一种生物基三维土工网垫及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物基三维土工网垫及其制备方法。土工网垫由改性纤维素粉40～50份，改性聚乙烯40～50份，相容剂5～7份，润滑剂3～5份制成。改性纤维素是将纤维素进行酶解，过滤后得到酶解纤维素；酶解纤维素进行活化，然后再进行过滤、干燥、研磨后得到的。改性聚乙烯包括：聚乙烯树脂70～90％，无机纳米粒子10～20％，硬脂酸锌1～3％，抗氧剂1010 1～3％，硅烷偶联剂1％。将原料混合均匀，加入挤出机中熔融共混挤出，挤出拉伸成网片，再进行三维热合定型，得到立体的三维土工网垫。本发明专利技术在土工网垫中加入生物基材料：纤维素使土工网垫既有较高的强度，还能具有一定程度的可降解性。还能具有一定程度的可降解性。还能具有一定程度的可降解性。

【技术实现步骤摘要】
一种生物基三维土工网垫及其制备方法


[0001]本专利技术涉及土工网垫
，具体涉及一种生物基三维土工网垫及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑料产品自问世以来以其通用性和实用性给人们的工作和生活带来极大的方便，被普遍使用于生产、生活、科研等等几乎所有的领域。而塑料包装材料在世界市场中的增长率又远远高于其它应用领域。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一，包装用塑料的大部分以废旧薄膜、农用地膜和塑料袋的形式，被丢弃在环境中，难以降解对生态环境造成潜在危害。
[0003]生物纤维素可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的材料。例如稻秸，一种禾本植物，是全世界最主要的农副产物，同时也是世界上利用价值最高的农产品。长期以来，农作物秸秆主要用作肥料、燃料、饲料和造纸原料，利用率不到50％。剩余大部分秸秆都做焚烧处理，导致了严重的雾霾及其他空气污染。此外还有锯末、废旧报纸、稻壳、玉米芯等各类废弃物都能再次利用作为生物基材料的原料。
[0004]目前市场上采用的三维土工网垫材质为聚乙烯或聚丙烯，作为护坡材料使用，该材料无法自行降解，使用过后滞留于环境中，在土壤里容易形成二次污染，影响市容市貌。虽然部分会回收，但是经过焚烧会产生大量的碳排放，造成碳排放增加，影响空气质量。目前市场上还未有能够降解的土工网垫，所以需要一种生物基三维土工网垫，能够分解或降解，减少塑料制品对环境带来的危害。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种生物基三维土工网垫及其制备方法。本专利技术在土工网垫中加入生物基材料：纤维素使土工网垫既有较高的强度，还能具有一定程度的可降解性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一方面，提供一种生物基三维土工网垫，包括以下重量分数的原料：
[0008]改性纤维素粉 40～50份，改性聚乙烯 40～50份，相容剂 5～7份，润滑剂 3～5份，色母料1份。
[0009]优选的，所述改性纤维素由以下方法制备：
[0010](1)将纤维素进行酶解，过滤后得到酶解纤维素；
[0011](2)酶解纤维素进行活化，然后再进行过滤、干燥、研磨后得到改性纤维素。
[0012]优选的，所述纤维素选自废弃的植物纤维；优选的，纤维素选自亚麻纤维、木屑、锯末、秸秆、稻壳或玉米芯。
[0013]优选的，所述酶解为：将纤维素与水按照1：10的质量比混合均匀，加入0.05mol/L的柠檬酸钠缓冲液调节pH值至4.0～6.0，分别加入2.0～3.0wt％的纤维素酶和1.0～
3.0wt％的果胶酶，45～55℃下酶解，6～12h。
[0014]优选的，所述活化为：将酶解纤维素与KOH溶液按照1：2的质量比混合，常温下活化3～6h；优选的，所述KOH溶液的浓度为0.1moL/L。
[0015]优选的，所述改性纤维素粉的粒径为100nm～1μm。
[0016]优选的，所述改性聚乙烯包括以下重量百分比的原料：
[0017]聚乙烯树脂70～90％，无机纳米粒子10～20％，硬脂酸锌1～3％，抗氧剂1010 1～3％，硅烷偶联剂1％；
[0018]所述改性聚乙烯的制备方法为：将上述原料混合均匀后加入双螺杆挤出机，熔融共混后挤出、造粒。
[0019]优选的，所述无机纳米粒子的粒径为10nm～1μm；所述无机纳米粒子为碳酸钙、滑石粉或二氧化硅。
[0020]优选的，所述相容剂为硅烷偶联剂或钛酸酯；优选的，所述润滑剂为聚乙二醇800。
