[发明专利]覆膜用果壳纤维增强聚乳酸板材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维增强塑料板材及其制备方法，具体是一种覆膜用果壳纤维增强聚乳酸塑料板材及其生产方法。

背景技术：

人造纤维增强聚烯烃塑料复合材料以其高强特性在许多领域得到广泛应用。近年来由于人们对资源、环境问题的关注，采用天然植物纤维替代人造纤维作为聚烯烃塑料的增强材料引起了人们的关注。天然植物纤维的果壳除少部分被利用外大部分被烧掉和自然腐烂，这不仅对环境造成危害，同时也是一种资源的浪费。由天然果壳纤维为增强材料制备的聚乳酸塑料板材，对保护环境和合理利用资源具有积极的促进作用。

CN1252347介绍了一种改性增强聚丙烯复合材料，其以改性的聚丙烯为表层和芯层，中间夹有玻璃纤维，并通过层压机压制而成，其主要用于作建筑模板。该技术生产工艺复杂，成本较高，并且使用后不易处理，限制了应用范围。并且使用的是人造纤维材料和石化的塑料，且重量大，韧性不足，作为板材应用存在一些问题。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种覆膜用果壳纤维增强聚乳酸板材及其制备方法的技术方案，它采用天然植物的果壳纤维通过增容剂与聚乳酸生物塑料混合形成，从而在天然果壳纤维与聚乳酸生物塑料之间形成牢固界面结合层，以获得强度、韧性均衡的天然果壳纤维增强聚乳酸塑料板材，其生产工艺简单，有效改善板材性能，降低生产成本，应用范围广，且报废后能回收循环再利用。

本发明提供的一种覆膜用天然果壳纤维增强聚果壳乳酸塑料板材，其组成按质量份由果壳纤维50-85，聚乳酸10-50，增容剂3-20，加工助剂：润滑剂0-5、稳定剂0-5、防老剂0-1.5至少一种组成。纤维采用果壳植物纤维，其中以核桃壳、坚果壳、茶果壳特别适用。由于天然果壳纤维为亲水物质，与生物塑料难以混熔，为实现与天然植物纤维良好相容性，必须加入增容剂增容，进而提高板材的强度。

上述的天然果壳纤维可以采用直接加工的天然植物果壳纤维，也可以是经处理脱挥或脱色后得到的天然果壳纤维，如核桃、坚果、茶果和橡胶籽壳。

上述的生物塑料为聚乳酸及乳酸共聚物中的至少一种，其熔融指数最佳在10-15g/10min。

上述的增容剂采用与天然植物纤维和聚乳酸具有良好相容性的物理或化学增容剂，物理增容剂为塑料共聚物，化学增容剂为含羧基、酸酐的有机化合物，如丙烯酸和马来酸酐。

本发明的天然果壳纤维增强生物塑料板材的生产方法是：

A、天然果壳纤维先粉碎成粒径不低于20目，粒度在20-200目的纤维，然后干燥至水份在2％以下方可与生物塑料聚乳酸共混，其中天然果壳纤维可直接就用于板材材料中，也可以是经过预处理的天然果壳纤维，如脱挥或脱色处理后的坚果壳纤维。

干燥后的天然果壳物纤维材再进行预处理，即干燥后直接加入淀粉粘合剂造粒防潮。

B、将干燥改性处理后的天然果壳纤维与聚乳酸塑料、增容剂和加工助剂在专门用于木塑材料加工的设备中混合造粒，然后在120-200℃加工温度下挤出成型制成板材。

上述混合造粒及挤出成型设备可以是单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，在制备过程，果壳纤维与生物塑料共混和挤出的加工温度为塑料的融熔加工温度，如聚乳酸加工温度在175-185℃，最高不要超过195℃。同时由于植物纤维在200℃左右温度降解严重，产生烧糊现象。在加工温度条件下，天然植物纤维不应发生降解现象，并要保证各共混材料的均匀混合及反应增容的混合加工完成。

上述的天然果壳纤维粒度在20-200目，以40-80目为佳，在干燥后直接加入淀粉粘合剂粒，再与聚乳酸塑料、增容剂、加工助剂混合。

本发明与现有技术相比较具有如下优点：本发明提供的覆膜用果壳纤维增强聚乳酸覆膜用板材，植物果壳比例高，与生物塑料界面相容性好，结合力强，故其静曲强度和弹性模量高。该板材强度高、耐磨性、抗冲击性好，吸水率低、使用寿命长，报废后可回收利用，且生产工艺简单，成本低，环境友好作为代木或代塑材料使用，适于工业化批量生产，制成各种建筑工程用板材，如建筑混凝土模板，地板，室内外铺板等。

具体实施方式：

以下结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不局限于实施例。

实施例1