專利名稱：竹纖維基全生物降解材料及制備方法
技術領域：
本發明屬于農林作物副產品的綜合利用技術領域，與利用農林生物質制備全生物 降解材料領域有關。具體地說，本發明涉及利用具有表面效應和量子效應的納米二氧化硅 對竹纖維進行改性，采用雙螺桿擠出成型工藝，生產竹纖維基全生物降解材料。本發明還涉 及制備該材料的方法。
背景技術：
中國是世界竹類資源最豐富的國家，竹林面積、竹材產量及其工業化利用的規模 和水平都居世界之首，在大量使用竹材料的同時，也產生大量的廢棄物(竹屑、廢竹等)，目 前人們一般把這些竹屑、廢竹等作為廢物燒掉，既浪費資源，同時，嚴重污染環境。由于竹屑、廢竹等富含纖維素(纖維素含量在40%以上)，具有一定的強度和韌 性，經過適當的改性處理后，再添加一定的合成高分子作為增強劑和粘接劑，可以用來制造 包裝材料(如手機包裝盒、禮品盒、食品包裝盒等)、建筑裝飾材料(如蹋腳線、擋板等)、 農業用品(如營養缽、苗缽、支架等)，代替木材制品，既節省木材，達到保護森林的目的，同 時，也減少了因焚燒竹屑、廢竹等而產生的嚴重環境污染，另一方面，對竹屑、廢竹等的開發 利用，提高了林產品附加值，為農民增收開辟了一條新的途徑。本項目的開展，為建設社會 主義新農村和“兩型”社會、破解“三農”問題，以及促進農業循環經濟的發展提供了新理念 和新實踐。現有技術中已有利用竹纖維應用于材料的報道專利號為85107095的中國發明 專利公開了一種竹纖維增強復合材料的制備方法，竹纖維增強塑料是一種新型的竹塑復合 材料，本發明提出用竹塑復合材料替代木材和鋼材，制做各種類型的板材和型材，并且提出 用竹塑復合材料代替玻璃纖維，制造增強的人造大理石、石膏制品、混凝土、浙青防水材料 和人造板。本發明取纖維增強塑料、層合復合、顆粒復合為一物，集裝飾與結構為一體，制 造出輕質、高強、節能、價廉的竹塑復合材料及各種板、管、箱、桶、池槽、容器、型材、桿件及 模壓件類產品。纖維增強塑料是一種復合材料，其基體為塑料，使用各種纖維增強。本發明 的特征是增強纖維為竹纖維，含水量低于6%的竹絲、竹片或編織的竹絲、片與各種樹脂 成型塑化，形成竹纖維增強塑料，材料中樹脂的含量大于20% ；申請號為93236309的中國 實用新型專利公開了一種輕質高強度防潮、防霉貨運托盤的制備方法，它是由面板、縱梁、 封塊組成的，其特征在于其面板是一塊普通平板，它是由5-30層的竹纖維編織物涂上熱固 性膠粘劑，經高溫高壓壓制成的平板，在平板的下面配上與平板同材、同質的槽形縱梁和與 縱梁截面形狀相同的封塊，其縱梁是用3-8層竹纖維編織物，封塊是用3-20層竹纖維編織 物；最后將平板、槽形縱梁、封塊用鉚釘鉚合。申請號為00112616的中國發明專利公開了一 種竹纖維復合材料的生產方法，其特征是該方法依次按下列步驟進行A、備料將竹材制 成干纖維并預備適量塑料顆粒；B、混合將已備好的竹材干纖維與塑料顆粒按規定比例混 合均勻；C、模壓成型將混合均勻的混合物置入模具中，加壓至塑料處于熔融狀態，并與竹 纖維熔融結合后，再停止加壓進行冷卻；D、脫模冷卻至一定溫度后，將冷卻物從模具中脫除，所述冷卻物即是按模具形成的竹纖維復合材料型材。申請號為00103375的中國發明專 利申請介紹了一種以竹纖維加強的聚丙烯合成材料及其制備方法，本發明的合成材料中含 有馬來酸化的聚丙烯、普通聚丙烯和竹纖維，制備時，將竹子加工成竹纖維，將竹纖維與聚 丙烯混合均勻，加熱至，即可得到以竹纖維加強的聚丙烯合成材料。本發明的以竹纖維加 強的聚丙烯復合材料新型材料具有重量輕、較好的抗老化性能，在性能上可與傳統材料相 媲美或好于傳統材料，易于設計和加工成成品，中等強度，不僅是家具制造及建筑等領域的 良好材料，還適合應用于更為廣泛的領域。國內專利中未見以竹纖維為原料，聚乳酸為增強 材料制備的全生物降解材料的專利報道。
發明內容
本發明的目的在于提供一種利用竹纖維制作具有全生物降解性能的材料及其制 備方法，以克服現有技術存在的缺陷，利用具有表面效應和量子效應的納米二氧化硅對竹 纖維進行改性，采用雙螺桿擠出成型工藝，生產竹纖維基全生物降解材料。本發明以竹材纖維與可生物降解的聚乳酸為原料，通過對竹纖維進行物理和化學 修飾，以及復合工藝條件優化，制備性能優良的完全生物降解的竹纖維/聚乳酸復合材料， 為竹材資源的綜合利用提供新的途徑，也為緩解能源危機與環境污染提供技術保障與支 持。實施本發明的技術方案如下一種竹纖維制作的全生物降解材料，按重量份數計的組分及含量如下以含水量為3%的竹纖維100份為基數計粒徑為30nm的納米二氧化硅 1. 8份；液體石蠟1份；鈦酸酯1-2份；聚乳酸20-50份；滑石粉2-10份；硬脂酸1-2份；檸檬酸三丁酯1-6份；丙三醇1-6份；乙二醇1-6 份；它是按照下列步驟制備的1)將所述的液體石蠟和粒徑為30nm的納米二氧化硅混合后投入超聲波儀內，功 率為1400W，處理180S，使所述的納米二氧化硅充分分散；2)將含水量為13%的竹纖維粉碎至100目，倒入110°C的高速攪拌機中，轉速800 轉/分，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入鈦酸酯對所述的竹纖維改性處理15分鐘，得 到改性竹纖維；3)將步驟1)得到的納米二氧化硅，步驟2)得到的改性竹纖維以及所述的聚乳酸， 滑石粉，硬脂酸，檸檬酸三丁酯，丙三醇和乙二醇置于110°c高速混合機，轉速800轉/分，混 合12分鐘，得到混合物料；4)將步驟3)的混合物料置于雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為1300C ； 1400C ； 150°C ； 160°C ； 170°C ； 180°C ； 170°C ； 160°C及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分， 主機電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品。