一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法

申请号 CN201710102740.X 申请日 2017-02-24 公开(公告)号 CN106881909A 公开(公告)日 2017-06-23
申请人 南京博方生物科技有限公司; 发明人 陈集双; 刘亦良; 李晓飞; 石京山; 金俊阳; 代益帆; 张文涛; 贾启; 潘德; 朱士强;
摘要 一种含 生物 质 的复合仿藤条及其制备方法,所述仿藤条包括外围层和设在所述外围层内的中心层,所述外围层由生物质改性塑料制成,中心层由全塑生产料或尼龙或玻璃 纤维 制成,该仿藤条由生物质材料加PE塑料及助剂通过仿藤机挤塑成型,用于藤编家具、玩具、收纳筐及工艺品的编织。本 发明 的有益效果为:既具有天然藤条质感柔和的特性,又具有全塑藤条的拉伸强度和耐折度,色彩丰富,耐用易清洁;所制备的藤编产品既适合室外使用,也能室内使用。
权利要求

1.一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其特征在于,所述仿藤条包括外围层和设在所述外围层内的中心层,所述外围层由生物质改性塑料制成,所述中心层由全塑生产料或尼龙或玻璃纤维制成。
2.根据权利要求1所述的一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其特征在于,所述生物质改性塑料由下列按质量百分比的成分组成:生物质1-45%、热塑性塑料45-85%、矿石粉5-30%和外围层助剂2.6-10%,所述热塑性塑料为PE塑料。
3.根据权利要求2所述的一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其特征在于,所述外围层助剂由质量比为2-5%的改性助剂和质量比为0.6-5%的外围成型助剂组成。
4.根据权利要求2所述的一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其特征在于,所述生物质是指包括木粉、秸秆粉、米糠粉在内的含纤维的木质纤维素原料和包括茶叶杆、烟杆在内的具有一定生物活性的木质纤维素材料的一种或多种的组合。
5.根据权利要求2所述的一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其特征在于,所述矿石粉为母粉碳酸钙、石英粉、滑石粉、灰石、硅酸钙、玻璃微珠的一种或至少两种的粉体混合物,所述矿石粉的颗粒大小为120-800目。
6.根据权利要求1所述的一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其特征在于,所述全塑生产料为PE生产料或预制的玻璃纤维或尼龙丝与中心层助剂的复合物,中心层助剂的质量比为0.6-2%,其余含量为PE生产料或预制的玻璃纤维或尼龙丝。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其特征在于,所述仿藤条横截面为扁型结构,其外围层包括位于上层以及位于所述上层下方并与其紧密结合的下层,所述上层和所述下层中间设有中心层,或所述仿藤条横截面为圆形结构, 所述外围层横截面为环形结构,所述中心层位于所述外围层中心。
8.一种制备权利要求1-6任一项所述的含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其步骤为:
(1)含纤维生物质粉体的获得:对收集的纤维生物质进行磨粉、干燥,细度达到25-300目,并去除杂质,得到均一的生物质粉体,其质量比为1-45%;
(2)生物质的预混改性:将步骤(1)获得的生物质粉体与矿石粉和改性助剂混合均匀并加热并烘干,加热温度为70-180℃,加热时间至少为10分钟,获得预混合改性生物质粉体;
其中,改性助剂质量比2-5%、矿石粉质量比为5-30%;
(3)生物质与PE塑料的配混造粒:将步骤(2)获得的改性生物质粉体与PE塑料在造粒设备中配混造粒,造粒温度为145-240℃,其中,PE塑料质量比为 45-85%,获得生物质改性塑料母料;
(4)生物质改性塑料与全塑生产料复合仿藤条的挤出成型:分别向辅料斗A和辅料斗B中加入混合均匀的生物质改性塑料母料与质量比为2-5%的外围成型助剂,向主料斗C中加入混合均匀的85%-99.4%的全塑生产料和0.6-15%的中心层成型助剂,然后通过仿藤机挤出成型,所述辅料斗A、主料斗C、辅料斗B挤出形成的仿藤条其外围层与中心层与外围层的质量比为:0.3-1: 1: 0.3-1。
9.根据权利要求8所述的一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其特征在于,步骤(3)中的所述PE塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或至少两种的复合物,步骤(4)中所述的PE生产料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯三种的复合物或高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯与聚甲或尼龙的复合物或高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯三者复合物的再生料
10.根据权利要求8所述的一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其特征在于,所述改性助剂为硅烷偶联剂,所述外围成型助剂由质量比为1-4%的己内酰胺、量比为2%的发泡剂、量比为2%的硬脂酸钙稳定剂、量比为0.3-1%的抗紫外剂、量比为0.3-1%的抗老化剂中的一种或至少两种和质量比为0.3-1%的色母粒组成。

