阅读说明：本技术 一种用于提升塑料环保性和鲜艳度的填料的制备方法 (Preparation method of filler for improving environmental protection property and brightness of plastic ) 是由 魏永灵 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于提升塑料环保性和鲜艳度的填料的制备方法,包括如下步骤：(1)沸水蒸煮处理、(2)粉碎处理、(3)氧化处理、(4)辐照处理、(5)浸泡改性处理、(6)干燥处理。本发明提供了一种塑料加工用的填料制备方法,本方法能够以现有设备基础的条件下广泛推广应用,制得的填料与塑料基体的相容性好,结合强度高,能够提升塑料的力学品质,提高了塑料的着色鲜艳度和稳定性,同时还能降低塑料的生产成本,使其更环保易降解和回收。(The invention discloses a preparation method of a filler for improving the environmental protection property and the vividness of plastics, which comprises the following steps: (1) boiling water cooking treatment, (2) crushing treatment, (3) oxidation treatment, (4) irradiation treatment, (5) soaking modification treatment, and (6) drying treatment. The invention provides a preparation method of a filler for plastic processing, which can be widely popularized and applied under the condition of the existing equipment foundation, the prepared filler has good compatibility with a plastic matrix and high bonding strength, the mechanical quality of the plastic can be improved, the coloring brightness and stability of the plastic are improved, meanwhile, the production cost of the plastic can be reduced, and the plastic is more environment-friendly and is easy to degrade and recycle.)

一种用于提升塑料环保性和鲜艳度的填料的制备方法

技术领域

本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及一种用于提升塑料环保性和鲜艳度的填料的制备方法。

背景技术

塑料产品是采用塑料为主要原料加工而成的生活、工业等用品的统称，包括以塑料为原料的注塑、吸塑等所有工艺的制品，塑胶是一类具有可塑性的合成高分子材料，它与合成橡胶、合成纤维形成了日常生活不可缺少的三大合成材料，具体地说，塑料是以天然或合成树脂为主要成分，加入各种添加剂，在一定温度和压力等条件下可以塑制成一定形状，在常温下保持形状不变的材料，相对于金属、石材、木材，塑料制品具有成本低、可塑性强等优点，在国民经济中应用广泛，塑料工业在当今世界上占有极为重要的地位，多年来塑料产品的生产在世界各地高速度发展。我国塑料产品产量在世界排名中始终位于前列，其中多种塑料产品产量已经位于全球首位，我国已经成为世界塑料产品生产大国。为了提升塑料产品的力学品质等，通常会在其中添加填料成分，常见的如碳酸钙、硅藻土等，但此类填料在塑料制品中的分散性能不佳，填充后形成的界面容易脱落分离，导致整体的效果不佳，为了提升填充效果，需要寻求制备一种性能特殊的填料成分。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用于提升塑料环保性和鲜艳度的填料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于提升塑料环保性和鲜艳度的填料的制备方法，包括如下步骤：

（1）沸水蒸煮处理：将农作物秸秆投入到沸水中加热蒸煮处理30~35min，取出后用清水冲洗一遍自然晾干后备用；

（2）粉碎处理：将步骤（1）处理后的农作物秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出得粉碎料备用；

（3）氧化处理：将步骤（2）所得的粉碎料浸入到双氧水溶液中浸泡氧化处理4~5h，随后取出用去离子水冲洗至中性后得氧化料备用；

（4）辐照处理：将步骤（3）所得的氧化料放入到辐照箱内进行辐照处理，10~15min后取出得辐照料备用；

（5）浸泡改性处理：将步骤（4）所得的辐照料浸入到溶液A中进行浸泡改性处理，不断搅拌处理1~2h后滤出，然后用去离子水冲洗一遍后取出得改性料备用；所述的溶液A中各成分及对应重量份为：4~6份疏基乙酸、5~8份硫代硫酸铵、14~16份纳米碳粉、6~9份壳聚糖、7~10份细菌纤维素、15~20份钛酸酯偶联剂、8~12份焦磷酸钠、2~5份十二烷基苯磺酸钠、25~30份正丁醇、260~280份去离子水；

（6）干燥处理：将步骤（5）所得的改性料放入到真空干燥箱内进行干燥处理，40~50min后取出即得成品填料。

进一步的，步骤（1）中所述的农作物秸秆为小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆中的任意一种。

