木质纤维素基透明代塑制品、其制作方法及生产系统技术方案

本发明专利技术涉及纸浆模塑制造技术领域，具体涉及木质纤维素基透明代塑制品、其制作方法及生产系统，将植物原料依次进行破碎、脱木质素、过滤清洗、去除色素、再次过滤清洗、打浆、配浆、模压成型、热压成型、切边操作，得到木质纤维素基透明代塑制品，流程简便，不仅具有良好的透光性，而且具有不易变色、更强韧、更环保等优点，肉眼观察与透明塑料制品相近，同时兼具纸浆模塑的环保性。因此，本发明专利技术可拓宽纸浆模塑的应用领域，为其替代塑料制品打下基础。另外，生产系统采用的主要设备可通过传统纸浆模塑加工设备改造完成，投资成本低，通过本发明专利技术所生产的木质纤维素基透明代塑制品整体成本较低，具有推广优势。有推广优势。有推广优势。

【技术实现步骤摘要】
木质纤维素基透明代塑制品、其制作方法及生产系统


[0001]本专利技术涉及纸浆模塑制造
，具体涉及木质纤维素基透明代塑制品、其制作方法及生产系统。

技术介绍

[0002]纸浆模塑是采用植物纤维作为基料打碎成浆，向植物纤维中加入合适量的化学助剂然后在带有滤网的成型机中通过真空或者加压工艺使得纤维在模具表面均匀分布，以此制得湿纸模胚，在模胚的基础上再进行脱水脱模、干燥整形，最后得到一种具有几何空间结构拥有一定缓冲能力的纸制品。具有环保性好、原料广泛、制作流程短、质量轻便等优点。
[0003]随着禁塑令的推行和实施，作为塑料制品的可降解可回收替代品，纸浆模塑制品受到的关注度越来越大，但是纸浆模塑制品与塑料制品在外观上存在着一定的不足，特别是透光性差问题导致其无法做到在各领域中对塑料制品的完全替代。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的之一在于提供木质纤维素基透明代塑制品的制作方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产；该木质纤维素基透明代塑制品由植物原料加工制成，植物原料本身的植物纤维的主要成分为纤维素、半纤维素、木质素和少量的色素，其中纤维素和半纤维素为透明体，约占植物原料总质量的70％；木质素呈褐色不透明，木质素和色素约占植物原料总质量的30％。纤维素和半纤维素的折射率约为1.5，在将木质素和色素去除后，木质纤维素基透明代塑制品制作过程中所使用的环氧树脂粘合剂、助剂等添加料的折射率接近1.5时，所制得的木质纤维素基透明代塑制品则呈现透明状态，肉眼观察与透明塑料制品相近，同时兼具纸浆模塑的环保性。因此，本专利技术可拓宽纸浆模塑的应用领域，为其替代塑料制品打下基础。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种木质纤维素基透明代塑制品，不仅具有良好的透光性，而且具有不易变色、更强韧、更环保等优点。
[0006]本专利技术的目的之三在于提供一种木质纤维素基透明代塑制品的生产系统，借助该生产系统生产木质纤维素基透明代塑制品，结构紧凑、合理。
[0007]本专利技术的目的之一通过下述技术方案实现：木质纤维素基透明代塑制品的制作方法，包括如下步骤：
[0008]步骤一：将植物原料打碎成颗粒状原料，方便后续反应的快速高效进行；
[0009]步骤二：将颗粒状原料和脱木质素剂充分混合并加热至30
‑
85℃脱除木质素；此步骤可去除颗粒状原料中的木质素，同时对颗粒状原料进行漂白；
[0010]步骤三：将步骤二脱除木质素的颗粒状原料过滤并用清水冲洗，得到半透明纤维素颗粒；
[0011]步骤四：向半透明纤维素颗粒中加入双氧水并且加热至30
‑
85℃去除色素；此步骤
加入双氧水可氧化分解半透明纤维素颗粒中的色素，并去除半透明纤维素颗粒中除纤维素和半纤维素之外的杂质；
[0012]步骤五：将步骤四去除色素的半透明纤维素颗粒过滤并用清水冲洗，得到纯纤维颗粒；
[0013]步骤六：将纯纤维颗粒进行打浆、二次研磨，得到纤维浆；
[0014]步骤七：向纤维浆中加入环氧树脂、防水剂、滑石粉和助剂，加热并搅拌，得到纸浆；
[0015]步骤八：将纸浆进行模压挤出水份，形成纸浆模塑粗坯；
[0016]步骤九：将纸浆模塑粗坯进行热压成型，形成成型的纸浆模塑；该热压成型操作，使成型的纸浆模塑更加密实、力学性能更佳，也便于消除纸浆模塑在成型时留下的网痕；
[0017]步骤十：将成型的纸浆模塑进行切边，得到木质纤维素基透明代塑制品。
[0018]优选的，所述植物原料为秸秆或木材；所述颗粒状原料的粒径小于2.0cm。
[0019]优选的，所述脱木质素剂的制备方法包括如下步骤：取20
‑
60重量份Na2SO3，加水至400
‑
800体积份搅拌至完全溶解，再加入60
‑
120重量份NaOH搅拌至溶解，最后加水至液面平齐1000体积份，加热至沸腾，持续反应10
‑
20h，得到脱木质素剂。
[0020]优选的，所述步骤三中，过滤并用清水冲洗的操作重复2
‑
5次；所述步骤五中，过滤并用清水冲洗的操作重复2
‑
5次。
[0021]优选的，所述步骤四中，所述双氧水的浓度为1.0
