[发明专利]植物纤维生物复合材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物纤维生物复合材料及其应用。

背景技术

我国作为农业大国，每年可生成7亿多吨秸秆，成为“用处不大”但必须处理掉的“废弃物”。农业副产秸秆已经成为污染的新源头，每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。国内外在综合利用秸秆方面，除传统的将秸秆粉碎还田作有机肥料外，还开发了秸秆饲料、秸秆汽化、秸秆发电、秸秆乙醇、秸秆建材等新产品，但是，利用效率等方面还存在一定的问题。由于秸秆表面有一蜡层，普通的含醛胶粘剂很难产生好的胶合作用，必须对秸秆进行进一步的脱蜡处理，这样势必增加了能耗和加工成本，而且使用甲醛胶在生产的制品中留下高含量的有毒甲醛物质，不环保；利用聚氨酯胶进行秸秆复合材料的制造也有产业化的报道，但是该胶价格高，制造成本高，而且加工方法单一，一般只能通过热压成型制造板材。另外，农业加工副产物果实壳如花生壳、稻壳、燕麦壳；亚热带地区植物加工副产物果实壳如椰子壳等也大部分被焚烧，不仅影响环境，其富含的植物纤维，没有得到很好的利用。而目前迅猛发展的物流行业，急需各类托盘作为物流运作过程中重要的装卸、储存和运输设备，并与叉车配套使用。由于各类托盘可以使现代物流业实现物品包装的单元化、规范化和标准化，保护物品，方便物流和商流，具有广阔市场需求。然而，目前制造物流行业所用托盘需要消耗大量的天然资源如木材或石油。因此，急需开发一种既能符合环保要求，又能使农业废弃物得以利用，还能满足日益发展的物流业的需求的材料。

发明内容

本发明的目的是:提供一种植物纤维生物复合材料，使农业副产物秸秆、农业加工副产物果实壳、亚热带地区植物加工副产物果实壳，无需进行脱蜡处理就可得到利用。

实现本发明目的的技术方案是：一种植物纤维生物复合材料，其创新点在于，由植物纤维50～92wt%，生物基复合增强材料5～40wt%，增塑剂1～10wt%，固化剂2～15wt%组成，上述各组分用量之和为100%；

所述植物纤维为农业副产物秸秆，或者农业加工副产物果实壳，或者亚热带地区植物加工副产物果实壳，分别经过机械粉碎、搓揉、风选制得的纤维中的一种或几种，植物纤维长度为1～10cm，水分含量为8～20wt%；

所述生物基复合增强材料为酒糟基生物复合增强材料或生物藻基生物复合增强材料的微粉，其蛋白质含量为5～30wt％，细度为80～200目，水份＜10wt%。

上述植物纤维生物复合材料中，所述农业副产物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、油菜籽秸秆、工业大麻秸秆、亚麻秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆中的一种或几种；所述农业加工副产物果实壳为花生壳、水稻壳、小麦壳、棉铃壳、燕麦壳中的一种或几种；所述亚热带地区植物加工副产物果实壳为椰子壳、棕榈果壳中的一种或几种。

上述植物纤维生物复合材料中，所述增塑剂为甘油、硬脂酸中的一种；所述固化剂为脲醛树脂、酚醛树脂、聚异氰酸酯中的一种或几种。

本发明的另一目的是：提供一种植物纤维生物复合材料的应用，采用挤压成型、热模压成型或3D打印成型等多种加工方式生产物流用托盘，生活用托盘，包装盒等多种植物纤维基制品。

实现本发明另一目的的技术方案：一种上述植物纤维生物复合材料的应用，其创新点在于，上述植物纤维生物复合材料用于制备植物纤维基制品，具体方法是：

①称取各个组分

分别称取植物纤维50～92wt%，生物基复合增强材料5～40wt%，增塑剂1～10wt%，固化剂2～15wt%，其中，植物纤维为农业副产物秸秆，或者农业加工副产物果实壳，或者亚热带地区植物加工副产物果实壳，分别经过机械粉碎、搓揉、风选制得的纤维中的一种或几种，植物纤维长度为1～10cm，水分含量为8～20wt%；生物基复合增强材料为酒糟基生物复合增强材料或生物藻基生物复合增强材料的微粉，其细度为80～200目，水份＜10wt%；备用；

②将步骤①称取的植物纤维通过传送带进入搅拌混合容器中，在该容器中喷雾加入步骤①称取的生物基复合增强材料微粉，并混合搅拌0.5～1.0h，然后加入步骤①称取的增塑剂和固化剂，再混合0.5～1.0h，即制得植物纤维生物复合材料；

③取步骤②制得的植物纤维生物复合材料，放到各个成型模具中，通过挤压成型、热模压成型或3D打印成型制得植物纤维基制品。