[发明专利]植物纤维环保材料及其制造方法以及应用

说明书

技术领域

本发明涉及环保材料及其制造领域，特别是涉及一种植物纤维环保材料及其制造方法以及应用。

背景技术

到目前为止，人们生活中常用到的材料包括：来源于石油提取物的塑料；以陶土烧制而成的陶瓷材料；以砍截木竹植物得到的木、竹材料；化工原料混合物密胺；以及各种金属材料。上述这些材料的原料均取之于不可再生资源。21世纪以来，保护环境以及合理、高效地开发与利用资源已成为世界瞩目的热点，如何开发新型环保材料，即能有效的减少资源的浪费又能对人们生活健康不造成影响，已成为全球话题。

植物纤维是自然界最为丰富的天然高分子材料，自然界中每年生长的植物纤维(以天然植物纤维的形式存在)总量多达千亿吨，远远超过了地球上现存石油的总储量。植物纤维来源广泛，可取材于稻壳、谷壳、木屑、竹材、秸秆、棉杆、高粱杆、甘蔗渣、玉米芯、花生壳、咖啡渣、茶叶渣、野草等农作物的废弃物。植物纤维的纤维形态具有长径比大、比强度高、比表面积大等优点，其制成的材料具有强度高，表面纹理天然、质朴，颜色鲜艳，质感新颖，适合制做多次、可反复使用的物品，并且合成混配工艺以食品接触安金级为标准，保证了使用者的身体健康。植物纤维制成的材料可以替代部分木竹质材料、塑料、不锈钢金属、密胺、玻璃、陶、瓷等制品，减少了对石油资源和木、竹等绿色资源的浪费使用，植物纤维的物品废弃后可生物降解，解决回收或白色污染的问题。并可通过增添负离子功能、纳米银功能、测温变色功能和多种不同颜色外观，使天然植物纤维复合材料在健康保健、外观视觉上和功能性使用上增加更多的附加价值，是一种新型绿色环保材料，符合具有广阔市场前景需求。

目前，采用植物纤维类技术的产品主要是低端一次性餐饮具和低端园艺产品，虽然能有效的减少对资源的利用，也实现了废物利用的目的，但产品的品质和卫生安全性有待进一步提高，产品特点过于单一，不能充分发挥其使用价值。

以餐具为例来说，铝制、铜制、不锈钢、玻璃、陶瓷等材质以及油漆类的餐具，在长期使用后，都会有不同程度的有害物质溶解、渗出，对人体健康不利，而时下常见的植物纤维餐具主要有两种：一种是如201010109127.9号专利申请“植物纤维复合材料的制程”所公开的，将植物纤维加入热塑性塑料中，从而达到提高抗弯强度、减轻重量、降低热收缩力和制造成本的效果，但是其仍与传统塑料制品无实质性差别，无法保证安全性的同时，也不利于环保；另一种是如201210313308.2号专利申请“一种植物纤维复合餐具的制造方法”所公开的以密胺树脂为基材的植物纤维复合餐具，又称作仿瓷餐具，其具有表面平整、轻巧、美观、耐低温、耐蒸煮、不易碎的特点，已被逐渐应用于快餐业、职工食堂及儿童饮食业等领域，但是，由于密胺树脂是由三聚氰胺和37%的甲醛溶液反应生成的热固性树脂，在密胺餐具也逐渐出现甲醛检测超标导致严重致癌隐患的问题，还有不法商家为了降低成本采用有毒的脲醛树脂替代密胺树脂，劣质或使用不当的仿瓷制品还可能将有害的三聚氰胺转移到食物中，在材料安全性上再次面临威胁。

而在儿童用品、家具装饰等领域，由于材料释放有害物质，影响健康、污染环境的问题也受到越来越多的关注，改善植物纤维环保材料的性能，使其应用于儿童用品、家具装饰等领域也成为本领域的一大改进方向。

此外，植物纤维是天然线型高分子，其中的纤维素属于结晶区和非结晶区共存的结构，由于结构以及分子内和分子间氢键的影响，使得纤维素很难溶于普通的溶剂，因此植物纤维具有很强的极性，使其在树脂基体中的分散极差，要达到均匀分散较为困难。另外，基体树脂通常为非极性、不亲水材料，植物纤维和树脂基体间的相容性很差，界面粘结强度低，要充分挖掘植物纤维的价值，并对其进行深层次的加工利用，植物纤维的预处理与改性是限制植物纤维运用的关键，否则其制品的机械性能、耐水性、耐久性都会受到影响。

由此可见，上述现有的植物纤维环保材料在制品、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种制品性能良好、附加功能性可应用在更广阔的领域、且符合较高的使用安全卫生要求、利于环保及更新型的植物纤维环保材料及其制造方法以及应用，实属当前本领域的重要研发课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型植物纤维环保材料及其制造方法以及应用，使其制品性能良好、附加功能性可应用在更广阔的领域、且符合较高的使用安全卫生要求、利于环保，从而克服现有的植物纤维环保材料制造方法以及应用的不足。