进一步的，步骤（2）中所述的粉碎处理后控制粉碎料的颗粒直径不大于2cm。

进一步的，步骤（3）中所述的氧化处理时双氧水溶液中双氧水的质量分数为2.5~3%，且双氧水溶液的pH值为10~11。

进一步的，步骤（4）中所述的辐照处理为微波辐照处理，期间控制辐照箱内的输出功率为600~660W，辐照箱内为无氧环境。

进一步的，步骤（5）中所述的搅拌处理时控制搅拌的转速为1800~2000转/分钟；所述的浸泡改性处理时加热保持溶液A的温度为55~60℃。

进一步的，步骤（6）中所述的干燥处理时控制真空干燥箱内的真空度为1~5Pa，干燥的温度为80~85℃。

为了增强塑料产品的使用性能，本发明特制了一种可供填充使用的填料成分，此成分的主要原料为生物质秸秆，其来源广泛、价格低廉，可有效的降低塑料的生产成本，并提升了塑料的降解、可回收性能。本填料在制备过程中，首先进行了沸水蒸煮处理，利用沸水持续的蒸煮，分解去除了秸秆内的胶质、酚类等成分，同时对纤维结构进行了有效的松散，扩大了纤维间隙，接着进行粉碎处理，细化了纤维颗粒长度，便于后续的填充使用，紧接着进行了氧化处理，用碱性的双氧水溶液进行浸泡处理，脱除了秸秆纤维内的木质素，促使了纤维素的暴露及结晶结构的改变，又对大分子半纤维素进行了增溶改性，更进一步的提高了秸秆纤维与塑料基体原料的结合能力，然后进行了辐照处理，利用微波的高能作用进行辐照，提升了纤维表面的活性基团种类和数量，提高了秸秆纤维的分散结合能力，同时能够提高纤维的比表面积和吸附性能，最后进行了浸泡改性处理，利用溶液A进行浸泡处理，其中的含硫基团能够提高纤维与塑料大分子链的结合强度，添加的纳米碳粉能够填充固定于纤维孔隙内，进一步提高了纤维的吸附性能，并助于纤维强度和稳定性的增强，壳聚糖、细菌纤维素、钛酸酯偶联剂的添加能够在木纤维表面部分成膜，提升纤维的结合能力，最终处理后的填料与塑料基体间的结合强度大，并能有效的捕捉固定着色剂颗粒，提升染色的鲜艳度和稳定性，改善了塑料的综合性能。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明提供了一种塑料加工用的填料制备方法，本方法能够以现有设备基础的条件下广泛推广应用，制得的填料与塑料基体的相容性好，结合强度高，能够提升塑料的力学品质，提高了塑料的着色鲜艳度和稳定性，同时还能降低塑料的生产成本，使其更环保易降解和回收，实用价值高。

具体实施方式

实施例1

一种用于提升塑料环保性和鲜艳度的填料的制备方法，包括如下步骤：

（1）沸水蒸煮处理：将农作物秸秆投入到沸水中加热蒸煮处理30min，取出后用清水冲洗一遍自然晾干后备用；

（2）粉碎处理：将步骤（1）处理后的农作物秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出得粉碎料备用；

（3）氧化处理：将步骤（2）所得的粉碎料浸入到双氧水溶液中浸泡氧化处理4h，随后取出用去离子水冲洗至中性后得氧化料备用；

（4）辐照处理：将步骤（3）所得的氧化料放入到辐照箱内进行辐照处理，10min后取出得辐照料备用；

（5）浸泡改性处理：将步骤（4）所得的辐照料浸入到溶液A中进行浸泡改性处理，不断搅拌处理1h后滤出，然后用去离子水冲洗一遍后取出得改性料备用；所述的溶液A中各成分及对应重量份为：4份疏基乙酸、5份硫代硫酸铵、14份纳米碳粉、6份壳聚糖、7份细菌纤维素、15份钛酸酯偶联剂、8份焦磷酸钠、2份十二烷基苯磺酸钠、25份正丁醇、260份去离子水；

（6）干燥处理：将步骤（5）所得的改性料放入到真空干燥箱内进行干燥处理，40min后取出即得成品填料。

进一步的，步骤（1）中所述的农作物秸秆为小麦秸秆。

进一步的，步骤（2）中所述的粉碎处理后控制粉碎料的颗粒直径不大于2cm。

进一步的，步骤（3）中所述的氧化处理时双氧水溶液中双氧水的质量分数为2.5%，且双氧水溶液的pH值为10。

进一步的，步骤（4）中所述的辐照处理为微波辐照处理，期间控制辐照箱内的输出功率为600W，辐照箱内为无氧环境。

进一步的，步骤（5）中所述的搅拌处理时控制搅拌的转速为1800转/分钟；所述的浸泡改性处理时加热保持溶液A的温度为55℃。

进一步的，步骤（6）中所述的干燥处理时控制真空干燥箱内的真空度为1~5Pa，干燥的温度为80℃。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例1相比，省去了步骤（3）氧化处理操作，除此外的方法步骤均相同。

