CN110343398A - 一种植物纤维烟花外筒及其制备方法 - Google Patents

一种植物纤维烟花外筒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种植物纤维烟花外筒及其制备方法，该植物纤维烟花外筒由包括如下重量份的原料制备得到：桔杆60‑65份、补强粉12‑18份、玉米淀粉8‑12份、PVA 6‑10份、交联剂0.2‑0.4份、防潮剂0.3‑0.7份、脱模剂0.8‑1.2份、增韧剂1.5‑2份。本发明植物纤维烟花外筒以植物秸秆为原料，能够间接减少纸的使用量，相应减少了造纸过程中的环境污染；同时为植物秸秆提供一种新的用途，避免植物秸秆焚烧造成污染，并提高农民的收入；此外该植物纤维烟花外筒能够自然降解，降解后的产物还能够增加土壤肥力，优化土壤，还可回收重新用于烟花外筒的制作或者作为燃料使用。

Description

一种植物纤维烟花外筒及其制备方法
技术领域
本发明实施例涉及烟花制造技术领域，具体涉及一种植物纤维烟花外筒及其制备方法。
背景技术
由中国人发明的烟花，导致中国成为世界最大的烟花生产基地。传统的烟花生产，发射筒使用稻草制成的纸张制筒，纸张成本占50％以上，这些纸张基本上都是小纸厂生产的，而生产过程中对环境造成一定污染，由于对环境的保护，相继关闭了产能在5000吨以下的小厂，造成了烟花纸张供不应求。
目前生产烟花外筒技术中存在两种制作方法：在湖南、江西等地生产烟花外筒有传统(手工)和用碳酸钙与滑石粉压制(以下按当地人称呼简称为石膏座)两种方法。
然而，传统纸制的烟花外筒，在使用过程中虽不存在对环境的污染，但在纸的制造过程中对环境污染破坏性较大；因为在造纸过程中，要使用大量烧碱把木质素腐蚀，把纤纸素留下，再用盐酸进行中和，调整PH值；过滤后废水排放对环境污染极大。如果采用稻草纸，虽然价格低，但附加值小，只有在小厂生产，小厂无法配置过滤环保设备，造成环境污染；如果采用再生造纸，在脱墨工序中，也需要使用部分碱类化工原料、荧光增白剂和滑石粉，这些添加剂含有化合物苯，虽说它不如原浆产生“黑液”那样，产生巨大的环境污染，它的废水也需要进行净化处理，达到排放标准后才能排放，成本较高。
石膏座制作时会产生新污染，使用后造成遍地污染，石膏座工艺过程是在压制调配好的原料要在模具中加热来干燥成型，如果用电加热成本巨大；只好利用锅炉，目前采用的是导热油锅炉，锅炉的烟尘中含有硫和粉尘，对环境的污染巨大；同时，由于原材料的结构和性质的原因，燃放后的座没有回收的价值，无人去回收它，在大自然中需要很长时间才能降解，降解后由于其中含有大量的钙，流入土壤后，会引起土壤钙化，使土地板结。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种植物纤维烟花外筒，以解决现有技术中烟花外筒使用或制备过程中存在的环境污染或成本较高的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面提供一种植物纤维烟花外筒，所述植物纤维烟花外筒由包括如下重量份的原料制备得到：
桔杆60-65份、补强粉12-18份、玉米淀粉8-12份、聚乙烯醇(PVA)6-10份、交联剂0.2-0.4份、防潮剂0.3-0.7份、脱模剂0.8-1.2份、增韧剂1.5-2份。
本发明通过上述特定用量原料的选择，能够将植物秸秆制备成烟花外筒，能够间接减少纸的使用量，相应减少了造纸过程中的环境污染；同时为植物秸秆提供一种新的用途，避免植物秸秆焚烧造成污染，并提高农民的收入；此外，本发明植物纤维烟花外筒能够自然降解，降解后的产物还能够增加土壤肥力，优化土壤；另外还可回收重新用于烟花外筒的制作或者作为燃料使用。
进一步地，秸秆为玉米秸秆、芦苇秸秆、稻草、木屑或棉杆；秸秆粒径为不大于2mm。
进一步地，所述植物纤维烟花外筒由包括如下重量份的原料制备得到：
