本發明涉及一種環保餐具，尤其是一種可降解的環保餐具。
背景技術：
長期以來餐具市場主要以玉金、陶瓷、石化塑料、玻璃等材料為主導，供求盛大。但皆因這些原料為不可再生資源，不僅在制造的時候增加大量碳排放，且在使用周期結束后由于無法降解以及回收利用，只能作為垃圾處理，嚴重破壞生態環境，增加地球負擔。所以能減少碳排放量且能生物降解或者回收的環保材料成為了未來產品發展的趨勢，目前市場上也已出現以玉米淀粉為輔料的塑料餐具制品。
以玉米淀粉為輔料的塑料餐具制品，雖然其部分使用了可再生資源，但石化塑料仍然為主要材料，產品無法降解，環保價值不高。也有完全以玉米淀粉的提取物聚乳酸為主料的餐具制品，雖然使用的是可再生資源，但因成本過高導致消費者難以承受，且使用周期結束后仍無法自然生物降解，最終難以體現環保價值。
利用谷殼為原料制成的綠色可降解環保餐具，因其原料來源廣，成本較低，生產過程無污染，綠色環保等優勢，具有真正的降解能力，日益引起人們重視。但由于谷殼是顆粒狀和粉末狀，模具熱壓成型規律較復雜，如模具設計不科學，將使產品內部密度和其它性能分布不均勻，影響產品的最終質量和外表的美觀，甚至導致產品畸變和產生裂紋等缺陷。另一方面，由于谷殼復合環保材料含水量較高經過高溫壓制后模具容易生銹，大部分普通材料模具使用壽命較短。并且，市場需求的不斷擴大和變化，要求產品的造型、外觀和使用性能也必須不斷變化。為此，本項目對谷殼環保餐具的模具進行研究與開發。
技術實現要素：
本發明針對現有技術中的不足，提供了一種以廢棄谷殼為基料制造環保制品的方法，本發明以農業廢棄物谷殼為主要基料，成本低廉、產品美觀耐用，產品報廢后可以生物降解。解決了現有餐具大多無法降解，廢棄后會污染環境的問題。
為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：一種以廢棄谷殼為基料制造環保制品的方法，包含以下幾個步驟：步驟（a）：以質量份計，將60份至80份谷殼、10份至20份玉米粉、5份至15份高分子復合樹脂和3份至8份烏洛托品攪拌均勻成混合料；步驟（b）：以質量百分比計，將3%~5%的硬脂酸鋅助劑加入到混合料內；步驟（c）：將混合料放入烘箱中，在40s至80s內逐漸將烘箱從80℃逐漸升溫到120℃，同時對模具進行預熱，預熱溫度在40℃至50℃之間；步驟（d）：將混合料放入到模具內，然后在200t至300t壓力、145℃至160℃溫度下模壓至少60s；步驟（e）：混合料熱壓成型后得到半成品，然后對半成品進行打磨；步驟（f）：半成品打磨完成后對半成品進行凈化處理，通過純凈水或酒精對半成品表面進行清潔；步驟（g）：半成品清潔完后對半成品表面噴涂保護膜，所述的保護膜基材是飽和聚酯樹脂和消光粉的混合物，所述保護膜的厚度在0.04毫米至0.06毫米；步驟（h）：對半成品進行烘烤脫水，烘烤的時間在30分鐘至80分鐘，烘烤的溫度在80℃至110℃。
上述技術方案中，優選的，在步驟a中，所述的谷殼顆粒粒徑為10目至30目。
上述技術方案中，優選的，在步驟a中，所述的玉米粉顆粒粒徑為1500目至2000目。
上述技術方案中，優選的，在步驟g中，所述的飽和聚酯樹脂為樹脂丙烯酸樹脂，所述的消光粉包括超細二氧化硅和滑石粉。
上述技術方案中，優選的，在步驟d中，當模壓溫度達到至少145℃后維持15s至30s然后進行排氣，排氣結束后進行脫模。
上述技術方案中，優選的，在步驟d中，閉模時先快速閉合，將要閉合時再慢速閉合直至完全閉合。
上述技術方案中，優選的，在步驟a中，所述的高分子復合樹脂為改性三聚氰胺甲醛樹脂。