‑
3.0mol/L；加热过程中密封且每隔0.5
‑
2.0h进行一次通风，加热时间为8
‑
15h。
[0022]优选的，所述步骤六中，打浆和二次研磨用时0.5
‑
1h；所述步骤九中，热压成型的增压时间为5
‑
15s、锁模时间为60
‑
120s、模具温度为160
‑
250℃。
[0023]优选的，所述步骤七中，所述环氧树脂的折射率为1.2
‑
1.8，所述环氧树脂、防水剂、滑石粉和助剂的总质量与植物原料的质量之比为0.2
‑
3:100；以便于使用的环氧树脂粘合剂、助剂等添加料的折射率接近1.5，更有利于木质纤维素基透明代塑制品呈现透明状态。所述防水剂可选自AG
‑
E860，所述助剂选自十二烷基苯磺酸钠。
[0024]优选的，所述木质纤维素基透明代塑制品的制作方法还包括如下步骤：
[0025]废水处理：收集步骤三、步骤五和步骤八操作产生的废水，对废水依次进行沉淀、二次沉淀和活性碳吸附处理。
[0026]进一步的，所述沉淀是指将废水在沉淀池进行初步静置处理，再向水池中加入石灰水沉淀磺酸盐和未完全反应的亚硫酸盐(烷基苯磺酸盐与石灰水发生反应生成烷基苯磺酸钙沉淀，亚硫酸盐与钙离子反应生成亚硫酸钙沉淀)，沉淀完成后再进行8
‑
24h的静置处理。
[0027]所述二次沉淀是指将静置处理后的废水导流至二次沉淀池，根据废水量向池中加入适量明矾，一方面对未完全沉淀的微型悬浮物质进行再次吸附沉淀，同时去除废水中残留的氢氧化钠。明矾水溶液可以电离出的铁离子和铝离子与水中的氢氧根结合形成的氢氧化铁和氢氧化铝胶体，从而吸附水中的颗粒悬浮物，待废水静置8
‑
12h。
[0028]所述活性炭吸附处理是指将二次沉淀后的废水导流至活性炭吸附系统，利用活性炭的吸附性，将废水中的带有味道、气味、颜色和毒性的微小粒子去除，从而达到可排放标准。
[0029]本专利技术的目的之二通过下述技术方案实现：一种木质纤维素基透明代塑制品，采用如上所述的木质纤维素基透明代塑制品的制作方法制备而成。
[0030]本专利技术的目的之三通过下述技术方案实现：一种木质纤维素基透明代塑制品的生产系统，包括清水池、废水池、以及沿木质纤维素基透明代塑制品生产加工方向依次设置的粉碎机、第一反应釜、第一过滤器、第二反应釜、第二过滤器、大力打浆机、贮浆池、配浆池、模压成型机和热压成型机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.木质纤维素基透明代塑制品的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将植物原料打碎成颗粒状原料；步骤二：将颗粒状原料和脱木质素剂充分混合并加热至30
‑
85℃脱除木质素；步骤三：将步骤二脱除木质素的颗粒状原料过滤并用清水冲洗，得到半透明纤维素颗粒；步骤四：向半透明纤维素颗粒中加入双氧水并且加热至30
‑
85℃去除色素；步骤五：将步骤四去除色素的半透明纤维素颗粒过滤并用清水冲洗，得到纯纤维颗粒；步骤六：将纯纤维颗粒进行打浆、二次研磨，得到纤维浆；步骤七：向纤维浆中加入环氧树脂、防水剂、滑石粉和助剂，加热并搅拌，得到纸浆；步骤八：将纸浆进行模压挤出水份，形成纸浆模塑粗坯；步骤九：将纸浆模塑粗坯进行热压成型，形成成型的纸浆模塑；步骤十：将成型的纸浆模塑进行切边，得到木质纤维素基透明代塑制品。2.根据权利要求1所述的木质纤维素基透明代塑制品的制作方法，其特征在于：所述植物原料为秸秆或木材；所述颗粒状原料的粒径小于2.0cm。3.根据权利要求1所述的木质纤维素基透明代塑制品的制作方法，其特征在于：所述脱木质素剂的制备方法包括如下步骤：取20
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60重量份Na2SO3，加水至400
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800体积份搅拌至完全溶解，再加入60
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120重量份NaOH搅拌至溶解，最后加水至液面平齐1000体积份，加热至沸腾，持续反应10
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20h，得到脱木质素剂。4.根据权利要求1所述的木质纤维素基透明代塑制品的制作方法，其特征在于：所述步骤三中，过滤并用清水冲洗的操作重复2
‑
5次；所述步骤五中，过滤并用清水冲洗的操作重复2
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5次。5.根据权利要求1所述的木质纤维素基透明代塑制品的制作方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：段华伟，葛纪者，宋孝飞，
申请(专利权)人：大湾区大学筹，
类型：发明
国别省市：