[发明专利]植物纤维复合材料、其制品及其制造方法

说明书

本发明涉及一种植物纤维复合材料，尤其是一种生态环保型植物纤维复合材料，本发明还涉及该复合材料制品及其制造方法。

为消除“白色污染”，世界各地纷纷寻求塑料和发泡塑料的替代品，其中尤以植物纤维制一次性餐用具居多。目前全世界现有公开的以植物纤维为主要原料制一次性餐用具的专利技术有100多项，其中中国现有公开的专利技术有60多项，美国、日本、德国、瑞士、泰国等也均有该类专利技术公开，但只有为数较少的技术形成商品化的生产能力，该类制品尚未能大规模地进入市场，用以取代塑料和发泡塑料制品。究其原因：一是成本较高，植物纤维为原料决定了制品重量较重，以快餐饭盒为例，发泡塑料快餐饭盒每只重仅5g，纸饭盒每只重25g，植物纤维制饭盒每只重50g，物料的重量很大程度上决定了成本的高低；二是外观颜色较深，消费者不习惯或不大愿意接受；三是韧性较差，运输途中或使用过程中破损率较高。

而从现有公开的专利技术来看，各种一次性餐用具尽管其用料配方不尽相同，但其制作工艺均不外乎采用“制浆模塑工艺”、“湿法冷压工艺”和“干法热压工艺”三种制造方法。这三种工艺制造方法虽各有其优缺点，但均为间歇式流水作业，不能形成连续式流水作业。

本发明的一个目的是提供一种植物纤维复合材料，其具有可生物降解的功能，是一种生态环保型材料；

本发明的另一目的是提供该植物纤维复合材料在模制餐具和/或用具方面的应用；

本发明的再一目的是提供一种使用该植物纤维复合材料制作餐具及用具的成型加工方法，其是一种可连续式流水作业的工艺制造方法。

本发明的植物纤维复合材料，其包括按重量份计的如下组分：

植物纤维        60-80份

聚碳酸酯树脂    5-30份

食用着色剂      2-5份

其中所述碳酸酯的分子量为8000-35000。

用于本发明的植物纤维，其选自稻壳、稻草、麦麸、麦杆、豆箕、棉杆、牧草、花生壳、玉米秸、高梁秆、甘蔗渣、椰子壳、桔汁渣、麦酒渣、锯木屑、竹灰和其混合物的碎屑。所述植物纤维的用量优选70-80份。

所述的聚碳酸酯优选2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷碳酸酯。

所述的聚碳酸酯的分子量优选为10000-15000，用量优选为15-20份。

所述的食用着色剂选自钛白粉、氧化锌、氧化铁红、颜料黄147和颜料兰15，优选钛白粉，其用量优选4-5份。

本发明的植物纤维复合材料还可进一步包括按重量份计的5-15份4,4’-二甲苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，其用量优选3-5份。

利用本发明的植物纤维复合材料制作餐具和/或用具的可连续式流水作业的成型加工方法，包括以下步骤：

1、将植物纤维放入植物纤维膨化机的料斗中，将相当于植物纤维重量10-30％的水加入膨化腔，开动植物纤维膨化机使植物纤维加工膨化为细锯末状的粉末；

2、将上述的植物纤维膨化粉末、聚碳酸酯树酯、食用着色剂和/或MDI按比例加入立式搅拌机中充分搅拌约10分钟，然后将搅拌后的混合料加入造粒机中，于120-200℃下造粒得到粒料；

3、将上述粒料加入双螺杆挤出机料斗中，控制机筒部位温度为220-250℃、连接器温度为230-280℃、口模温度为250-300℃、挤出压力为15-30MPa、挤出速度为1-10m/min，连续不断地将上述粒料挤出成型为片材；

4、将得到的挤出片材连续不断地输送至与双螺杆挤出机相连的冲床上，于150-250℃下连续不断的将片材冲压成型，即得制品。

在本发明中，所述的膨化后的植物纤维粉末大小为10-120目，优选20-40目，该植物纤维粉末的含水量为20-50％，优选30％。

在所述的双螺杆挤出机中挤出加工本发明的植物纤维复合材料的工艺条件优选为：机筒部位温度为220℃、连接器温度为230℃、口模温度为250℃、挤出压力为25MPa。

所述的挤出片材为平板片材或开式异型材。

以下结合附图和实施例对本发明的特征加以详细地说明。

图1是本发明植物纤维复合材料制品加工的连续式流水作业示意图。

实施例1植物纤维复合材料颗粒的制备

根据如表1所示的植物纤维复合材料的组成配方，按照下述步骤对每一配方的植物纤维复合材料进行造粒：

1、膨化：干燥植物纤维，并将其送入沈阳粮油机械厂制造的DP-120型植物纤维膨化机中膨化处理成20-40目有微孔洞的粉末，此时植物纤维粉末水份含量为10％。