一种多纤维复合可降解环保餐具及其制备方法

技术领域

本发明属于环保餐具领域，具体涉及一种多纤维复合可降解环保餐具及其制备方法。

背景技术

目前，常用的环保塑料餐具的原材料主要包括聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等高分子材料，在加工塑料餐具的过程中，由于所使用的聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等高分子材料的机械性能较差，所使用的材料并不是纯的高分子材料，需要加入填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂或者其他添加剂，才能制成性能良好的塑料餐具制品。这种餐具制品的环保性较差，有的增塑剂中含有有毒有害的物质。

发明内容

本发明的目的是提供一种多纤维复合可降解环保餐具及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多纤维复合可降解环保餐具，它是由下述重量份的原料组成的：

异佛尔酮二异氰酸酯70-90、聚碳酸酯二醇100-120、丁基硫醇锡1-2、扩链剂0.3-0.7、水镁石纤维40-50、剑麻纤维20-30、过氧化二异丙苯3-4、碳酸二甲酯50-60、硬脂酸20-26、三乙醇胺20-30、对甲基苯磺酸1-2、硅烷偶联剂kh5502-4。

所述扩链剂为1,4-丁二醇。

一种多纤维复合可降解环保餐具的制备方法，包括以下步骤：

(1)取剑麻纤维，加入到0.6-1mol/l的氢氧化钠水溶液中，浸泡2-3小时，加入硅烷偶联剂kh550，升高温度为55-60℃，保温搅拌1-2小时，出料水洗，真空干燥，磨粉，得预处理纤维粉；

(2)取过氧化二异丙苯，加入到其重量20-30倍的丙酮中，搅拌均匀，得丙酮分散液；

(3)取预处理纤维粉、硬脂酸、三乙醇胺混合，送入到反应釜中，加入对甲基苯磺酸，通入氮气，调节反应釜温度为170-180℃，搅拌反应4-6小时，出料冷却，得改性纤维粉；

(4)取改性纤维粉，加入到碳酸二甲酯中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为50-60℃，反应34-40小时，出料冷却，出料冷却，得纤维分散液；

(5)取水镁石纤维、异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，加入丙酮分散液，调节反应釜温度为80-90℃，保温反应2-3小时，加入扩链剂，升高温度为95-100℃，保温搅拌30-40分钟，加入丁基硫醇锡，搅拌至常温，出料冷却，抽滤，得聚氨酯改性纤维；

(6)取上述聚氨酯改性纤维，加入到上述纤维分散液中，超声20-30分钟，抽滤，得复合纤维；

(7)取上述复合纤维，送入到压铸模具中进行高压定型，将压铸好的成品取出烘干即得。

所述高压定型中压力为20-25MPa，热压温度为130-135℃。

本发明的优点：

本发明的有益效果在于，本发明首先将剑麻纤维采用碱液浸泡，氨基硅烷改性，有效的改善了纤维的表面活性，然后与硬脂酸、三乙醇胺共混反应，将改性纤维粉分散到碳酸二甲酯中，得到季铵化改性的纤维，从而提高了纤维的柔韧性和抑菌性能，之后将水镁石纤维掺杂到聚氨酯材料中，通过共混热压，形成稳定的复合材料，本发明的材料通过将多种纤维与聚氨酯共混，有效的实现了各原料间良好的相容性，提高了成品材料的力学稳定性强度，本发明的餐具材料不含有毒有害物质，环保性好，成品韧性强，抑菌性好，综合性能优越。

具体实施方式

实施例1

一种多纤维复合可降解环保餐具，它是由下述重量份的原料组成的：

异佛尔酮二异氰酸酯70、聚碳酸酯二醇100、丁基硫醇锡1、扩链剂0.3、水镁石纤维40、剑麻纤维20、过氧化二异丙苯3-4、碳酸二甲酯50、硬脂酸20、三乙醇胺20、对甲基苯磺酸1、硅烷偶联剂kh5502。

所述扩链剂为1,4-丁二醇。

一种多纤维复合可降解环保餐具的制备方法，包括以下步骤：

(1)取剑麻纤维，加入到0.6mol/l的氢氧化钠水溶液中，浸泡2小时，加入硅烷偶联剂kh550，升高温度为55℃，保温搅拌1小时，出料水洗，真空干燥，磨粉，得预处理纤维粉；

(2)取过氧化二异丙苯，加入到其重量20倍的丙酮中，搅拌均匀，得丙酮分散液；

(3)取预处理纤维粉、硬脂酸、三乙醇胺混合，送入到反应釜中，加入对甲基苯磺酸，通入氮气，调节反应釜温度为170℃，搅拌反应4小时，出料冷却，得改性纤维粉；

(4)取改性纤维粉，加入到碳酸二甲酯中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为50℃，反应34小时，出料冷却，出料冷却，得纤维分散液；

