一种富含生物炭的秸秆炭塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种富含生物炭的秸秆炭塑料及其制备方法，改秸秆炭塑料以重量份计包括如下原料：秸秆炭20‑50份、矿物填充2‑10份、高分子树脂50‑80份以及高分子助剂2‑5份；本发明专利技术所制得的秸秆炭塑料，符合国家食品包装卫生的标准，且制备的秸秆炭塑料拉伸强度高，拉伸强度可达30MPa，生物碳含量达到34%，加工成本低，易于推广利用。

Straw carbon plastic rich in biological carbon and preparation method thereof

Straw carbon plastic and preparation method of the invention discloses a biochar enriched, modified straw carbon plastic by weight comprises the following raw materials: 20 straw carbon 50, 2 mineral filled 10 copies, 80 copies of the 50 polymer resin and polymer additives 2 5; the plastic straw charcoal well, in line with national health standards for food packaging, and straw for preparation of high carbon plastic tensile strength, tensile strength can reach 30MPa, the biological carbon content reaches 34%, low processing cost, easy to use.

【技术实现步骤摘要】
一种富含生物炭的秸秆炭塑料及其制备方法
本专利技术涉及化工领域，特别是一种富含生物炭的秸秆炭塑料及其制备方法。
技术介绍
随着生活水平的提高，消费者的环保意识不断增强，对天然环保的概念不断深化，使得消费者将目光从传统塑料逐步转向更加环保安全的生物基塑料上。这不仅是对原材料要求的提高，也是对技术要求的不断创新。近年来，农作物秸秆成为农村面源污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。据有关统计，我国作为农业大国，每年可生成7亿多吨秸秆，成为"用处不大"但必须处理掉的"废弃物"。针对上述问题，如何利用这些秸秆“废弃物”，变废为宝，已经成为本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种富含生物炭的秸秆炭塑料及其制备方法，采用炭化秸秆作为材料组分，最大程度的提高材料的生物碳含量，制备物理机械强度性能适宜的塑料原料所获得的塑料，本专利技术是这样实现的：一种富含生物炭的秸秆炭塑料，包括如下原料：以重量份计，秸秆炭20-50份、矿物填充2-10份、高分子树脂50-80份以及高分子助剂2-5份。优选的，本专利技术所述的富含生物炭的秸秆炭塑料中，所述秸秆炭为麦秸秆炭、稻秸秆炭或玉米秸秆炭中的任意一种或多种，所述秸秆炭粒度为400-600目。优选的，本专利技术所述的富含生物炭的秸秆炭塑料中，所述矿物填充为碳酸钙、碳酸钡、硫酸钡、硫酸镁、硅藻土或滑石粉中一种或多种。优选的，本专利技术所述的富含生物炭的秸秆炭塑料中，所述高分子树脂为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯中的任意一种或多种。优选的，本专利技术所述的富含生物炭的秸秆炭塑料中，所述高分子助剂为环氧大豆油、甘油、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸、聚乙烯蜡、马来酸酐接枝聚乙烯蜡或马来酸酐接枝聚丙烯中的任意一种或多种。优选的，所述高分子助剂还可以选自如下重量份数的组分中的任意两种以上的混合：环氧大豆油或甘油0.5-1份、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂0.5-1份、硬脂酸0.2-0.5份、马来酸酐接枝聚乙烯蜡0.5-2份以及马来酸酐接枝聚丙烯0.5-2份。本专利技术还提供了所述富含生物炭的秸秆炭塑料的制备方法，具体步骤如下：按比例将所述秸秆炭、矿物填充以及高分子助剂混合并升温至80℃-95℃后，加入高分子树脂，然后升温至120℃-140℃并保温10-30分钟，除水处理后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，即获得所述富含生物炭的秸秆炭塑料；或者，按比例将所述秸秆炭、矿物填充以及高分子助剂混合后获得混合物；将高分子树脂加入双螺杆挤出机中，同时通过侧喂的方式加入上述混合物，挤出造粒，即获得所述富含生物炭的秸秆炭塑料。优选的，本专利技术所述富含生物炭的秸秆炭塑料的制备方法中，所述挤出机设有第一区至第十区以及机头区，挤出造粒温度为145℃-170℃；其中，所述第一区至第十区以及机头区的温度分别为：第一区135℃、第二区140℃、第三区145℃、第四区150℃、第五区155℃、第六区155℃、第七区160℃、第八区160℃、第九区165℃、第十区165℃、机头区170℃。