[发明专利]一种可降解增强型植物纤维材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物纤维材料领域，特别涉及一种可降解增强型植物纤维材料及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对自然资源的需求也越来越多，加剧了各类资源的紧缺，成本也不断攀升。在生活中，塑料制品、木塑制品和纸制品得到了广泛的应用。但是，由于石油资源的紧缺，而且不易降解，塑料制品发展受到限制，木塑制品和纸制品由于需要砍伐树木，不仅给生态环境自然资源造成破坏，而且造纸还会产生大量的污水，给环境带来了二次污染。再者，木塑制品虽然机械强度大，但是难以降解，纸质制品虽然易降解，但是机械强度不大。

我国是一个农业大国，每年产生大量的稻壳、秸秆等植物纤维，我国稻壳年产量居世界首位。虽然稻壳资源十分丰富，但目前对于稻壳、秸秆等废弃的植物纤维的利用十分有限，一部分充当动物饲料，大部分进行焚烧，不仅造成资源的浪费，而且污染环境。针对森林资源短缺、不可降解材料对环境的破坏两大问题，关于稻壳、秸秆等废弃植物纤维再利用的研究越来越多。

目前，研究较多的是木塑复合材料。它是以聚乙烯或聚氯乙烯为主体，添加部分木粉或秸秆粉制作材料，材料的性能由其中木、塑的比例决定，但其中仍存在难降解的塑料，环保性能差，没有解决环保问题。如专利号为CN102653620A的专利《一种木塑复合材料的制备方法》，其成分中含有30%-50%的PVC树脂，这使得材料废弃后仍然对土壤等产生危害。

专利号为CN102031005A的专利《植物纤维材料组合物及植物纤维制品的制备方法》，使用大豆蛋白和玉米淀粉作为胶黏剂，添加量接近50%，这样制成的材料虽然可降解，但强度较低且成本较高，大大限制了其应用的范围。

目前，适合热压工艺生产的植物纤维材料生产周期都较长，从分钟到十几分钟不等，主要是由于配方的原因，所以，寻找一种强度大、可降解并高效生产的材料复合配方迫在眉睫。

发明内容

本发明针对现有植物纤维材料不可降解、成本较高、强度不足且生产周期长的缺点，提供一种可降解增强型植物纤维材料及其制备方法。

本发明的技术方案是：

一种可降解增强型植物纤维材料，所述植物纤维材料由以下重量百分比的原料制备而成：稻壳粉50-52%，可降解胶黏剂14%，增强剂12.5-13%，脱模剂1-3%，水18-20%。

优选的，所述的植物纤维由以下重量百分比的原料制备而成：稻壳粉52%，可降解胶黏剂14%，增强剂12.5%，脱模剂2%，水19.5%。

优选的，所述的稻壳粉的粒度为50目，稻壳粉为市售除尘品。

优选的，可降解胶黏剂是由重量配比聚乙烯醇：脲醛树脂=5:2混合而成。

优选的，所述增强剂是由重量配比重质碳酸钙：纳米二氧化硅=12：0.5-1混合而成。

优选的，所述脱模剂为硬脂酸或硬脂酸锌，以粉末状最佳。

本发明还公开了一种可降解增强型植物纤维材料的制备方法，所述制备方法的具体步骤为：

（1）将50-52%稻壳粉、14%可降解胶黏剂、12.5-13%增强剂和1-3%脱模剂于搅拌机中混合完全，在不断搅拌的过程中加入18-20%水，搅拌3-5min左右至完全均匀；

（2）将带有模具的热压机预热至100-110℃；

（3）温度到达后，将步骤1中搅拌均匀的复合物放入模具中进行热压，热压压力大于15MPa，热压时间控制在20-40s即可；

（4）取出晾干，即成。

优选的，一种可降解增强型植物纤维材料的制备方法，所述制备方法的具体步骤为：

（1）52%稻壳粉，14%可降解胶黏剂，12.5%增强剂，2%脱模剂于搅拌机中混合完全，在不断搅拌的过程中加入19.5%水，搅拌3-5min至完全均匀；所述比例均为质量百分比；

（2）将带有模具的热压机预热至100-110℃；

（3）温度到达后，将步骤1中搅拌均匀的复合物放入模具中进行热压，热压压力大于15MPa，热压时间控制在40s即可；

（4）取出晾干，即成。

优选的，所述的步骤3中的热压压力为20MPa。

按照上述配方和工艺条件制得的可降解增强型稻壳粉基材料按照GB/T1040-92进行拉伸测试，拉伸强度可达16MPa，符合生产要求。

本发明的有益效果是：