桔杆63.45份、补强粉15份、玉米淀粉10份、PVA 8份、交联剂0.3份、防潮剂0.5份、脱模剂1份、增韧剂1.75份。通过对各原料用量的进一步限定，能够更好的提高制备植物纤维烟花外筒的机械强度。
进一步地，所述补强粉为磷矿石粉或碳酸钙；优选地，所述补强粉粒径为90-110目。
进一步地，所述交联剂为硼砂。
进一步地，所述防潮剂为聚乙烯蜡。
进一步地，所述脱模剂为液体硬脂酸或固体硬脂酸，所述固体硬脂酸为十八烷酸。
进一步地，所述增韧剂为聚丙烯酰胺。
本发明通过对上述各原料的具体限定，能够更好提高制备植物纤维烟花外筒的综合性能。
根据本发明实施例的第二方面提供一种上述植物纤维烟花外筒的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(a)将秸秆、补强粉进行混匀，得到混合物；
(b)将玉米淀粉、PVA、交联剂、防潮剂、脱模剂和增韧剂置入反应釜中，并向反应釜中添加水，在搅拌条件下，升温至85-95℃进行反应55-65min，得到反应物；
(c)将步骤(a)中的混合物与步骤(b)中的反应物混匀、成型，即得所述植物纤维烟花外筒。
本发明上述制备方法通过特定反应条件，能够充分促进各原料之间的相互反应，能够更好的提高制备产品的整体性能；此外上述制备方法通过搅拌、模压成型等简单工艺及机械化操作制备烟花外筒，其生产效率较高，并能够减少人工成本。
进一步地，所述步骤(b)中，水的添加量为玉米淀粉、PVA、交联剂、防潮剂、脱模剂和增韧剂总质量的7-9倍。
进一步地，所述成型为模压成型，所述成型温度为255-265℃。
本发明实施例具有如下优点：
(1)本发明通过将植物秸秆制备成烟花外筒，能够间接减少纸的使用量，相应减少了造纸过程中的环境污染；同时为植物秸秆提供一种新的用途，避免植物秸秆焚烧造成污染，并提高农民的收入。
(2)本发明植物纤维烟花外筒能够自然降解，降解后的产物还能够增加土壤肥力，优化土壤；此外，还可回收重新用于烟花外筒的制作或者作为燃料使用。
(3)本发明制备方法通过特定反应条件，能够充分促进各原料之间的相互反应，能够更好的提高制备产品的整体性能；此外，该制备方法通过搅拌、模压成型等简单工艺及机械化操作制备烟花外筒，其生产效率较高，并能够减少人工成本。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中采用的原料如下：
秸秆：粒径不大于2mm；市购得到；
补强粉：粒径为90-110目；市购得到。
实施例1
一、植物纤维烟花外筒
上述植物纤维烟花外筒由包括如下重量份的原料制备得到：
芦苇桔杆60份、碳酸钙18份、玉米淀粉8份、PVA 6份、硼砂0.4份、聚乙烯蜡0.3份、十八烷酸0.8份、聚丙烯酰胺2份。
二、制备方法
上述植物纤维烟花外筒的制备方法，包括如下步骤：
(a)将芦苇秸秆、碳酸钙进行混匀，得到混合物；
(b)将玉米淀粉、PVA、硼砂、聚乙烯蜡、十八烷酸和聚丙烯酰胺置入反应釜中，并向反应釜中添加玉米淀粉、PVA、硼砂交、聚乙烯蜡、十八烷酸和聚丙烯酰胺总质量7倍的水，在搅拌条件下，升温至95℃进行反应55min，得到反应物；
(c)将步骤(a)中的混合物与步骤(b)中的反应物混匀，通过捏合机定量分料至255℃的模具中，随后合模成型、出模得到植物纤维烟花外筒。
实施例2
一、植物纤维烟花外筒
上述植物纤维烟花外筒由包括如下重量份的原料制备得到：
玉米桔杆65份、磷矿石粉12份、玉米淀粉12份、PVA 10份、硼砂0.2份、聚乙烯蜡0.7份、十八烷酸1.2份、聚丙烯酰胺1.5份。
二、制备方法
上述植物纤维烟花外筒的制备方法，包括如下步骤：
(a)将秸秆、补强粉进行混匀，得到混合物；
(b)将玉米淀粉、PVA、硼砂、聚乙烯蜡、十八烷酸和聚丙烯酰胺置入反应釜中，并向反应釜中添加玉米淀粉、PVA、硼砂、聚乙烯蜡、十八烷酸和聚丙烯酰胺总质量9倍的水，在搅拌条件下，升温至85℃进行反应65min，得到反应物；