申請人:提出了一種利用竹纖維制作的全生物降解材料的方法，按重量份數計的組 分及含量如下以含水量為3%的竹纖維100份為基數計粒徑為30nm的納米二氧化硅 1. 8份；液體石蠟1份；鈦酸酯1-2份；聚乳酸20-50份；滑石粉2-10份；硬脂酸1-2份；檸檬酸三丁酯1-6份；丙三醇1-6份；乙二醇1-6 份；制備步驟如下1)將所述的液體石蠟和粒徑為30nm的納米二氧化硅混合后投入超聲波儀內，功 率為1400W，處理180S，使所述的納米二氧化硅充分分散；2)將含水量為13%的竹纖維粉碎至100目，倒入110°C的高速攪拌機中，轉速800 轉/分，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入鈦酸酯對所述的竹纖維改性處理15分鐘，得 到改性竹纖維；3)將步驟1)得到的納米二氧化硅，步驟2)得到的改性竹纖維以及所述的聚乳酸， 滑石粉，硬脂酸，檸檬酸三丁酯，丙三醇和乙二醇置于110°c高速混合機，轉速800轉/分，混 合12分鐘，得到混合物料；4)將步驟3)的混合物料置于雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為 1300C ； 1400C ； 150°C ； 160°C ； 170°C ； 180°C ； 170°C ； 160°C及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分， 主機電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品。在本發明中，在利用上述納米二氧化硅改性竹纖維的同時，通過添加聚乳酸作為 增強劑，丙三醇和乙二醇作為增塑劑，并采用雙螺桿擠出成型工藝，從而實現改善竹纖維材 料的強度和韌性。更詳細的發明步驟如實施例部分所述。本發明具有以下明顯效果本發明制作的裝飾材料經湖北省林產品質量監督檢驗站檢測，其主要技術指標靜 曲強度51. SMpa0本發明產品完全可代替塑料制品，從而減少石油的用量，對保護環境作出 有益的貢獻。
圖1 是本發明的技術流程圖。
具體實施例方式實施例1稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的 液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲 波儀(功率1400W，處180S)內，使所述的納米二氧化硅充分分散。稱取含水量為13%的經 過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪 拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對所述的竹纖維進行改性處理15分鐘， 得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉速800轉/分)中添加聚乳酸20kg， 滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公斤、丙三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于 高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺 桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 140°C ； 150°C ； 160°C ； 170°C ； 180°C ； 1700C ；160°C及150°C，控制主機轉速20轉/分，主機電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷 卻定型，即為成品。實施例2參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入2公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公斤、 丙三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 140 0C ；150°C ； 160 °C ； 170 °C ； 180 °C ； 170 °C ； 160°C 及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品。實施例3參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3 %時，加入1. 5公斤鈦酸 酯對所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機 (轉速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公 斤、丙三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 1400C ； 1500C ； 1600C ； 170°C ； 180°C ； 170°C ； 160°C及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品。