【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种纤维素、半纤维素、木质素、半木质素复合纤维的生物基植物纤维发泡材料及其制备方法。
技术介绍
1、根据《自然气候变化》(nature climate change)杂志刊登的一项研究：塑料树脂生产阶段的温室气体排放量占全生命周期排放量的61％，塑料加工阶段占30％，塑料废弃物管理阶段占9％。在此基础上，该研究评估了利用生物质资源生产的生物基塑料。该项研究显示，生物基塑料在整个生命周期内产生的温室气体排放量低于石化基塑料。但是，相比于在生产阶段利用生物质资源生产塑料，在废物管理阶段对塑料进行回收利用可以带来更低的温室气体排放，也就是说使用回收再生塑料，比使用原生生物质塑料将产生更少温室气体。
2、生物基塑料是将生物质资源通过物理、微生物发酵或化学方法提取所需单体，再经化学合成而得，其全制程仍会涉及大量的碳排放以及副产品废弃物，特别是，生物质资源处理后的产生的污水和提取单体后的残余废弃物的无害化处理处置和碳排放，以及化学合成过程中产生的碳排放。
3、目前的发泡材料领域，特别是发泡鞋材领域，存在着发泡体系中添加植物纤维材料后，出现大小不均匀气泡、相容性差、发泡微气孔保不住气体、熔体强度差、尺寸收缩率大、热撕裂强度差和制品脆性大、流动性差、标的产品的物性指标不符合预期指标、性能不稳定，植物纤维材料与其它组分物料间的相容性比较差等诸多问题，严重制约了植物纤维材料以物理方式添加入橡塑发泡体系中的应用前景。
4、专利技术专利201710680473.4公开了一种纤维增
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种植物纤维发泡材料及其制备方法。
2、本专利技术相较于上述生物基塑料，研究的是通过物理方式处理天然生物质植物材料，使其达到可使用条件，并直接添加入橡塑发泡体系中，替代部分石油来源的塑料，达到在相同产品品质条件下，比生物基塑料更加低碳环保，碳排放量更少，甚至部分或全部抵消发泡体系中塑料组分的碳排放量。
3、为了实现上述的技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
4、一种植物纤维发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
5、1)将水稻壳粉末、载体a和助剂a制备成稻壳改性母粒；
6、2)将稻壳改性母粒、载体b、辅料和助剂b混合，经密炼共混造粒或开炼压片制备成可发泡复合橡塑粒或可发泡复合橡塑片(简称为“全改料”)，最后经化学或物理发泡后得到微孔发泡材料；
7、其中，所述的载体a、载体b为热塑性弹性体或橡胶(天然橡胶、合成橡胶、复合橡胶)中的一种或两种，步骤2)所述的辅料为填充料、回收再生料、ys/r系列功能母粒中的一种或多种。
8、进一步地，所述的水稻壳粉末是经过破碎后，粒径为18～180μm的水稻壳粉末。
9、进一步地，所述的稻壳改性母粒，是由10～80wt％水稻壳粉末，20～90wt％载体a以及以上两者总重量0.1-8wt％的助剂a制备而成，其中，所述助剂a为在加工分散中使用的起到助接枝、相容、分散、润滑、气体阻隔剂等作用的助剂。所述的助剂a包括但不限于：酸酐、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐、聚偏二氯乙烯(pvdc)、钛酸酯偶联剂等有助于增加稻壳粉末与载体基材的接枝率、相容性、分散性、气密性的助剂。所述的助剂a，由于稻壳改性母粒加工阶段的不同，需要在不同加工阶段加入不同的助剂a，助剂a由助剂a(1)和助剂a(2)组成,助剂a(1)和助剂a(2)将在下文详细说明。
10、所述的热塑性弹性体，包括但不限于：苯乙烯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、聚酯热塑性弹性体、聚酰胺热塑性弹性体、热塑性硅弹性体、热塑性氟弹性体、嵌段共聚物型热塑性丙烯酸酯类弹性体、硫化热塑性弹性体、硫化丙烯酸类弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂(eva)、嵌段共聚物，及上述材料的造粒模头料、注塑料头、有缺陷的成品废料，其中，热塑性硅弹性体包括有机硅类和无机硅类弹性体。
11、所述的合成橡胶是由各种单体经聚合反应而得，包括但不限于：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶(包括二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶)、丁腈橡胶、异丁烯、聚异丁烯。
12、所述的复合橡胶是由天然橡胶为主体，添加丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶(包括二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶)、丁腈橡胶、异丁烯、聚异丁烯等复合橡胶及助剂c经混炼复合而成的复合橡胶，其中，所述的助剂c，包括但不限于：硬脂酸、氧化锌、炭黑、塑解剂。
13、步骤2)所述的填充料，包括但不限于：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物回收再生料、pcr消费后回收再生料、talc、caco3、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物造粒设备模头料、次品鞋再生料、注塑或模压工艺生产中产生的边角料、高岭土、硅藻土等填料。
14、步骤2)所述的回收再生料，是经消泡并压成薄片处理或研磨成粉末状后的再生乙烯-醋酸乙烯酯共聚物回料，从市场上购得，薄片膜状的称为“布料”，粉末状的称为“磨粉”。
15、步骤2)所述的ys/r系列功能母粒，购自泉州市云尚三维科技有限公司，主要包含有ys/r-01、ys/r-02、ys/r-03等系列型号。
