秸秆都能得到充分的利用，那么焚烧秸秆的现象将会得到有效控制。

虽然现在已有将废弃秸秆用于笔芯制作的方法，但因所制得的生物碳性能普通，制成的笔芯浓度和硬度是两个反向应变的指标，导致笔芯浓度深时容易折断，硬度高时书写浓度浅，而在较暗的环境场合使用时，需要笔芯同时具有硬度和浓度两种指标特性。现在市场上鲜少见到有此特点的笔芯。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺，包括如下步骤：

（1）大豆秸秆碳化处理：

a.将大豆秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，粉碎成颗粒为60~80目后得大豆秸秆粉备用；

b.将操作a所得的大豆秸秆粉投入到密闭罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出备用；

c.将操作b处理后的大豆秸秆粉浸入到质量分数为5~7%的硝酸溶液中浸泡处理8~13min，期间加热保持硝酸溶液的温度为43~47℃，完成后将其滤出后备用；

d.将操作c处理后的大豆秸秆粉浸入到改性溶液中，期间加热保持改性溶液的温度为54~58℃，并施加超声波进行辐照处理，18~23min后将大豆秸秆粉滤出备用；所述改性溶液由如下重量份的物质组成：8~11份纳米二氧化硅、13~15份硅烷偶联剂、4~6份焦磷酸钠、140~160份水；

e.将操作d处理后的大豆秸秆粉投入到压滤机内压滤去除水分，然后再将其投入到碳化设备中进行碳化处理，期间以氮气为保护环境，控制碳化的温度为500~540℃，保温碳化处理1.5~2.5h后取出得生物碳备用；

（2）粘结剂制备：

a.按对应重量份称取下列物质：43~48份丙烯酸乳液、6~10份聚乙烯醇、5~8份聚已内酯、4~7份十二烷基苯磺酸钠、4~8份细菌纤维素、1.5~2.5份氯化钙、4~6份乙二醇、2~3份碳酸二甲酯、1~2份呋喃唑酮、60~65份水；

b.将操作a称取的丙烯酸乳液、聚乙烯醇、聚已内酯共同放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为65~70℃，以650~750转/分钟的转速搅拌处理1~1.5h后得溶液A备用；

c.将操作a称取的十二烷基苯磺酸钠、细菌纤维素、氯化钙、乙二醇、碳酸二甲酯、呋喃唑酮、水共同放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为48~53℃，以850~950转/分钟的转速搅拌处理32~36min后得溶液B备用；