實施例4參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸50kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公斤、 丙三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 1400C ； 150°C ； 160°C ；170 "C ； 180°C ； 170°C ； 160°C及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品。實施例5參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸35kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公斤、 丙三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 140 0C ； 150°C ； 160 °C ； 170°C ； 180 °C ； 170°C ； 160°C 及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品。實施例6參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉10公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公斤、 丙三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 1400C ； 1500C ； 1600C ； 170°C ； 180°C ； 170°C ；160°C及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品實施例7參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉6公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公斤、 丙三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 1400C ； 150°C ； 160°C ；170 "C ； 180°C ； 170°C ； 160°C及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品實施例8參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯6公斤，硬脂酸1公斤、丙 三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12分 鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T I-T 9分別為130°C; 140 °C ； 150°C ； 160 °C ； 170°C ； 180 °C ； 170 °C ； 160°C 及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品實施例9參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯3. 5公斤，硬脂酸1公斤、 丙三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 140 0C ； 150°C ； 160 °C ； 170°C ； 180 °C ； 170 °C ； 160°C 及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品實施例10參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸2公斤、
9丙三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 1400C ； 150°C ； 160°C ；170 "C ； 180°C ； 170°C ； 160°C及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品實施例11參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1. 5公斤、 丙三醇1公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 1400C ； 1500C ； 1600C ； 170°C ； 180°C ； 170°C ； 160°C及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品實施例12參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公斤、 丙三醇6公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 140 0C ； 150°C ； 160 °C ； 170°C ； 180 °C ； 170°C ； 160°C 及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品實施例13參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公斤、丙 三醇3. 