(5)取水镁石纤维、异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，加入丙酮分散液，调节反应釜温度为80℃，保温反应2小时，加入扩链剂，升高温度为95℃，保温搅拌30分钟，加入丁基硫醇锡，搅拌至常温，出料冷却，抽滤，得聚氨酯改性纤维；

(6)取上述聚氨酯改性纤维，加入到上述纤维分散液中，超声20分钟，抽滤，得复合纤维；

(7)取上述复合纤维，送入到压铸模具中进行高压定型，将压铸好的成品取出烘干即得。

所述高压定型中压力为20MPa，热压温度为130℃。

实施例2

一种多纤维复合可降解环保餐具，它是由下述重量份的原料组成的：

异佛尔酮二异氰酸酯90、聚碳酸酯二醇120、丁基硫醇锡2、扩链剂0.7、水镁石纤维50、剑麻纤维30、过氧化二异丙苯4、碳酸二甲酯60、硬脂酸26、三乙醇胺30、对甲基苯磺酸2、硅烷偶联剂kh5504。

所述扩链剂为1,4-丁二醇。

一种多纤维复合可降解环保餐具的制备方法，包括以下步骤：

(1)取剑麻纤维，加入到1mol/l的氢氧化钠水溶液中，浸泡3小时，加入硅烷偶联剂kh550，升高温度为60℃，保温搅拌2小时，出料水洗，真空干燥，磨粉，得预处理纤维粉；

(2)取过氧化二异丙苯，加入到其重量20倍的丙酮中，搅拌均匀，得丙酮分散液；

(3)取预处理纤维粉、硬脂酸、三乙醇胺混合，送入到反应釜中，加入对甲基苯磺酸，通入氮气，调节反应釜温度为180℃，搅拌反应6小时，出料冷却，得改性纤维粉；

(4)取改性纤维粉，加入到碳酸二甲酯中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60℃，反应40小时，出料冷却，出料冷却，得纤维分散液；

(5)取水镁石纤维、异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，加入丙酮分散液，调节反应釜温度为90℃，保温反应3小时，加入扩链剂，升高温度为100℃，保温搅拌40分钟，加入丁基硫醇锡，搅拌至常温，出料冷却，抽滤，得聚氨酯改性纤维；

(6)取上述聚氨酯改性纤维，加入到上述纤维分散液中，超声30分钟，抽滤，得复合纤维；

(7)取上述复合纤维，送入到压铸模具中进行高压定型，将压铸好的成品取出烘干即得。

所述高压定型中压力为25MPa，热压温度为135℃。

实施例3

一种多纤维复合可降解环保餐具，它是由下述重量份的原料组成的：

异佛尔酮二异氰酸酯76、聚碳酸酯二醇105、丁基硫醇锡1、扩链剂0.5、水镁石纤维44、剑麻纤维25、过氧化二异丙苯3、碳酸二甲酯52、硬脂酸23、三乙醇胺25、对甲基苯磺酸2、硅烷偶联剂kh5503。

所述扩链剂为1,4-丁二醇。

一种多纤维复合可降解环保餐具的制备方法，包括以下步骤：

(1)取剑麻纤维，加入到0.8mol/l的氢氧化钠水溶液中，浸泡2小时，加入硅烷偶联剂kh550，升高温度为58℃，保温搅拌1小时，出料水洗，真空干燥，磨粉，得预处理纤维粉；

(2)取过氧化二异丙苯，加入到其重量24倍的丙酮中，搅拌均匀，得丙酮分散液；

(3)取预处理纤维粉、硬脂酸、三乙醇胺混合，送入到反应釜中，加入对甲基苯磺酸，通入氮气，调节反应釜温度为173℃，搅拌反应5小时，出料冷却，得改性纤维粉；

(4)取改性纤维粉，加入到碳酸二甲酯中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为52℃，反应37小时，出料冷却，出料冷却，得纤维分散液；

(5)取水镁石纤维、异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，加入丙酮分散液，调节反应釜温度为83℃，保温反应2小时，加入扩链剂，升高温度为97℃，保温搅拌35分钟，加入丁基硫醇锡，搅拌至常温，出料冷却，抽滤，得聚氨酯改性纤维；

(6)取上述聚氨酯改性纤维，加入到上述纤维分散液中，超声23分钟，抽滤，得复合纤维；

(7)取上述复合纤维，送入到压铸模具中进行高压定型，将压铸好的成品取出烘干即得。

所述高压定型中压力为21MPa，热压温度为132℃。

性能测试：