上述技術方案中，優選的，所述的模具型腔底部中心點設置有上凸臺。
由于谷殼顆粒和粉體特殊，成型規律十分復雜，受粉體不規則堆積的隨意性及在壓制過程中顆粒與粉體、粉體與模具壁之間摩擦力不均勻的影響，現有技術的谷殼纖維通常無法固化成型，或成型的含谷殼纖維的餐具無法達到食品級要求，故本項目遵循谷殼顆粒和谷殼粉之特性，以飽和樹脂的熱固性原理作為理論基礎，進行熱固性壓制工藝的研發。
農業廢棄物谷殼主要由顆粒狀和粉末狀組成，存在經基等大量極性官能團。在谷殼復合環保材料中，親水的谷殼和憎水的樹脂存在較高的界面能差，兩者很難在界面上融合，因此必須解決以上難點才能成功制備性能優異的谷殼復合環保材料。為此本發明在原料中加入烏洛托品，烏洛托品助劑的加入可以弱化了谷殼的極性，從而提高了谷殼與樹脂的結合能力。原料混合后還在原料內加入硬脂酸鋅助劑，硬脂酸鋅可以增加原料進入到模具腔體內的流動性，避免在產品內部形成氣泡，使產品內部結構致密，增加強度。為了達到環保的目的，本發明還通過玉米淀粉代替普通的粘膠劑，通過玉米淀粉在加熱后產生的自粘性來達到產品成型的目的。
傳統植物纖維粉體采用低溫直接加壓固化成型工藝，存在成型質量差或者無法直接固化成型的技術難點。這是由于過低的成型溫度不足以使原料中植物纖維塑化，原料與模具壁之間的磨擦大，無法成型，而過高的溫度會讓原料分解嚴重，成型時間過短則不能形成有效的壓力，也無法成型。植物纖維一般在200℃以上就會焦化分解，本項目根據一系列試驗得出的最佳成型溫度范圍145℃-160℃。具體過程為先將原料熱熔，使谷殼和玉米淀粉及樹脂等原料塑化，然后再進行壓制固化。先塑化的谷殼組合物在模具內部流動性更好，更容易壓制成型，成功解決了谷殼難以塑化成型的問題，達到其使用價值。且后固化工藝，可以有效防止產品變形，增強其使用壽命。
與現有技術相比，本發明以農業廢棄物谷殼為主要基料，成本低廉、產品美觀耐用，產品報廢后可以生物降解。解決了現有餐具大多無法降解，廢棄后會污染環境的問題。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。
一種以廢棄谷殼為基料制造環保制品的方法，包含以下幾個步驟：步驟（a）：以質量份計，將60份至80份谷殼、10份至20份玉米粉、5份至15份高分子復合樹脂和3份至8份烏洛托品攪拌均勻成混合料。烏洛托品助劑的加入弱化了谷殼的極性，從而提高了谷殼與樹脂的結合能力，烏洛托品具體的混合比例需要根據餐具的大小而定，比如碗碟等小件時烏洛托品的份數可以適當降低，如盤子、湯碗時烏洛托品的份數要充足。所述的谷殼顆粒粒徑為10目至30目，所述的玉米粉顆粒粒徑為1500目至2000目，原料的顆粒大小適度，可以使產品粘合度更好。所述的高分子復合樹脂為改性三聚氰胺甲醛樹脂。采用玉米粉不僅可以增強了產品的可降解性，還是得原料具有了自粘性。
步驟（b）：以質量百分比計，將3%~5%的硬脂酸鋅助劑加入到混合料內；硬脂酸鋅可以增加原料進入到模具腔體內的流動性，以免在產品內部形成氣泡，使產品內部結構致密，增加強度。硬脂酸鋅助劑加入的量也與餐具的大小有關，比如碗碟等小件時硬脂酸鋅的份數可以適當降低，如盤子、湯碗時硬脂酸鋅的份數要充足。
步驟（c）：將混合料放入烘箱中，在40s至80s內逐漸將烘箱從80℃逐漸升溫到120℃，同時對模具進行預熱，預熱溫度在40℃至50℃之間；一般而言，預熱的時間在60s左右，只有制作大件的餐具時為了保證所有原料都能充足的獲得預熱才延長預熱時間。