为了对比本发明效果，将上述实施例1、对比实施例1对应制得的填料分别加入进行塑料产品的制备，其中塑料的原料组成及重量份均为：60份聚碳酸酯、25份聚氯乙烯、15份填料、1.5份着色剂、0.2份脱模剂、0.4份抗氧化剂；按照相同的常规方法进行加工处理，最后对制得的塑料试样进行性能测试，具体结果为：实施例1试样的拉伸强度为72.5MPa、弯曲强度为80.2MPa、埃卓冲击强度为95.6J/m；对比实施例1试样的拉伸强度为55.6MPa、弯曲强度为61.4MPa、埃卓冲击强度为72.2J/m；而未添加填料的塑料空白试样的拉伸强度为38.5MPa、弯曲强度为42.8MPa、埃卓冲击强度为59.7J/m；上述所述的拉伸强度测试时是先将塑料注塑成ASTM D638标准尺寸试样，然后再按照此标准进行拉伸强度的测试；所述的弯曲强度测试时是先将塑料注塑成ASTM D790标准尺寸试样，然后再按照此标准进行弯曲强度的测试；所述的埃卓冲击强度测试时是先将塑料注塑成ASTM D256标准尺寸试样，然后再按照此标准进行埃卓冲击强度的测试。

由此可以看出，本发明方法制得的填料能够显著的提升塑料产品的综合品质，有很好的使用价值。

实施例2

一种用于提升塑料环保性和鲜艳度的填料的制备方法，包括如下步骤：

（1）沸水蒸煮处理：将农作物秸秆投入到沸水中加热蒸煮处理33min，取出后用清水冲洗一遍自然晾干后备用；

（2）粉碎处理：将步骤（1）处理后的农作物秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出得粉碎料备用；

（3）氧化处理：将步骤（2）所得的粉碎料浸入到双氧水溶液中浸泡氧化处理4.5h，随后取出用去离子水冲洗至中性后得氧化料备用；

（4）辐照处理：将步骤（3）所得的氧化料放入到辐照箱内进行辐照处理，13min后取出得辐照料备用；

（5）浸泡改性处理：将步骤（4）所得的辐照料浸入到溶液A中进行浸泡改性处理，不断搅拌处理1.6h后滤出，然后用去离子水冲洗一遍后取出得改性料备用；所述的溶液A中各成分及对应重量份为：5份疏基乙酸、7份硫代硫酸铵、15份纳米碳粉、8份壳聚糖、9份细菌纤维素、17份钛酸酯偶联剂、10份焦磷酸钠、4份十二烷基苯磺酸钠、27份正丁醇、270份去离子水；