说明书全文

一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及新材料的制备,具体涉及一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法。

背景技术

[0002] 目前市场上的藤编编织材料主要有:1)天然藤条,也叫“藤蔑”,是由身条长的藤本植物加工而成,部分用竹子加工而成,其优点是质地坚韧;2)塑料仿藤条,主要是聚乙烯(PE)塑料藤条,往往是由废旧PE料在仿藤机上挤出加工而成。无论是天然藤条还是塑料仿藤条,都有圆藤和扁藤之分,以满足不同编织需求。
[0003] 天然藤条的最大特点是质感自然,舒适,但是易霉变、被虫蛀,不适合室外场所使用,且自然采集、加工的天然藤条的来源以及藤条植物生长状况千差万别,不容易控制质量;同时天然藤条加工成产品后为了保障其使用寿命,往往还需要油漆等后处理工艺,不仅编织劳动强度大,且工序复杂,不容易保障产品质量;再次,天然藤条因为资源量有限,满足不了越来越广泛的市场需求,因此价格越来越贵。塑料仿藤条完全没有上述缺点,其优点主要体现在耐雨,适合室外场所,仿藤条质量控制好,加工性能好,无需油漆等后续工艺。因此,塑料仿藤条在室外藤编家具等诸多领域具备显著优势,其使用量已经远远超过天然藤条,且价格便宜,供应有保障;同时,塑料仿藤条还可以回收再加工。但是,塑料仿藤条的最大缺点是质感差,其编织产品远远达不到天然藤条亲近自然的特点,难以在室内作为高端家具和工艺品使用。同时,因为塑料成本较高,大部分塑料仿藤条使用回收塑料加工,气味等品质往往受到影响,环保性较差。

