一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體的製作方法
2023-06-12 23:02:11 1
專利名稱：一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種改性植物纖維，具體涉及一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體。
背景技術：
現有技術或大量專利文獻報導，植物纖維基本上都是經過粉碎、打漿、漂白後做成一次性餐飲具的，一般都是採用模塑方法製成的。即使有將植物纖維直接填充到聚合物中，但也達不到高填充性的要求。當然也有報導中敘述其填充量可達50％以上，但是這種做法僅局限於做成板材製品，具有一定的局限性，尤其是低含纖維類農作物秸稈。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中植物纖維填充量小的不足，提供一種填充量大、耐高溫、分散性、相容性好、滿足某種物理性能需要的用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體。本發明的用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體由下述成分按照重量百分比製成天然植物纖維85～98％、表面改性劑0.5～5％、增塑劑1～10％、著色劑0～8％，所述表面改性劑為JL-GO2型改性劑，或者為JL-GO2型改性劑與偶聯劑和/或馬萊酸酐的混合物。
本發明按照如下步驟製備可填充性植物纖維粉體a、天然植物纖維經過一級初粉碎後進行二級超細粉磨，控制植物纖維粉末的細度為150～1600目，含水量≤3％；b、按照重量百分比為天然植物纖維85～98％、表面改性劑0.5～5％、增塑劑1～10％、著色劑0～8％的比例將上述成分混料；c、將混料放入具有加溫功能的高速混料機，在溫度為80～120℃的條件下攪拌10～30分鐘，冷卻至常溫，得到可填充性植物纖維粉體。
JL-GO2型改性劑是採用特殊的化學合成技術及功能性複合技術，將具有螯合能力的有機官能團接枝在表面活性劑上，因而產品集偶聯劑、高效活化劑及加工助劑等多功能於一體。在高分子材料加工過程中直接添加JL-GO2型改性劑，不僅能使無機填料得到高度分散，增加填料用量，而且能改善體系各組分的相容性、促進塑化，降低熔體粘度，改善加工流動性，提高生產效率。JL-GO2型改性劑對無機填料具有極強的親和性，使其得到充分的活化改性，破壞並阻止無機物團聚，從而更加均勻分散到高分子網絡中，因而可以提高填料的加入量，同時依賴較強的界面鍵合作用，達到增韌補強的效果。應用於高分子複合材料加工中，能夠很好地改善習題各組分的相容性，促進塑化，降低熔體粘度，改善加工流動性，提高生產效率，並能夠提高製品的抗衝擊強度及斷裂伸長率，同時改善製品表面光澤。
有機填料存在大量羥基，在分子間存在氫鍵而吸水。超細後的植物纖維粉末有聚集性，而聚集現象不利於分散，同時植物纖維在高於145℃加工環境下脫水(結晶水)碳化(糊料)，而失去可利用性。克服和解決上述問題的方法如下一、填加表面改性劑本發明採用矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、JL-GO2型改性劑、多元醇作為表面改性劑。此方法的目的在於改善由於天然植物纖維具有較高強度氫鍵，進行熱混合時而聚集在一起成團，難以在醇中分散的現象。
二、填加耐高溫增塑劑在高溫高速下攪拌，使增塑劑在植物纖維上形成一層保護膜，防止結晶水析出，避免植物纖維碳化。
三、由於表面改性、增塑劑，尤其是增塑劑的羥基團與天然纖維中的羥基相互作用削弱纖維之間的作用力，改善了分散性。
四、植物纖維在經過超細粉磨達到150目～1600目，改性後的植物纖維能很均勻的分散在聚合物中，不會因為有大顆粒的存在，使製品做的很厚，製品在聚合物和超細植物纖維分子的相互作用下不僅能達到很好的高填充量，而且能夠保持一定的物理性能。
本發明以農作物秸稈、稻殼、木屑、果渣等天然植物纖維為原料，經超細粉磨、表面改性處理，改善分子間存在羥基、氫鍵作用力、易吸水性，解決了植物纖維與可降解聚合物的相容性、分散性、耐溫性、耐水性問題，粉體料可以應用於聚乳酸(PLA)、聚乙烯醇(PVA)、二氧化碳聚合物(PPC)等聚合物中，並可以與澱粉等無機材料並用。本發明有利於大量含纖維素農作物秸稈的廢棄物大量收集再利用，有效降低包裝材料成本，改性植物纖維的最大填充量在製造膜、薄片材時可達50％，做厚片材和板材時可達80％。本發明的應用效果參見表1。
表1
注改性前、改性後分別指植物纖維改性前和改性後。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式的可填充性植物纖維粉體由下述成分按照重量百分比製成天然植物纖維85～98％、表面改性劑0.5～5％、增塑劑1～10％、著色劑0～8％。所述天然植物纖維為秸稈、麥稈、葦杆、稻殼、木屑、果渣中的一種或幾種的混合物；表面改性劑為偶聯劑、馬萊酸酐、JL-GO2型改性劑中的一種或幾種的混合物，其中JL-GO2型改性劑為如東金來胺基酸有限公司生產的改性劑；偶聯劑為矽烷偶聯劑和/或鈦酸酯偶聯劑；增塑劑為偏苯三酸酯、乙醯檸檬酸酯、鄰苯二甲酸二正丁酯、鄰苯二甲酸二癸酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸正辛正癸酯、鄰苯二甲酸酯、壬二酸中的一種或幾種的混合物。
具體實施例方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是，可填充性植物纖維粉體由下述成分按照重量百分比製成天然植物纖維85％、表面改性劑2％、增塑劑8％、著色劑5％。
具體實施例方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是，可填充性植物纖維粉體由下述成分按照重量百分比製成天然植物纖維90％、表面改性劑4％、增塑劑4％、著色劑2％。
