[发明专利]一种油茶果壳基生物质复合材料及其挤出成型方法

说明书

本发明公开了一种油茶果壳基生物质复合材料及其挤出成型方法，涉及农林废弃物利用技术领域。该复合材料是将油茶果壳经打粉后，与按配方计量的高密度聚乙烯、相容剂、润滑剂、填料和抗氧剂混合均匀后挤出造粒，再挤出成型而得。本发明的油茶果壳基生物质复合材料具有良好的冲击强度、弯曲强度、弹性模量及拉伸强度，相对于传统木塑复合材料，其采用的是油茶加工剩余物油茶果壳为主要原料，成本更低且更易获取，可实现废弃油茶果壳的大宗工业化资源利用，对延伸油茶产业链、提升油茶产业附加值和改善生态环境具有重要意义。

技术领域

本发明涉及农林废弃物利用技术领域，具体而言，涉及一种油茶果壳基生物质复合材料及其挤出成型方法。

背景技术

油茶果壳为油茶加工剩余物，根据《2018中国林业和草原统计年鉴》，2018年末我国实有油茶林面积426.67万公顷，油茶籽年产量达262.98万吨，每加工1吨油茶平均产生约0.54吨的油茶果壳，预计2018年我国已产生约343.93万吨油茶果壳。目前油茶果壳的处理方式主要为丢弃或焚烧，对空气、水体和生态都会造成污染。将油茶果壳进行资源化利用，变废为宝，对油茶产业可持续发展、改善生态环境具有重要意义。

目前生物质复合材料主要以锯末粉、杂木粉为植物纤维原料，混杂木粉的利用一方面使得复合材料性质不稳定，一方面使得木粉市场价格上升，木材需求量增大，森林砍伐需求量的加大不利于低碳经济发展。使用油茶果壳粉代替木粉，可有效地降低生物质复合材料生产成本，稳定复合材料的性质，让油茶果壳得到充分的利用。

热压成型及挤出成型为生物质复合材料主要生产工艺。目前，挤出成型工艺由于生产成本低而效率高，生产连续可持续，在生物质复合材料的生产中应用得更为普遍。

CN106832591A公开了一种油茶果壳基生物质复合材料的制备工艺，所述的生物质复合材料主要是通过把油茶果壳进行NaOH预处理、粉碎机粉碎、硅烷偶联剂改性处理，并与聚丙烯混炼，热压成型制得。此种复合材料具有很好的冲击强度、静曲强度及弹性模量。

以上公开的专利是以预处理后油茶果壳粉和聚丙烯通过热压成型制得的生物质复合材料。虽然公开专利制备的生物质复合材料力学性能优良，然而制备方法需要将油茶果壳经过1％～2％浓度的NaOH溶液预处理0.5h～3h，预处理后的废液回收利用存在环保问题，无法适应大宗化工业化产品制程的要求。复合材料配方中，一方面聚丙烯熔点较高，加工温度需要在170℃以上，从而导致热压所需的能耗较高；另一方面油茶果壳初始降解温度仅有200℃，高温加工易导致油茶果壳热降解产生难闻有机气体。另外，热压成型工艺生产生物质复合材料生产效率较低，在企业中使用较少，而且所生产的生物质复合材料界面相容性欠佳。

因此，研发一种既能保证复合材料强度，又能减少加工工序并降低生产能耗的油茶果壳基生物质复合材料的制备方法对油茶果壳大宗化利用具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油茶果壳基生物质复合材料，此油茶果壳基生物质复合材料采用油茶果壳制备而成，生成的油茶果壳基生物质复合材料具有优异的材料力学性能，同时又为油茶果壳提供了一条新的废物利用途径。

本发明的另一目的在于提供一种前述油茶果壳基生物质复合材料的制备方法，该方法通过采用挤出成型工艺制备油茶果壳基生物质复合材料，去除了油茶果壳的化学处理等工序，大大减少生产过程中所产生的废液，充分保留了其中的各类化学成分，为最终制备出性能优良的生物质复合材料提供了保障。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种油茶果壳基生物质复合材料，所述生物质复合材料是以油茶果壳为主要原料，添加按配方计量的高密度聚乙烯、相容剂、润滑剂、填料和抗氧剂，混合均匀后挤出造粒，再经带模具的挤出机或注塑机挤出成型制得。

优选地，油茶果壳粉、高密度聚乙烯、相容剂、润滑剂、填料和抗氧剂的质量份为(30～70)：(70～30)：(1～9)：(1～5)：(1～10)：(0.1～1)。