发明内容

[0004] 为解决上述问题,本发明提供了一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,所制作出的仿藤条具备天然藤条的柔和质感,同时具备与全塑PE藤条相同的拉伸强度和耐折度。
[0005] 本发明所述的一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其采用的技术方案为:所述仿藤条包括外围层和设在所述外围层内的中心层,所述外围层由生物质改性塑料制成,所述中心层由全塑生产料或尼龙或玻璃纤维制成。
[0006] 进一步,所述生物质改性塑料由下列按质量百分比的成分组成:生物质1-45%、热塑性塑料45-85%、矿石粉5-30%和外围层助剂4-10%,所述热塑性塑料为PE塑料。
[0007] 进一步,所述外围层助剂由质量比为2-5%的改性助剂和质量比为2-5%的外围成型助剂组成。
[0008] 进一步,所述生物质是指包括木粉、秸秆粉、米糠粉在内的含纤维的木质纤维素原料和包括茶叶杆、烟杆在内的具有一定生物活性的木质纤维素材料的一种或多种的组合。
[0009] 进一步,所述矿石粉为母粉碳酸钙、石英粉、滑石粉、灰石、硅酸钙、玻璃微珠的一种或至少两种的粉体混合物,所述矿石粉的颗粒大小为120-800目。
[0010] 进一步,所述全塑生产料为PE生产料或预制的玻璃纤维或尼龙丝与中心层助剂的复合物,中心层助剂的质量比为0.6-2%,其余含量为PE生产料或预制的玻璃纤维或尼龙丝,尼龙丝的机械强度高,能够保证仿藤条的强度。
[0011] 进一步,所述仿藤条横截面为扁型结构,其外围层包括位于上层以及位于所述上层下方并与其紧密结合的下层,所述上层和所述下层中间设有中心层。
[0012] 进一步,所述仿藤条截面为圆形结构, 所述外围层横截面为环形结构,所述中心层位于所述外围层中心。
[0013] 本发明解决的另一个问题是,提供一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其步骤为:(1)含纤维生物质粉体的获得:对收集的纤维生物质进行磨粉、干燥,细度达到25-300目,并去除杂质,得到均一的生物质粉体,其质量比为1-45%。
[0014] (2)生物质的预混改性:将步骤(1)获得的生物质粉体与矿石粉和改性助剂混合均匀并加热烘干,加热温度为70-180℃,加热时间至少为10分钟,获得预混合改性生物质粉体;其中,改性助剂质量比2-5%、矿石粉质量比为5-30%;(3)生物质与PE塑料的配混造粒:将步骤(2)获得的改性生物质粉体与PE塑料及助剂在造粒设备中配混造粒,造粒温度为150-240℃,其中,PE塑料质量比为 45-85%,获得生物质改性塑料母料;
(4)生物质改性塑料与全塑生产料复合仿藤条的挤出成型:分别向辅料斗A和辅料斗B中加入混合均匀的生物质改性塑料母料与质量比为2-5%的外围成型助剂,向主料斗C中加入混合均匀的85%-99.4%的全塑生产料和0.6-15%的中心层成型助剂,然后通过仿藤机挤出成型,所述辅料斗A、主料斗C、辅料斗B挤出形成的仿藤条其外围层与中心层与外围层的质量比为:0.3-1: 1: 0.3-1。
[0015] 本发明所制作的仿藤条可为圆藤或扁藤,其形状由仿藤机的挤出模具决定。
[0016] 进一步,步骤(3)中的所述PE塑料为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)中的一种或至少两种的复合物,步骤(4)中所述的PE生产料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯三种的复合物或高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯与聚甲(POM)或尼龙(PA)的复合物或高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯三者复合物的再生料
[0017]  PE塑料中添加一定量的POM能够显著改善仿藤条的拉伸强度,PE塑料中也可以添加除POM、PA以外的其他塑料,添加不同的塑料可以改善制造出的仿藤条的性能。
[0018] 进一步,所述改性助剂为硅烷偶联剂,其质量比为2-5%,优选的,质量比为3%,所述外围成型助剂由质量比为1-4%的己内酰胺、量比为2%的发泡剂、量比为2%的硬脂酸钙稳定剂、量比为1%的抗紫外剂、量比为1%的抗老化剂中的一种或至少两种和质量比为0.3-1%的色母粒及0.1%的扩散剂组成。
[0019] 其中发泡剂为偶氮二甲酰胺或碳酸氢铵等各种市场上供应的产品,本发明中所述的色母粒为各种颜色的色母粒中的任意一种或几种的组合,根据生产需要选择,制备仿藤条过程中加入助剂,可以形成外围层有好的质感,而中心层有所需要的强度的复合仿藤条。
[0020] 本发明所述的有益效果为:所制作出的仿藤条具备天然藤条的柔和质感,同时具备与全塑PE藤条相同的拉伸强度和耐折度。附图说明
[0021] 下面结合附图对具体实施例做进一步说明。
[0022] 图1是技术方案流程示意图。
[0023] 图2是扁形仿藤条横截面结构示意图。
[0024] 图3是圆形仿藤条横截面结构示意图。
[0025] 图4是加料示意图。
[0026] 其中,1-辅料斗A,2-辅料斗B,3-主料斗C,4-扁型外围上层,5-扁型外围下层,6-中心层,7-环形外围层,8-仿藤机的机筒。