（6）干燥处理：将步骤（5）所得的改性料放入到真空干燥箱内进行干燥处理，45min后取出即得成品填料。

进一步的，步骤（1）中所述的农作物秸秆为水稻秸秆。

进一步的，步骤（2）中所述的粉碎处理后控制粉碎料的颗粒直径不大于2cm。

进一步的，步骤（3）中所述的氧化处理时双氧水溶液中双氧水的质量分数为2.8%，且双氧水溶液的pH值为10。

进一步的，步骤（4）中所述的辐照处理为微波辐照处理，期间控制辐照箱内的输出功率为630W，辐照箱内为无氧环境。

进一步的，步骤（5）中所述的搅拌处理时控制搅拌的转速为1900转/分钟；所述的浸泡改性处理时加热保持溶液A的温度为58℃。

进一步的，步骤（6）中所述的干燥处理时控制真空干燥箱内的真空度为1~5Pa，干燥的温度为82℃。

对比实施例2

本对比实施例2与实施例1相比，省去了步骤（5）浸泡改性处理中溶液A中的疏基乙酸、硫代硫酸铵、细菌纤维素成分，除此外的方法步骤均相同。

为了对比本发明效果，将上述实施例2、对比实施例2对应制得的填料分别加入进行塑料产品的制备，其中塑料的原料组成及重量份均为：60份聚碳酸酯、25份聚氯乙烯、15份填料、1.5份着色剂、0.2份脱模剂、0.4份抗氧化剂；按照相同的常规方法进行加工处理，最后对制得的塑料试样进行性能测试，具体结果为：实施例2试样的拉伸强度为79.4MPa、弯曲强度为87.1MPa、埃卓冲击强度为104.3J/m；对比实施例2试样的拉伸强度为62.4MPa、弯曲强度为67.2MPa、埃卓冲击强度为85.0J/m；而未添加填料的塑料空白试样的拉伸强度为41.1MPa、弯曲强度为43.9MPa、埃卓冲击强度为62.4J/m；上述所述的拉伸强度测试时是先将塑料注塑成ASTM D638标准尺寸试样，然后再按照此标准进行拉伸强度的测试；所述的弯曲强度测试时是先将塑料注塑成ASTM D790标准尺寸试样，然后再按照此标准进行弯曲强度的测试；所述的埃卓冲击强度测试时是先将塑料注塑成ASTM D256标准尺寸试样，然后再按照此标准进行埃卓冲击强度的测试。

由此可以看出，本发明方法制得的填料能够显著的提升塑料产品的综合品质，有很好的使用价值。

实施例3

一种用于提升塑料环保性和鲜艳度的填料的制备方法，包括如下步骤：

（1）沸水蒸煮处理：将农作物秸秆投入到沸水中加热蒸煮处理35min，取出后用清水冲洗一遍自然晾干后备用；

（2）粉碎处理：将步骤（1）处理后的农作物秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出得粉碎料备用；

（3）氧化处理：将步骤（2）所得的粉碎料浸入到双氧水溶液中浸泡氧化处理5h，随后取出用去离子水冲洗至中性后得氧化料备用；

（4）辐照处理：将步骤（3）所得的氧化料放入到辐照箱内进行辐照处理， 15min后取出得辐照料备用；

（5）浸泡改性处理：将步骤（4）所得的辐照料浸入到溶液A中进行浸泡改性处理，不断搅拌处理2h后滤出，然后用去离子水冲洗一遍后取出得改性料备用；所述的溶液A中各成分及对应重量份为：6份疏基乙酸、8份硫代硫酸铵、16份纳米碳粉、9份壳聚糖、10份细菌纤维素、20份钛酸酯偶联剂、12份焦磷酸钠、5份十二烷基苯磺酸钠、30份正丁醇、280份去离子水；

（6）干燥处理：将步骤（5）所得的改性料放入到真空干燥箱内进行干燥处理，50min后取出即得成品填料。

进一步的，步骤（1）中所述的农作物秸秆为玉米秸秆。

进一步的，步骤（2）中所述的粉碎处理后控制粉碎料的颗粒直径不大于2cm。

进一步的，步骤（3）中所述的氧化处理时双氧水溶液中双氧水的质量分数为3%，且双氧水溶液的pH值为11。

进一步的，步骤（4）中所述的辐照处理为微波辐照处理，期间控制辐照箱内的输出功率为660W，辐照箱内为无氧环境。

进一步的，步骤（5）中所述的搅拌处理时控制搅拌的转速为2000转/分钟；所述的浸泡改性处理时加热保持溶液A的温度为60℃。

进一步的，步骤（6）中所述的干燥处理时控制真空干燥箱内的真空度为1~5Pa，干燥的温度为85℃。

对比实施例3

本对比实施例3与实施例1相比，省去了步骤（5）浸泡改性处理的整个操作，除此外的方法步骤均相同。

为了对比本发明效果，将上述实施例3、对比实施例3对应制得的填料分别加入进行塑料产品的制备，其中塑料的原料组成及重量份均为：60份聚碳酸酯、25份聚氯乙烯、15份填料、1.5份着色剂、0.2份脱模剂、0.4份抗氧化剂；按照相同的常规方法进行加工处理，最后对制得的塑料试样进行性能测试，具体结果为：实施例3试样的拉伸强度为80.6MPa、弯曲强度为86.2MPa、埃卓冲击强度为102.1J/m；对比实施例3试样的拉伸强度为53.7MPa、弯曲强度为60.4MPa、埃卓冲击强度为71.3J/m；而未添加填料的塑料空白试样的拉伸强度为40.6MPa、弯曲强度为42.4MPa、埃卓冲击强度为61.5J/m；上述所述的拉伸强度测试时是先将塑料注塑成ASTM D638标准尺寸试样，然后再按照此标准进行拉伸强度的测试；所述的弯曲强度测试时是先将塑料注塑成ASTM D790标准尺寸试样，然后再按照此标准进行弯曲强度的测试；所述的埃卓冲击强度测试时是先将塑料注塑成ASTM D256标准尺寸试样，然后再按照此标准进行埃卓冲击强度的测试。

由此可以看出，本发明方法制得的填料能够显著的提升塑料产品的综合品质，有很好的使用价值。