(c)将步骤(a)中的混合物与步骤(b)中的反应物混匀，通过捏合机定量分料至265℃的模具中，随后合模成型、出模得到植物纤维烟花外筒。
实施例3
一、植物纤维烟花外筒
上述植物纤维烟花外筒由包括如下重量份的原料制备得到：
玉米桔杆63.45份、磷矿石粉15份、玉米淀粉10份、PVA 8份、硼砂0.3份、聚乙烯蜡0.5份、液体硬脂酸1份、聚丙烯酰胺1.75份。
二、制备方法
上述植物纤维烟花外筒的制备方法，包括如下步骤：
(a)将玉米秸秆、补强粉进行混匀，得到混合物；
(b)将玉米淀粉、PVA、硼砂、聚乙烯蜡、液体硬脂酸和聚丙烯酰胺置入反应釜中，并向反应釜中添加玉米淀粉、PVA、硼砂、聚乙烯蜡、液体硬脂酸和聚丙烯酰胺总质量8倍的水，在搅拌条件下，升温至90℃进行反应60min，得到反应物；
(c)将步骤(a)中的混合物与步骤(b)中的反应物混匀，通过捏合机定量分料至260℃的模具中，随后合模成型、出模得到植物纤维烟花外筒。
对照例1
本对照例为一种植物纤维烟花外筒，该植物纤维烟花外筒的制备原料与实施例3的植物纤维烟花外筒制备原料基本相同，区别仅在于将磷矿石粉替换为同等份数的秸秆。
实验例1
分别选取实施例1-3和对照例1中制备得到的植物纤维烟花外筒；
按照双倍军工硝试放的方式，将选取的不同实施例制备的植物纤维烟花外筒100个进行试放，试放后记录爆桶数量，记录结果如表1所示：
表1
组别 实施例1 实施例2 实施例3 对照例1
爆筒量(个) 1 2 0 13
由表1可知：本发发明实施例制备得到的植物纤维烟花外筒的抗爆强度显著高于对照例1制备得到的烟花外筒。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种植物纤维烟花外筒，其特征在于，由包括如下重量份的原料制备得到：
桔杆60-65份、补强粉12-18份、玉米淀粉8-12份、PVA 6-10份、交联剂0.2-0.4份、防潮剂0.3-0.7份、脱模剂0.8-1.2份、增韧剂1.5-2份。
2.根据权利要求1所述的植物纤维烟花外筒，其特征在于，由包括如下重量份的原料制备得到：
桔杆63.45份、补强粉15份、玉米淀粉10份、PVA 8份、交联剂0.3份、防潮剂0.5份、脱模剂1份、增韧剂1.75份。
3.根据权利要求1或2所述的植物纤维烟花外筒，其特征在于，所述补强粉为磷矿石粉或碳酸钙，所述补强粉的粒径为90-110目。
4.根据权利要求1或2所述的植物纤维烟花外筒，其特征在于，所述交联剂为硼砂。
5.根据权利要求1或2所述的植物纤维烟花外筒，其特征在于，所述防潮剂为聚乙烯蜡。
6.根据权利要求1或2所述的植物纤维烟花外筒，其特征在于，所述脱模剂为液体硬脂酸或固体硬脂酸，所述固体硬脂酸为十八烷酸。
7.根据权利要求1或2所述的植物纤维烟花外筒，其特征在于，所述增韧剂为聚丙烯酰胺。
8.权利要求1-7任一所述的植物纤维烟花外筒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将秸秆、补强粉进行混匀，得到混合物；
(b)将玉米淀粉、PVA、交联剂、防潮剂、脱模剂和增韧剂置入反应釜中，并向反应釜中添加水，在搅拌条件下，升温至85-95℃进行反应55-65min，得到反应物；
(c)将步骤(a)中的混合物与步骤(b)中的反应物混匀、成型，即得所述植物纤维烟花外筒。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，水的添加量为玉米淀粉、PVA、交联剂、防潮剂、脱模剂和增韧剂总质量的7-9倍。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述成型为模压成型，所述成型温度为255-265℃。
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