一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺，包括如下步骤：（1）大豆秸秆碳化处理、（2）粘结剂制备、（3）原料称取、（4）成品制备。本发明专利技术对大豆秸秆制备铅笔芯的工艺方法进行了改进，有效改善了铅笔芯的综合使用品质，使其在具有高书写浓度的同时，又具有很好的力学特性，使用时不易被折断，极具市场竞争力和推广应用价值。

Process for preparing pencil core by using soybean stalk

The invention discloses a processing technology for preparing pencil core using soybean straw, which includes the following steps: (1) carbonization of soybean straw, (2) preparation of binder, (3) raw material and (4) finished product. The technological method of preparing pencil core by soybean straw is improved, and the comprehensive use quality of pencil core is improved effectively. At the same time with high book and writing concentration, it has good mechanical properties, and it is not easily broken when used, so it is highly competitive and popularized.

【技术实现步骤摘要】
一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺
本专利技术属于秸秆回收处理
，具体涉及一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺。
技术介绍
由于农村废弃秸秆一般采用就地粉碎还田处理或收割堆放处理，堆放时占地面积大，难以存放，天气干燥时容易带来安全隐患；就地还田处理的秸秆往往在北方地区又影响小麦的播种，因此有些地方通常采用焚烧的方式进行处理，但焚烧时会对空气造成一种巨大的污染，现已被禁止。一支小小的秸秆铅笔可以帮助消耗6克秸秆，而一支普通木头铅笔消耗的木材量则是7.536立方厘米。中国制笔协会相关数据显示，中国每年的铅笔产量为70亿支，倘若其中30％是由秸秆制作，则可消耗秸秆12600吨，如果农村废弃秸秆都能得到充分的利用，那么焚烧秸秆的现象将会得到有效控制。虽然现在已有将废弃秸秆用于笔芯制作的方法，但因所制得的生物碳性能普通，制成的笔芯浓度和硬度是两个反向应变的指标，导致笔芯浓度深时容易折断，硬度高时书写浓度浅，而在较暗的环境场合使用时，需要笔芯同时具有硬度和浓度两种指标特性。现在市场上鲜少见到有此特点的笔芯。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺，包括如下步骤：（1）大豆秸秆碳化处理：a.将大豆秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，粉碎成颗粒为60~80目后得大豆秸秆粉备用；b.将操作a所得的大豆秸秆粉投入到密闭罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出备用；c.将操作b处理后的大豆秸秆粉浸入到质量分数为5~7%的硝酸溶液中浸泡处理8~13min，期间加热保持硝酸溶液的温度为43~47℃，完成后将其滤出后备用；d.将操作c处理后的大豆秸秆粉浸入到改性溶液中，期间加热保持改性溶液的温度为54~58℃，并施加超声波进行辐照处理，18~23min后将大豆秸秆粉滤出备用；所述改性溶液由如下重量份的物质组成：8~11份纳米二氧化硅、13~15份硅烷偶联剂、4~6份焦磷酸钠、140~160份水；e.将操作d处理后的大豆秸秆粉投入到压滤机内压滤去除水分，然后再将其投入到碳化设备中进行碳化处理，期间以氮气为保护环境，控制碳化的温度为500~540℃，保温碳化处理1.5~2.5h后取出得生物碳备用；（2）粘结剂制备：a.按对应重量份称取下列物质：43~48份丙烯酸乳液、6~10份聚乙烯醇、5~8份聚已内酯、4~7份十二烷基苯磺酸钠、4~8份细菌纤维素、1.5~2.5份氯化钙、4~6份乙二醇、2~3份碳酸二甲酯、1~2份呋喃唑酮、60~65份水；b.将操作a称取的丙烯酸乳液、聚乙烯醇、聚已内酯共同放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为65~70℃，以650~750转/分钟的转速搅拌处理1~1.5h后得溶液A备用；c.将操作a称取的十二烷基苯磺酸钠、细菌纤维素、氯化钙、乙二醇、碳酸二甲酯、呋喃唑酮、水共同放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为48~53℃，以850~950转/分钟的转速搅拌处理32~36min后得溶液B备用；d.将操作b所得的溶液A和操作c所得的溶液B共同混合放入到搅拌机内，在常温条件下以2200~2600转/分钟的转速搅拌处理45~50min后取出得粘结剂备用；（3）原料称取：按对应重量份称取下列物质备用：100~120份步骤（1）制得的生物碳、10~14份步骤（2）制得的粘结剂、20~25份鳞片石墨、140~160份水；（4）成品制备：将步骤（3）称取的所有成分共同投入到混料机内进行捏合、辊压、粉碎、打棒挤压成型，然后将挤压成型的棒料经过压芯、切芯后，再进行回转干燥，接着对其进行焙烧，之后对焙烧处理后的棒料进行油浸处理，最后进行甩干即制成成品。进一步的，步骤（1）操作b中所述的蒸汽爆破处理的具体操作是：向密封罐内通入温度为105~108℃的水蒸气，同时将密封罐内的压力升至0.55~0.65MPa，保温保压处理2~3min后再快速卸至常温常压，卸温卸压的时间控制在15s之内。进一步的，步骤（1）操作d中所述的超声波辐照处理时的频率为110~115kHz。