具體實施例方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是，可填充性植物纖維粉體由下述成分按照重量百分比製成天然植物纖維98％、表面改性劑1％、增塑劑1％。
具體實施例方式
五本實施方式按照下述步驟製備可填充性植物纖維粉體a、天然植物纖維經過一級初粉碎後進行二級超細粉磨，控制植物纖維粉末的細度為150～1600目，含水量≤3％；b、按照重量百分比為天然植物纖維85～98％、表面改性劑0.5～5％、增塑劑1～10％、著色劑0～8％的比例將上述成分混料；c、將混料放入具有加溫功能的高速混料機，在溫度為80～120℃的條件下攪拌10～30分鐘，冷卻至常溫，得到可填充性植物纖維粉體。本實施方式中植物纖維一級初粉碎至≤10mm，二級超細粉磨至植物纖維粉末細度優選為300～800目。
具體實施例方式
六將稻殼清洗，烘乾至水分含量≤1.5％，然後進行超細粉磨，控制粉末細度為300目，按照重量百分比為稻殼95.5％、矽烷偶聯劑0.5％、JL-GO2型改性劑1％、正二酸二正酯3％的比例將上述成分混合後，置於高速混料機中，將溫度控制在80～120℃，攪拌10～30分鐘，冷卻至常溫裝入防潮袋中。
具體實施例方式
七將葦杆初級粉碎清洗烘乾後進行超細粉磨，控制粉末細度≥300目，按照重量百分比為葦杆92％、鈦酸偶聯劑0.5％、馬萊酸酣0.5％、JL-GO2型改性劑1％、檸檬酸三丁酯3％、納米級TiO23％的比例將上述成分混合後，置於高速混合機中，溫度控制在80～120℃，攪拌10～30分鐘後，冷卻至室溫後裝入防潮包裝袋中備用。
具體實施例方式
八將麥稈、秸稈經初級粉碎後進行超細粉磨，控制粉末細度≥250目，按照重量百分比為麥稈和秸稈混合物92％、JL-GO2型改性劑0.5％、納米級CaCO32％、橙色或桔黃色顏料3％、鄰苯二甲酸二正丁酯2.5％的比例將上述成分混合後，置於高速混料機中，溫度控制在80～120℃，攪拌10～30分鐘，經冷卻後至常溫裝入防潮包裝袋中備用。
具體實施例方式
九將木屑經初級粉碎後進行超細粉磨，控制粉末細度為500目，按照重量百分比為木屑88％、JL-GO2型改性劑1％、納米級CaCO32％、橙色或桔黃色顏料3％、鄰苯二甲酸二異辛酯6％的比例將上述成分混合後，置於高速混料機中，溫度控制在80～120℃，攪拌10～30分鐘，經冷卻後至常溫裝入防潮包裝袋中備用。
具體實施例方式
十將木屑經初級粉碎後進行超細粉磨，控制粉末細度為600目，按照重量百分比為木屑90％、JL-GO2型改性劑4％、橙色或桔黃色顏2％、鄰苯二甲酸二異辛酯4％的比例將上述成分混合後，置於高速混料機中，溫度控制在80～120℃，攪拌10～30分鐘，經冷卻後至常溫裝入防潮包裝袋中備用。
權利要求
1.一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體，其特徵在於它由下述成分按照重量百分比製成天然植物纖維85～98％、表面改性劑0.5～5％、增塑劑1～10％、著色劑0～8％，所述表面改性劑為JL-GO2型改性劑，或者為JL-GO2型改性劑與偶聯劑和/或馬萊酸酐的混合物。
2.根據權利要求1所述的一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體，其特徵在於它由下述成分按照重量百分比製成天然植物纖維85％、表面改性劑2％、增塑劑8％、著色劑5％。
3.根據權利要求1所述的一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體，其特徵在於它由下述成分按照重量百分比製成天然植物纖維90％、表面改性劑4％、增塑劑4％、著色劑2％。
4.根據權利要求1所述的一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體，其特徵在於它由下述成分按照重量百分比製成天然植物纖維98％、表面改性劑1％、增塑劑1％。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體，其特徵在於所述天然植物纖維為秸稈、麥稈、葦杆、稻殼、木屑、果渣中的一種或幾種的混合物。
6.根據權利要求1所述的一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體，其特徵在於所述偶聯劑為矽烷偶聯劑和/或鈦酸酯偶聯劑。
7.根據權利要求1、2、3或4所述的一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體，其特徵在於所述增塑劑為偏苯三酸酯、乙醯檸檬酸酯、鄰苯二甲酸二正丁酯、鄰苯二甲酸二癸酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸正辛正癸酯、鄰苯二甲酸酯、壬二酸中的一種或幾種的混合物。
8.根據權利要求1、2、3或4所述的一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體，其特徵在於所述天然植物纖維的細度為150～1600目，含水量≤3％。
9.根據權利要求8所述的一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體，其特徵在於所述天然植物纖維的細度為300～800目。
全文摘要
一種用於餐飲具的可填充性植物纖維粉體，它涉及一種改性植物纖維。為了克服以往技術中植物纖維填充量小的不足，本發明的可填充性植物纖維粉體由下述成分按照重量百分比製成植物纖維85～98％、表面改性劑0.5～5％、增塑劑1～10％、著色劑0～8％，所述表面改性劑為JL－GO
文檔編號A47G19/00GK1752333SQ200510010388
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月28日 優先權日2005年9月28日
發明者朱家牧, 孫志強, 李佔生, 朱鵬濤 申請人:董運達, 王輝才, 許波