步驟（d）：將混合料放入到模具內，所述的模具型腔底部中心點設置有上凸臺，凸臺可以提高模壓成形后粉體產品在該處的強度和密度，減輕粉體壓力強度和密度分布的不均勻性。混合料放入后，閉模時先快速閉合，將要閉合時再慢速閉合直至完全閉合，這種方式有利于縮短非生產時間，防止模具擦傷，避免模槽中原料因合模過快而被空氣帶出，甚至移位。然后在200t至300t壓力、145℃至160℃溫度下模壓至少60s；當模壓溫度達到至少145℃后維持15s至30s然后進行排氣，排氣結束后進行脫模，這樣脫模就能完整并保持模具清潔。
谷殼餐具在經過配料、熱壓成型后得到半成品，必須經過特殊表面處理工藝，避免產品受潮、發霉，進而提高產品的使用壽命，并且能夠滿足與食品相接觸的餐具的安全及衛生要求。在表面處理工藝上，噴涂、烘烤材料的選用、時間的把控、溫度控制都是最重要的技術關鍵，它直接影響著產品的外觀、性能和使用壽命。
步驟（e）：混合料熱壓成型后得到半成品，然后對半成品進行打磨；將產品邊角打磨光滑，利于膜層覆蓋地更加致密牢。
步驟（f）：半成品打磨完成后對半成品進行凈化處理，通過純凈水或酒精對半成品表面進行清潔；清潔后可以增加外層膜與內胎材料的粘結力，同時水以及酒精有別與醚類清洗劑對于人體造成的傷害。
步驟（g）：半成品清潔完后對半成品表面噴涂保護膜，所述的保護膜基材是飽和聚酯樹脂和消光粉的混合物，所述保護膜的厚度在0.04毫米至0.06毫米；所述的飽和聚酯樹脂為樹脂丙烯酸樹脂，所述的消光粉包括超細二氧化硅和滑石粉。合適的厚度使產品外觀美觀，安全性能良好。保護膜為飽和聚醋樹脂和消光粉混合物，以阻隔器皿內胎材料與外界的接觸，防止產品發霉、受潮，延長使用壽命。其中消光粉(超細二氧化硅、滑石粉等)的加入，降低了保護膜光澤，使得成品不易看出涂刷有膜層，從外觀上看有別于化學材料制成的產品，使產品顯得環保，易于消費者接受，聚醋樹脂為符合食品級安全無毒無害的樹脂丙烯酸樹脂，達到食品級要求。
步驟（h）：對半成品進行烘烤脫水，烘烤的時間在30分鐘至80分鐘，烘烤的溫度在80℃至110℃。針對不同餐具產品不同的使用環境、性能特性、形狀尺寸，設計不同的最佳烘烤溫度、時長。通過不斷的實驗和測試結果分析，設計杯子烘烤時長在60分鐘，溫度控制在100攝氏度。碟子烘烤時長控制不超過40分鐘，溫度90攝氏度。在該溫度下，產品外形美觀，品質佳，效果優。
本產品制成后需要復合一定外觀和物理化學指標。
外觀要求：1、產品應表面光潔，谷殼顆粒感直觀，不允許有缺料、銳利、尖角、毛刺、明顯變形、塵土、油污等缺陷。2、產品應色澤均勻，無明顯色差。3、碗、盆、碟、杯等餐具應放置平穩。外觀的測量在自然光下目視。
耐干熱、濕熱性要求：無明顯變形、無明顯軟化、無明顯褪色。耐干熱性測量：設備：恒溫烘箱、石棉板；試驗方法：將試樣置于（70±2）℃恒溫烘箱中的石棉板上(鼓風)，保溫8h連同石棉板一起取出，在室溫中冷卻30min，然后與未經試驗的樣品比較、觀察。耐濕熱性測量：設備：帶有水加熱裝界的容器；試驗方法：將試樣浸沒于（70±2）℃水浴爐，30min后取出，在室溫中放置1h，按此方法重復3次后與未經試驗的樣品比較、觀察。
耐低溫性要求：無裂紋。耐低溫性測試：設備：冷藏箱；試驗方法：將試樣置于（-20±2）℃的冷藏箱中24h后取出，在室溫下放置30min，然后與未經試驗的樣品進行比較、觀察。
跌落要求：無破裂。測量手段：在常溫下將試樣從距平整水泥地面1.2m高度底部朝下自由跌落一次，然后檢查。
五氯苯酚含量要求：小于5mg/kg。測量手段：通過專有設備進行測量。
本發明所述的方法可以制作碗、碟、盤、杯、盆等等環保型餐具，同時還可以制造桶、臺面等不限于餐具的其他家用材料。