进一步的，步骤（1）操作d中所述的纳米二氧化硅的颗粒直径为10~60nm。进一步的，步骤（4）中所述的油浸处理时所用的浸渍油是由如下重量份的物质组成：15~20份大豆油、5~10份棉籽油、8~12份凡士林、45~50份丙酮。本专利技术对大豆秸秆制备铅笔芯的工艺方法进行了特殊的改进处理，在对大豆秸秆碳化处理中，先对大豆秸秆进行蒸汽爆破处理，有效松散了秸秆的组织结构，提升了浸泡吸附的能力，增强了后续工序处理的效果，接着对其进行硝酸溶液浸泡处理，去除了杂质成分，活化了秸秆，提升了反应的活性，随后进行了改性处理，将纳米二氧化硅引入固定于秸秆组织内，使得后续进行碳化处理时纳米二氧化硅有效的固定于生物碳内，改善了生物碳的使用特性，增强了整体的强度、耐磨性等，使其在具有相同书写浓度的情况下具有更高的硬度；此外又添加了一种特制的粘结剂，其是以丙烯酸乳液作为主要粘结物质，又对应添加了聚乙烯醇和聚已内酯进行复配，提升了整体的浸润、铺展性，添加的细菌纤维素与碳粉具有良好的亲和性，并进一步改善了粘结剂整体的粘度、粘结能力，添加的碳酸二甲酯、呋喃唑酮成分具有大量的反应活性基团，有效活化提升了碳粉的表面活性，增强了互相结合的能力，提升了强度。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术对大豆秸秆制备铅笔芯的工艺方法进行了改进，有效改善了铅笔芯的综合使用品质，使其在具有高书写浓度的同时，又具有很好的力学特性，使用时不易被折断，极具市场竞争力和推广应用价值。具体实施方式实施例1一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺，包括如下步骤：（1）大豆秸秆碳化处理：a.将大豆秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，粉碎成颗粒为60~80目后得大豆秸秆粉备用；b.将操作a所得的大豆秸秆粉投入到密闭罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出备用；c.将操作b处理后的大豆秸秆粉浸入到质量分数为5%的硝酸溶液中浸泡处理8min，期间加热保持硝酸溶液的温度为43℃，完成后将其滤出后备用；d.将操作c处理后的大豆秸秆粉浸入到改性溶液中，期间加热保持改性溶液的温度为54℃，并施加超声波进行辐照处理，18min后将大豆秸秆粉滤出备用；所述改性溶液由如下重量份的物质组成：8份纳米二氧化硅、13份硅烷偶联剂、4份焦磷酸钠、140份水；e.将操作d处理后的大豆秸秆粉投入到压滤机内压滤去除水分，然后再将其投入到碳化设备中进行碳化处理，期间以氮气为保护环境，控制碳化的温度为500℃，保温碳化处理1.5h后取出得生物碳备用；（2）粘结剂制备：a.按对应重量份称取下列物质：43份丙烯酸乳液、6份聚乙烯醇、5份聚已内酯、4份十二烷基苯磺酸钠、4份细菌纤维素、1.5份氯化钙、4份乙二醇、2份碳酸二甲酯、1份呋喃唑酮、60份水；b.将操作a称取的丙烯酸乳液、聚乙烯醇、聚已内酯共同放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为65℃，以650转/分钟的转速搅拌处理1h后得溶液A备用；c.将操作a称取的十二烷基苯磺酸钠、细菌纤维素、氯化钙、乙二醇、碳酸二甲酯、呋喃唑酮、水共同放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为48℃，以850转/分钟的转速搅拌处理32min后得溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）大豆秸秆碳化处理：a.将大豆秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，粉碎成颗粒为60~80目后得大豆秸秆粉备用；b.将操作a所得的大豆秸秆粉投入到密闭罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出备用；c.将操作b处理后的大豆秸秆粉浸入到质量分数为5~7%的硝酸溶液中浸泡处理8~13min，期间加热保持硝酸溶液的温度为43~47℃，完成后将其滤出后备用；d.将操作c处理后的大豆秸秆粉浸入到改性溶液中，期间加热保持改性溶液的温度为54~58℃，并施加超声波进行辐照处理，18~23min后将大豆秸秆粉滤出备用；所述改性溶液由如下重量份的物质组成：8~11份纳米二氧化硅、13~15份硅烷偶联剂、4~6份焦磷酸钠、140~160份水；e.将操作d处理后的大豆秸秆粉投入到压滤机内压滤去除水分，然后再将其投入到碳化设备中进行碳化处理，期间以氮气为保护环境，控制碳化的温度为500~540℃，保温碳化处理1.5~2.5h后取出得生物碳备用；（2）粘结剂制备：a.按对应重量份称取下列物质：43~48份丙烯酸乳液、6~10份聚乙烯醇、5~8份聚已内酯、4~7份十二烷基苯磺酸钠、4~8份细菌纤维素、1.5~2.5份氯化钙、4~6份乙二醇、2~3份碳酸二甲酯、1~2份呋喃唑酮、60~65份水；b.将操作a称取的丙烯酸乳液、聚乙烯醇、聚已内酯共同放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为65~70℃，以650~750转/分钟的转速搅拌处理1~1.5h后得溶液A备用；c.将操作a称取的十二烷基苯磺酸钠、细菌纤维素、氯化钙、乙二醇、碳酸二甲酯、呋喃唑酮、水共同放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为48~53℃，以850~950转/分钟的转速搅拌处理32~36min后得溶液B备用；d.将操作b所得的溶液A和操作c所得的溶液B共同混合放入到搅拌机内，在常温条件下以2200~2600转/分钟的转速搅拌处理45~50min后取出得粘结剂备用；（3）原料称取：按对应重量份称取下列物质备用：100~120份步骤（1）制得的生物碳、10~14份步骤（2）制得的粘结剂、20~25份鳞片石墨、140~160份水；（4）成品制备：将步骤（3）称取的所有成分共同投入到混料机内进行捏合、辊压、粉碎、打棒挤压成型，然后将挤压成型的棒料经过压芯、切芯后，再进行回转干燥，接着对其进行焙烧，之后对焙烧处理后的棒料进行油浸处理，最后进行甩干即制成成品。...