16、步骤2)所述的助剂b包括但不限于：发泡剂、交联剂、助交联剂、发泡促进剂、软化剂、润滑剂、耐磨剂、耐黄变剂、色母、增白剂、增塑剂、成核剂、填充剂、表面改性剂、耐紫外剂、阻燃剂、抗菌剂、气体阻隔剂。其中，所述的发泡剂包括物理发泡剂和化学发泡剂，其中化学发泡剂包含高温、中温、低温三种类型的发泡剂，所述的发泡剂包括但不限于空气、二氧化碳、氮气、水、脂肪烃类、氯烃类、氟氯烃类、有机和无机类反应型发泡剂和热分解型发泡剂。所述的交联剂或称为架桥剂，包括但不限于：dcp、bipb。所述的助交联剂，包括但不限于taic、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(tmpta pl400)。所述的发泡促进剂，包括但不限于：氧化锌粉、硬脂酸锌粉、硬脂酸粉。所述的软化剂，包括但不限于：柠檬酸酯类、乙酰柠檬酸正三丁酯。所述的润滑剂和表面活性剂，包括但不限于：天然蜡、stearic acid(st)、znst、分子蒸馏单甘脂(glyceryl monostearate，gms)、脂肪脂类、油类、聚乙烯蜡、硅油、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯蜡，及其复合蜡。所述的耐磨剂，包括但不限于硅酮耐磨剂、炭黑、稻壳木质纤维素-sio2粉体。所述的填充剂，包括但不限于碳酸钙、滑石粉、炭黑、高岭土、硅藻土。更进一步地，化学发泡剂优选偶氮二甲酰胺ac发泡剂、微球膨胀剂发泡剂；物理发泡剂优选二氧化碳、氮气；交联剂(或称为架桥剂)优选dcp、bipb。助交联剂优选taic、pl400；软化剂优选atbc乙酰柠檬酸正三丁酯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2. 根据权利要求1所述的一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的稻壳改性母粒，是由10~80 wt%水稻壳粉末，20~90 wt%载体A以及以上两者总重量0.1-8wt%的助剂A制备而成。
3.根据权利要求2所述的一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的助剂A，包括但不限于：为酸酐、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐、聚偏二氯乙烯、钛酸酯偶联剂。
4.根据权利要求1所述的一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的热塑性弹性体，包括但不限于：苯乙烯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、聚酯热塑性弹性体、聚酰胺热塑性弹性体、热塑性硅弹性体、热塑性氟弹性体、嵌段共聚物型热塑性丙烯酸酯类弹性体、硫化热塑性弹性体、硫化丙烯酸类弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、嵌段共聚物，及上述材料的造粒模头料、注塑料头、有缺陷的成品废料。
5.根据权利要求1所述的一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的橡胶为天然橡
6.根据权利要求1所述的一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，步骤2）所述的填充料，包括但不限于：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物回收再生料、PCR消费后回收再生料、滑石粉、CaCO3、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物造粒设备模头料、次品鞋再生料、注塑或模压工艺生产中产生的边角料、高岭土、硅藻土；
7.根据权利要求1所述逇一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，当载体B为橡胶，助剂B为助交联剂，且助交联剂为三丙烯酸三羟甲基丙烷酯时，三丙烯酸三羟甲基丙烷酯添加量为橡胶总重量的0.1~5Phr。
8.根据权利要求1所述逇一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，当载体B为橡胶，助剂B为软化剂，且软化剂剂为乙酰柠檬酸正三丁酯时，乙酰柠檬酸正三丁酯添加量为橡胶重量的0.1~2.5wt%。
9.根据权利要求1所述逇一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，当添加稻壳改性母粒时，助剂B选择为分子蒸馏单甘脂时，其添加量为稻壳改性母粒重量的1~3wt%。
10.根据权利要求1~9任一项所述的制备方法得到的植物纤维发泡材料。
...【技术特征摘要】
1.一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2. 根据权利要求1所述的一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的稻壳改性母粒，是由10~80 wt%水稻壳粉末，20~90 wt%载体a以及以上两者总重量0.1-8wt%的助剂a制备而成。
3.根据权利要求2所述的一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的助剂a，包括但不限于：为酸酐、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐、聚偏二氯乙烯、钛酸酯偶联剂。
4.根据权利要求1所述的一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的热塑性弹性体，包括但不限于：苯乙烯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、聚酯热塑性弹性体、聚酰胺热塑性弹性体、热塑性硅弹性体、热塑性氟弹性体、嵌段共聚物型热塑性丙烯酸酯类弹性体、硫化热塑性弹性体、硫化丙烯酸类弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、嵌段共聚物，及上述材料的造粒模头料、注塑料头、有缺陷的成品废料。
5.根据权利要求1所述的一种植物纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的橡胶为天然橡胶、合成橡胶、复合橡胶中一种或几种；所述的合成橡胶包括但不限于：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、异丁烯、聚异丁烯；所述的复合橡胶是由天然橡胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：许华港，苏万松，许玮柏，杨漪莲，池守波，陈培培，
申请(专利权)人：泉州市云尚三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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