具体实施方式

[0027] 实施例1一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其制作方法步骤为:
(1)含纤维生物质的获得:采集6年生茶叶杆,磨粉至40目,烘干并去除杂质,得到颗粒均一的茶叶杆粉体,其质量比为10%;
(2)生物质的预混改性:将步骤(1)获得的茶叶杆粉体、质量比为25%的碳酸钙和质量比为5%硅烷偶联剂(KH550)混合均匀并加热烘干,加热温度为85℃,加热时间为15分钟,获得预混合改性茶生物质粉体;
(3)将获得的改性茶生物质粉体与质量比55%的PE塑料(质量比LDPE:HDPE:LLDPE=1:1:
0.5)及1-5%的助剂,在造粒设备中配混造粒,造粒温度为150-165℃,获得茶生物质改性塑料母料;
(4)将茶生物质改性塑料母料、质量比0.5%色母料、质量比4.5%己内酰胺(原材料提供的15%含量与全文数值矛盾)、1%抗紫外剂、1%抗老化剂混合均匀后,分别等量加入辅料斗A和辅料斗B中,将量比为98%的PE生产料(质量比LDPE:HDPE:LLDPE=1:1:0.5)、量比为1%的抗紫外剂、量比为1%的抗老化剂混匀后,加入到主辅料斗C中,在仿藤机上通过扁形模具挤出成型扁形茶生物质仿藤条,其中,辅料斗A、主料斗C、辅料斗B挤出形成的外围层与中心层与外围层的质量比为0.6:1:0.6。
[0028] 该茶生物质仿藤条(扁藤)经过检测和使用,与全塑(PE)藤条比较,具备天然藤条的柔和质感,拉伸强度和耐折度与全塑PE藤条一致,该茶生物质仿藤条编织藤椅后使用的3个月内仍然有茶香味
[0029] 实施例2一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其制作方法步骤为:
(1)含纤维生物质的获得:将小麦秸秆磨粉至40目,烘干并去除杂质,得到颗粒均一的小麦秸秆粉体,其质量比为25%;
(2)生物质的预混改性:将步骤(1)获得的小麦秸杆粉体、质量比为14%的硅微粉和质量比为3%硅烷偶联剂(KH560)混合均匀并加热烘干,加热温度为120℃,加热时间为15分钟,获得预混合改性小麦秸秆生物质粉体;
(3)将获得的改性小麦秸秆生物质粉体与质量比为51%的PE塑料(质量比LDPE:HDPE:
LLDPE=1:2:0.5)1-5%的助剂,在造粒设备中配混造粒,造粒温度为155-160℃,获得小麦秸秆生物质改性塑料母料;
(4)将步骤(3)获得的小麦秸秆生物质改性塑料母料和质量比1%的嫩黄母料、质量比2%的碳酸氢铵发泡剂、质量比2%硬脂酸钙稳定剂、质量比为1%抗紫外剂UV-531、质量比为1%抗老化剂RD混合均匀后,分别等量加入辅料斗A和辅料斗B中,将质量比为98%的PE生产料(质量比LDPE:HDPE:LLDPE=1:1:0.5)、质量比为1%的抗紫外剂W-531、质量比为1%的抗老化剂UV-RD混匀后,加入到主辅料斗C中,在仿藤机上通过扁形模具挤出成型扁形小麦秸秆生物质仿藤条,其中,辅料斗A、主料斗C、辅料斗B挤出形成的外围层与中心层与外围层的质量比为0.6:1:0.6。
[0030] 所制备的秸秆生物质仿扁藤不仅质感好,且原材料重量只有全塑生产料的65%。用该仿藤条编织的藤椅,质感舒适,适合室内和室外使用。
[0031] 实施例3一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法与实施例2相同,其区别在于,本实施例的仿藤机模具为圆形,最终挤出成型的仿藤条为圆藤,仿藤条的外围层和中心层的质量比为1:
1。
[0032] 本发明所述方法所制备的一种小麦生物质改性塑料与全塑生产料复合的仿圆藤不仅质感好,且原材料重量只有全塑生产料的85%。用该仿藤条编织的收纳筐,色彩鲜艳,质感舒适,耐用耐洗。
[0033] 实施例4一种含生物质的复合仿藤条及其制备方法,其制作方法步骤为:
(1)含纤维生物质的获得:采集6年生茶叶杆,磨粉至40目,烘干并去除杂质,得到颗粒均一的茶叶杆粉体,其质量比为10%;
(2)生物质的预混改性:将步骤(1)获得的茶叶杆粉体、质量比为25%的碳酸钙和质量比为5%硅烷偶联剂(KH550)混合均匀并加热烘干,加热温度为90℃,加热时间为15分钟,获得预混合改性茶生物质粉体;
(3)将获得的改性茶生物质粉体与质量比55%的PE塑料(质量比LDPE:HDPE:LLDPE=1:1:
0.5)在造粒设备中配混造粒,造粒温度为150-155℃,获得茶生物质改性塑料母料;
(4)将茶生物质改性塑料母料、质量比0.5%色母料、质量比4.5%己内酰胺、1%抗紫外剂、
1%抗老化剂混合均匀后,分别等量加入辅料斗A和辅料斗B中,将质量比为98%的PE生产料、质量比为1%的抗紫外剂、质量比为1%的抗老化剂混匀后,加入到主辅料斗C中,在仿藤机上通过扁形模具挤出成型扁形茶生物质仿藤条,其中,PE生产料为质量比89%的HDPE、LDPE、LLDPE的复合物和质量比为9%的POM构成的复合塑料,HDPE、LDPE、LLDPE三者组成的复合物占比为HDPE:LDPE:LLDPE=1:2:0.5,辅料斗A、主料斗C、辅料斗B挤出形成的外围层与中心层与外围层的质量比为0.5:1:0.5。
[0034] 该茶生物质仿藤条(扁藤)经过检测和使用,与全塑(PE)藤条比较,具备天然藤条的柔和质感,拉伸强度高于全塑PE藤条。该茶生物质仿藤条适合编织床、屏等大型仿藤编产品,产品在使用的3个月内仍然有茶香味。
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