【技术特征摘要】
1.一种利用大豆秸秆制备铅笔芯的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）大豆秸秆碳化处理：a.将大豆秸秆投入到粉碎机内进行粉碎处理，粉碎成颗粒为60~80目后得大豆秸秆粉备用；b.将操作a所得的大豆秸秆粉投入到密闭罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出备用；c.将操作b处理后的大豆秸秆粉浸入到质量分数为5~7%的硝酸溶液中浸泡处理8~13min，期间加热保持硝酸溶液的温度为43~47℃，完成后将其滤出后备用；d.将操作c处理后的大豆秸秆粉浸入到改性溶液中，期间加热保持改性溶液的温度为54~58℃，并施加超声波进行辐照处理，18~23min后将大豆秸秆粉滤出备用；所述改性溶液由如下重量份的物质组成：8~11份纳米二氧化硅、13~15份硅烷偶联剂、4~6份焦磷酸钠、140~160份水；e.将操作d处理后的大豆秸秆粉投入到压滤机内压滤去除水分，然后再将其投入到碳化设备中进行碳化处理，期间以氮气为保护环境，控制碳化的温度为500~540℃，保温碳化处理1.5~2.5h后取出得生物碳备用；（2）粘结剂制备：a.按对应重量份称取下列物质：43~48份丙烯酸乳液、6~10份聚乙烯醇、5~8份聚已内酯、4~7份十二烷基苯磺酸钠、4~8份细菌纤维素、1.5~2.5份氯化钙、4~6份乙二醇、2~3份碳酸二甲酯、1~2份呋喃唑酮、60~65份水；b.将操作a称取的丙烯酸乳液、聚乙烯醇、聚已内酯共同放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为65~70℃，以650~750转/分钟的转速搅拌处理1~1.5h后得溶液A备用；c.将操作a称取的十二烷基苯磺酸钠、细菌纤维素、氯化钙、乙二醇、碳酸二甲酯、呋喃唑酮、水共同放入到反应釜内，加热保持反应釜内...

【专利技术属性】
技术研发人员：许信元，
申请(专利权)人：安徽大地节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34