[发明专利]环保型生物质塑料材料的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及塑料材料这一技术领域，特别涉及到环保型生物质塑料材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着人口的不断增长和人类文明进步所带来的物质生活的改善,对地球环境造成越来越大的压力。在这相互矛盾的进程中,化学学科及化学工作者则处在一个十分尴尬的地位,他们一方面对人类文明作出了巨大贡献,但同时又对环境破坏有着不可推卸的责任。化学工作者应勇敢地承担起历史的责任,也就是在建立先进技术的现代社会的同时,尽量减少污染。这就需要创立并完善一门新兴的边缘学科)))环境材料学,从理论上论述、概括物质对环境的影响,环境对物质的消纳能力,环境对生态平衡的影响因素,环境对人类所承受的能力,以及如何监测环境因素和建立评判

由于塑料材料使用量大,使用期短,废弃物体积大,对环境的影响较明显。塑料与环保问题不仅仅是塑料/白色污染的问题,它还包括塑料材料对环境适应性等重要问题。从广义上讲,具有耐用、价格性能比好、易于清洁生产、可回收利用、可环境消纳等性能的塑料材料,都应属于环境友好塑料材料范畴。可环境消纳的环境友好塑料材料应同时具有可环境降解、可焚烧、可堆肥性能。其特点是对自然环境、人类、生物圈无害或相对危害较小。从这个定义上看,在塑料配方和加工中添加以下两类物质,对环保均有一定的贡献。一是来源于并可回归于大自然的无机矿物；二是来源于光合作用并可环境消纳的蛋白质、淀粉、纤维等。因此矿物的超细化技术及偶联、增容技术,淀粉的接技及脱水加工技术,纤维的增强技术是开发环境友好塑胶材料的技术支撑之一,应大力扶持发展。可见,目前大多数塑料科研单位和产品研发生产企业都在朝这方面努力,也都在为环保作贡献。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供环保型生物质塑料材料的制备方法，该工艺利用特异性的生物质材料进行粉末化、活化处理反应，将聚丙烯、高密度聚乙烯、丙烯腈、高岭土、马来酸酐聚烯烃等原材料聚合在一起，通过马弗炉加热煅烧、添加偶联剂、消泡剂、固化剂、增韧剂等成分提高复合材料的性能，然后通过浇注模具、表面活化处理、脱模烘干等一系列操作后得到复合塑料材料。制备而成的环保型生物质塑料材料，其强度高、环保无害、可回收利用，具有较好的应用前景。同时还公开了由该制备方法制得的环保型生物质塑料材料在塑料薄膜、一次性医用材料、乳胶手套中的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

环保型生物质塑料材料的制备方法及其应用，由以下步骤组成：

(1)将麦秸5-10份、玉米秸秆6-9份、稻壳5-8份、松树皮4-9份、泥煤3-8份、花生壳3-5份分别洗净干燥，一起加入到粉碎切割机中进行剪切；

(2)将步骤(1)的生物质剪切产物加入到高温高压水蒸气反应锅中进行热处理，反应温度为450-500℃，压强为5-10MPa，反应时间为20-35min；

(3)将步骤(2)的生物质混合碎片加入到高速球磨机中进行球磨，球磨时间为30-60分钟，球磨时加入少量液氮，使产物粉碎彻底，收集球磨产物过筛；

(4)将步骤(3)得到的生物质粉末加入到75％的苯甲酰溶液中进行活化处理，处理时间为60min；

(5)将聚丙烯10-25份、高密度聚乙烯2-5份、丙烯腈5-8份、高岭土3-6份、马来酸酐聚烯烃1-4份混合均匀后加入马弗炉中煅烧，加热温度至60℃预热，同时加入步骤(4)得到的生物质活化物，搅拌均匀后，加入偶联剂1-3份、固化剂1-4份和增韧剂2-3份，温度加热上升至260-300℃，反应时间4-5h，然后温度自然冷却至160℃，加入消泡剂1-3份，保温反应30min；

(6)将步骤(5)的反应液自然冷却至70-80℃，再次加入固化剂1-2份，搅拌均匀后，浇注到模具中，室温固化24h；

(7)将步骤(6)的模具放入到表面活化剂中处理，浸泡40-60min，然后进行脱模；

(8)将步骤(7)的脱模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。

优选地，所述步骤(3)中的球磨功率为350W。

优选地，所述步骤(3)中的过筛孔径为80目。

优选地，所述步骤(5)中偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ―氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

优选地，所述步骤(5)中固化剂选自乙二胺、二乙烯三胺、间二甲苯、二氨基二苯基砜中的一种或几种。

优选地，所述步骤(5)中增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯聚合物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈中的一种或几种。