[0021]本专利技术的第二方面，提供生物基三维土工网垫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0022]将原料混合均匀，加入挤出机中熔融共混挤出分别得到平网和拉伸网，再将平网和拉伸网进行热合定型，得到立体的三维土工网垫。
[0023]优选的，平网挤出机的温度为200～240℃。
[0024]优选的，拉伸网挤出机的温度为150～220℃。
[0025]优选的，拉伸先在水中进行纵向拉伸，再进入烘箱中进行横向拉伸。纵向拉伸温度(水温)为70～100℃，横向拉伸温度(烘箱)为130～160℃。
[0026]优选的，拉伸网的起泡高度为10～16mm。
[0027]优选的，热合定型的温度为200～260℃。
[0028]上述方法可制备EM2、EM3、EM4和EM5型的立体的三维土工网垫。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030]1、本专利技术所使用无机纳米粒子可以显著增强聚乙烯树脂的力学性能，无机纳米粒子能均匀分散到聚乙烯基体中，使聚乙烯材料易于加工。
[0031]2、本专利技术通过对纤维素进行改性，增加其相容性同时还能提高纤维素的用量，再加入少量相容剂，能使纤维素均匀分散到基体中，不易团聚；使得原料具有良好的使用性能和加工性能。
[0032]3、本专利技术通过加入润滑剂降低了挤出机螺杆扭矩、减少了机器磨损、增加了产量并节约电能。本专利技术最大限度的利用了纤维素材料，植物纤维可以使用废弃的植物树干、树皮，亚麻纤维、竹纤维、秸秆、稻壳、玉米芯等。
附图说明
[0033]图1：实施例4制备的生物基三维土工网垫图片。
具体实施方式
[0034]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常
理解的相同含义。
[0035]正如
技术介绍
部分介绍的，生物纤维素填充聚烯烃材料做可降解塑料既能降低塑料产品的成本还能降低塑料制品对环境的污染。但生物纤维素易团聚，在聚烯烃材料中的分散性和相容性较差。
[0036]基于此，本专利技术的目的是提供一种生物基三维土工网垫及其制备方法。本专利技术通过无机纳米粒子对聚乙烯树脂进行改性，使得无机纳米粒子均匀分散到聚乙烯基体中，选取合适的无机纳米粒子增强基体树脂。本专利技术将废弃的植物纤维进行改性，通过酶解和活化，制备成改性纤维素粉，使其能够较好的分散在基体树脂中，不易产生团聚，再加入少量相容剂，彻底解决纤维素在基体树脂中易团聚的问题。专利技术人通过试验发现，虽然纤维素易团聚的问题能够得到解决，但挤出过程中，螺杆扭矩较大，挤出不顺畅。专利技术人通过加入DOP、氯化石蜡、DOA、TOTM、PEG800等发现：采用PEG800，能够有效降低螺杆扭矩，减少设备磨损，同时还能增加产量。
[0037]为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
[0038]本专利技术实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
[0039]说明：实施例中的绿色色母粒购自泰安玖琦商贸有限公司。
[0040]实施例1
[0041]改性纤维素粉的制备：
[0042](1)将纤维素与水按照1：10的质量比混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基三维土工网垫，其特征在于，包括以下重量分数的原料：改性纤维素粉 40～50份，改性聚乙烯 40～50份，相容剂 5～7份，润滑剂 3～5份，色母料 1份。2.根据权利要求1所述的生物基三维土工网垫，其特征在于，所述改性纤维素由以下方法制备：(1)将纤维素进行酶解，过滤后得到酶解纤维素；(2)酶解纤维素进行活化，然后再进行过滤、干燥、研磨后得到改性纤维素。3.根据权利要求2所述的生物基三维土工网垫，其特征在于，所述纤维素选自废弃的植物纤维；优选的，纤维素选自亚麻纤维、木屑、锯末、秸秆、稻壳或玉米芯。4.根据权利要求2所述的生物基三维土工网垫，其特征在于，所述酶解为：将纤维素与水按照1：10的质量比混合均匀，加入0.05mol/L的柠檬酸钠缓冲液调节pH值至4.0～6.0，分别加入2.0～3.0wt％的纤维素酶和1.0～3.0wt％的果胶酶，45～55℃下酶解，6～12h。5.根据权利要求2所述的生物基三维土工网垫，其特征在于，所述活化为：将酶解纤维素与KOH溶液按照1：2的质量比混合，常温下活化3～6h...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆诗德，赵纯锋，梁训美，曲君涛，王景红，于花，董霏，李克朋，高祥鑫，陈霜，
申请(专利权)人：山东路德新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：