生物碳含量为生物基材料环保特性的重要指标，决定了材料含可再生资源的比例大小，也决定了其低碳效应的高低，本申请获得的产品通过美国BETA实验室检测，生物碳含量达到34%，与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果。1.本专利技术所制得的秸秆炭塑料，符合国家食品包装卫生的标准，且制备的秸秆炭塑料拉伸强度高，拉伸强度可达30MPa，且使用寿命长；2.本专利技术的秸秆炭塑料采用秸秆炭为作为原料制备而成，其采用了无害化处理农业废弃物秸秆，提供了一种新的秸秆的处理方法，摈弃了以往的秸秆焚烧的处理方法，减少了焚烧产生的环境污染，实现了秸秆的废物再利用，提高了其经济价值，为秸秆处理开拓了新的应用方向。3.本专利技术的秸秆炭塑料减少了不可降解塑料的使用，减少石油资源的利用，减缓石油危机。4.本专利技术的制备秸秆炭塑料的方法工艺简单，绿色低碳，与目前市面上已出现“竹炭”塑料相比，秸秆炭更加易得，加工成本低，易于推广利用。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下实施例中使用的原料和设备如非特别说明均为市售产品，秸秆炭均购自河北利国生物质能开发有限公司。实施例1原料：以质量份计，秸秆炭30份、矿物填充8份、高分子树脂58份以及高分子助剂4份。其中，矿物填充为碳酸钙，高分子树脂为聚丙烯，高分子助剂为钛酸酯偶联剂，秸秆炭的粒度为450目。其具体生产工艺如下：1.将秸秆炭、矿物填充和高分子助剂混合并升温至80℃-95℃得到混合物A；2.将高分子树脂加入到混合物A中，然后升温至120℃-140℃并保温10-30分钟，以进行除水处理后得到混合物B；3.将混合物B置于双螺杆挤出机中，在145℃-170℃条件下挤出造粒。双螺杆挤出机螺杆直径为75mm，长径比为40。该挤出机设有第一区至第十区以及机头区，挤出机将混合物B从第一区依次运送至第十区并由第十区进入所述机头区，进而获得原料粒子。其中，第一区至第十区以及机头区的温度分别为：第一区145℃、第二区145℃、第三区150℃、第四区150℃、第五区155℃、第六区155℃、第七区160℃、第八区160℃、第九区165℃、第十区165℃、机头区170℃。本实施例获得的富含生物炭的秸秆炭塑料稳定性高，可制备商品包装外壳。实施例2原料：按如下重量份数称取，秸秆炭25份、矿物填充10份、高分子树脂60份以及高分子助剂5份。本实施例中，矿物填充为硫酸钡，高分子树脂为聚丙烯，高分子助剂为硅烷偶联剂。所述秸秆炭为粒度为500目的玉米秸秆炭，其具体生产工艺如下：1.将秸秆炭、矿物填充和高分子助剂混合并脱水干燥得到混合物A；2.将高分子树脂干燥后加入双螺杆挤出机中，同时混合物A以侧喂方式与高分子树脂混合并挤出造粒。双螺杆挤出机中温度设置为145℃-170℃，双螺杆挤出机螺杆直径为75mm，长径比为40。该挤出机设有第一区至第十区以及机头区，挤出机将混合物B从第一区依次运送至第十区并由第十区进入所述机头区，进而获得原料粒子。其中，第一区至第十区以及机头区的温度分别为：第一区145℃、第二区145℃、第三区150℃、第四区150℃、第五区155℃、第六区155℃、第七区160℃、第八区160℃、第九区165℃、第十区165℃、机头区170℃。本实施例获得的富含生物炭的秸秆炭塑料韧性高，冲击强度高达24KJ/m2，可制作牙刷，餐盘。实施例3原料按如下重量份数称取：秸秆炭33份、矿物填充10份、高分子树脂52份以及高分子助剂5份。本实施例中，矿物填充为滑石粉，高分子树脂为聚丙烯，高分子助剂为钛酸酯偶联剂和马来酸酐接枝聚丙烯按重量比3:7后获得，所使用的秸秆炭为粒度为400目的稻秸秆炭，具体生产工艺同实施例1。本实施例获得的富含生物炭的秸秆炭塑强度较高，可做纸篓、垃圾桶或者部分卫浴产品。实施例4原料按如下重量份数称取：秸秆炭40份、矿物填充5份、高分子树脂50份以及高分子助剂5份。本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种富含生物炭的秸秆炭塑料，其特征在于，所述秸秆炭塑料包括如下原料：以重量份计，秸秆炭20‑50份、矿物填充2‑10份、高分子树脂50‑80份以及高分子助剂2‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种富含生物炭的秸秆炭塑料，其特征在于，所述秸秆炭塑料包括如下原料：以重量份计，秸秆炭20-50份、矿物填充2-10份、高分子树脂50-80份以及高分子助剂2-5份。2.根据权利要求1所述的富含生物炭的秸秆炭塑料，其特征在于，所述秸秆炭为麦秸秆炭、稻秸秆炭或玉米秸秆炭中的任意一种或多种，所述秸秆炭粒度为400-600目。3.根据权利要求2所述的富含生物炭的秸秆炭塑料，其特征在于，所述矿物填充为碳酸钙、碳酸钡、硫酸钡、硫酸镁、硅藻土或滑石粉中一种或多种。4.根据权利要求3所述的富含生物炭的秸秆炭塑料，其特征在于，所述高分子树脂为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯中的任意一种或多种。5.根据权利要求4所述的富含生物炭的秸秆炭塑料，其特征在于，所述高分子助剂为环氧大豆油、甘油、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸、聚乙烯蜡、马来酸酐接枝聚乙烯蜡或马来酸酐接枝聚丙烯中的任意一种或多种。6.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷正福，孙星星，晏伟，
申请(专利权)人：江苏锦禾高新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32