5公斤及乙二醇1公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 1400C ； 150°C ； 160°C ； 170°C ； 180°C ； 170°C ； 160°C及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品實施例14參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公斤、 丙三醇1公斤及乙二醇6公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 140 0C ； 150°C ； 160 °C ； 170°C ； 180 °C ； 170°C ； 160°C 及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品實施例15參照實施例1的設備選型和技術參數，稱取30nm的納米二氧化硅(購自中國國家 納米工程中心的商品)1. 8kg和Ikg的液體石蠟，在不銹鋼容器中將之混勻。將所述的納米 二氧化硅和液體石蠟混合后投入超聲波儀(功率1400W，處理180S)內，使所述的納米二氧 化硅充分分散。稱取含水量為13%的經過粉碎的過100目篩的竹纖維100kg，倒入110°C的 高速攪拌機(轉速800轉/分)中，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入1公斤鈦酸酯對 所述的竹纖維進行改性處理15分鐘，得到改性產物改性竹纖維；再依次往高速混合機(轉 速800轉/分)中添加聚乳酸20kg，滑石粉2公斤，檸檬酸三丁酯1公斤，硬脂酸1公斤、丙 三醇1公斤及乙二醇3. 5公斤，置于高速混合機中(轉速500轉/分)，在110°C，混合12 分鐘，將得到的混合物料物料置雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C ； 140 0C ； 150°C ； 160 °C ； 170°C ； 180 °C ； 170 °C ； 160°C 及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品。
權利要求
一種竹纖維制作的全生物降解材料，其特征在于，按重量份數計的組分及含量如下以含水量為3％的竹纖維100份為基數計粒徑為30nm的納米二氧化硅 1.8份；液體石蠟 1份；鈦酸酯1 2份；聚乳酸20 50份；滑石粉2 10份；硬脂酸1 2份；檸檬酸三丁酯 1 6份；丙三醇1 6份；乙二醇1 6份；它是按照下列步驟制備的1)將所述的液體石蠟和粒徑為30nm的納米二氧化硅混合后投入超聲波儀內，功率為1400W，處理180S，使所述的納米二氧化硅充分分散；2)將含水量為13％的竹纖維粉碎至100目，倒入110℃的高速攪拌機中，轉速800轉/分，攪拌加熱去水，至含水量為3％時，加入鈦酸酯對所述的竹纖維改性處理15分鐘，得到改性竹纖維；3)將步驟1)得到的納米二氧化硅，步驟2)得到的改性竹纖維以及所述的聚乳酸，滑石粉，硬脂酸，檸檬酸三丁酯，丙三醇和乙二醇置于110℃高速混合機，轉速800轉/分，混合12分鐘，得到混合物料；4)將步驟3)的混合物料置于雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1 T9分別為130℃；140℃；150℃；160℃；170℃；180℃；170℃；160℃及150℃，控制主機轉速20轉/分，主機電流18A，料壓1.8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品。
2. 一種利用竹纖維制作的全生物降解材料的方法，其特征在于，按重量份數計的組分 及含量如下以含水量為3%的竹纖維100份為基數計 粒徑為30nm的納米二氧化硅 1. 8份； 液體石蠟1份；鈦酸酯1-2份；聚乳酸20-50份；滑石粉2-10份；硬脂酸1-2份；檸檬酸三丁酯1-6份；丙三醇1-6份；乙二醇1-6份；制備步驟如下1)將所述的液體石蠟和粒徑為30nm的納米二氧化硅混合后投入超聲波儀內，功率為 1400W，處理180S，使所述的納米二氧化硅充分分散；2)將含水量為13%的竹纖維粉碎至100目，倒入110°C的高速攪拌機中，轉速800轉 /分，攪拌加熱去水，至含水量為3%時，加入鈦酸酯對所述的竹纖維改性處理15分鐘，得到 改性竹纖維；3)將步驟1)得到的納米二氧化硅，步驟2)得到的改性竹纖維以及所述的聚乳酸，滑 石粉，硬脂酸，檸檬酸三丁酯，丙三醇和乙二醇置于110°c高速混合機，轉速800轉/分，混合 12分鐘，得到混合物料；4)將步驟3)的混合物料置于雙螺桿擠出機中擠出，各段加熱溫度T1-T9分別為130°C; 140 °C ； 150°C ； 160 °C ； 170 °C ； 180 °C ； 170 °C ； 160°C 及 150°C，控制主機轉速 20 轉 / 分，主機 電流18A，料壓1. 8MPA，經真空模具冷卻定型，即為成品。
全文摘要
本發明屬于農林作物副產品的綜合利用領域，與利用農林生物質制備全生物降解材料領域有關。本發明涉及利用具有表面效應和量子效應的納米二氧化硅對竹纖維進行改性處理，采用雙螺桿擠出成型工藝，生產出竹纖維基全生物降解材料，主要用于汽車內飾板、花缽等日用品領域。本發明采用雙螺桿擠出成型工藝，以竹纖維維聚乳酸，液體石蠟，鈦酸酯，滑石粉，硬脂酸，檸檬酸三丁酯，丙三醇和乙二醇等組分制備成全生物降解特性的材料。本發明制作的裝飾材料經湖北省林產品質量監督檢驗站檢測，主要技術指標靜曲強度為51.8MPa。本發明的產品完全可代替塑料制品，從而減少石油用量，有利于對環境的保護。
文檔編號C08L67/04GK101914293SQ20101025690
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月17日 優先權日2010年8月17日
發明者劉華曦, 劉淼, 徐有明, 熊漢國, 熊舟翼, 蔡杰 申請人:華中農業大學