一种可降解环保纽扣及其制备方法与流程

1.本发明涉及纽扣制备技术领域，尤其涉及一种可降解环保纽扣及其制备方法。


背景技术：

2.纽扣是衣服上用于两边衣襟相连的系结物。最初的作用是用来连接衣服的门襟的，现已逐渐发展为除保持其原有功能以外更具有艺术性及装饰性，也就是个性化。好的纽扣它能够使你的服装更加完美，起到“画龙点睛”的作用，起到一定的美观作用。
3.纽扣的寿命一般较长，但是受到衣物寿命的影响，导致纽扣的废弃率较高，而且现有纽扣的材料多种多样，十分不便于批量化回收与材料分类；另外，现有的纽扣大多以化工材料为原料，废弃纽扣不易降解，具有高度的污染性，容易造成环境污染，不环保。因此，环保纽扣逐渐进入了大众的视野。
4.但现阶段制备的环保纽扣普遍存在制备成本高，耐磨性能差，机械强度低以及晾晒易老化变色的问题。
5.秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。秸秆虽然能够被反刍动物牛、羊等牲畜吸收和利用，但是消耗量较低，大部分秸秆通常通过焚烧处理，随着对环保的认知，人们了解到焚烧秸秆会使空气中二氧化碳浓度升高，越来越多的秸秆进行堆放，利用并不到位，而且对环境也存在危害。果壳是指包裹在果实外面的坚硬外皮，现有存在以果壳为原料制备生物炭的方案，但是对果壳的品质要求较高，大部分果壳仍不能得到充分利用。
6.因此，如何提供一种可降解环保纽扣及其制备方法，对秸秆和果壳等废弃物进行资源化利用，降低环保纽扣的制备成本，提高环保纽扣的综合性能是本领域亟待解决的难题。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明提供了一种可降解环保纽扣及其制备方法，以解决现有纽扣不易降解，容易造成环境污染的问题，现有环保纽扣综合性能差的问题，同时解决秸秆和果壳等废弃物不能充分资源化利用的问题。
8.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
9.一种可降解环保纽扣，包括如下质量份数的组分：秸秆40～60份、果壳40～60份、纳米氧化铝0.5～2份、色粉1～3份、粘合剂20～40份。
10.优选的，所述秸秆包括玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、油菜秸秆、棉花秸秆、甘蔗秸秆和高粱秸秆中的一种或几种；
11.所述果壳包括花生壳、稻壳、椰壳、核桃壳、小麦壳和橄榄壳中的一种或几种。
12.优选的，所述秸秆的粒径为40～120目，所述果壳的粒径为40～120目。
13.优选的，所述纳米氧化铝的粒径为25～50nm。
14.优选的，所述粘合剂由聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶组成。
15.优选的，所述聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶的添加质量比为3～6：3～6：1～3：1～3。
16.本发明的另一目的是提供一种可降解环保纽扣的制备方法，包括如下步骤：
17.1)将纳米氧化铝与水混合，得到纳米氧化铝分散液；
18.2)将得到的纳米氧化铝分散液与色粉和粘合剂混合，然后加入秸秆和果壳混合，干燥得到制坯原料；
19.3)制坯原料经过后处理步骤，制成可降解环保纽扣。
20.优选的，所述后处理步骤包括顺次进行的制坯原料切割、烘干、压制成坯、打孔、抛光。
21.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
22.1、本发明以秸秆和果壳等废弃物作为纽扣主要生产原料，降低了纽扣的制备成本，秸秆和果壳等原料均为生物可降解原料，使纽扣具备了可降解特性，在微生物的作用下，降解速度快，降解过程不会产生有毒物质，不会对环境造成破坏，具有环保优势，解决了现有化工类纽扣难以处理的问题；另外，本发明还能消耗大量的废弃物，使秸秆和果壳得到资源化利用；
23.2、本发明添加的果壳和秸秆硬度较高，配合本发明公开的粘合剂，制备得到的可降解环保纽扣具有优异的机械性能，本发明还额外添加了纳米氧化铝，通过纳米氧化铝粉的添加可以显著提高可降解环保纽扣的硬度和耐磨性能，而且纳米氧化铝粉在可降解环保纽扣中还能作为防晒剂，用于吸收紫外线，起到防老化的作用，避免了传统环保纽扣在太阳光下晾晒容易出现的老化变质，失去原有光泽的问题。
具体实施方式
24.本发明提供了一种可降解环保纽扣，包括如下质量份数的组分：秸秆40～60份、果壳40～60份、纳米氧化铝0.5～2份、色粉1～3份、粘合剂20～40份；优选为秸秆45～55份、果壳45～55份、纳米氧化铝0.6～1.5份、色粉1.3～2.8份、粘合剂25～35份；进一步优选为秸秆48～52份、果壳48～52份、纳米氧化铝0.8～1.2份、色粉1.8～2.5份、粘合剂28～32份；再一步优选为秸秆50份、果壳50份、纳米氧化铝1份、色粉2份、粘合剂30份。
25.在本发明中，所述秸秆包括玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、油菜秸秆、棉花秸秆、甘蔗秸秆和高粱秸秆中的一种或几种；
26.所述果壳包括花生壳、稻壳、椰壳、核桃壳、小麦壳和橄榄壳中的一种或几种。
27.优选的，所述秸秆的粒径为40～120目，具体可以为45目、50目、55目、60目、65目、70目、75目、80目、85目、90目、95目、100目、110目；所述果壳的粒径为45目、50目、55目、60目、65目、70目、75目、80目、85目、90目、95目、100目、110目。
28.在本发明中，所述纳米氧化铝的粒径为25～50nm，具体可以为28nm、30nm、32nm、35nm、38nm、40nm、42nm、45nm、48nm。
29.在本发明中，所述粘合剂由聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶组成。
30.在本发明中，所述聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶的添加质量比为3～6：3～6：1～3：1～3，优选为4～5：4～5：1.5～2.5：1.5～2.5，进一步优选为4.5：4.5：2：2。
31.在本发明中，将聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶充分混合即得粘合剂。
32.本发明的另一目的是提供一种可降解环保纽扣的制备方法，包括如下步骤：
33.1)将纳米氧化铝与水混合，得到纳米氧化铝分散液；
34.2)将得到的纳米氧化铝分散液与色粉和粘合剂混合，然后加入秸秆和果壳混合，干燥得到制坯原料；
35.3)制坯原料经过后处理步骤，制成可降解环保纽扣。
36.在本发明中，所述后处理步骤包括顺次进行的制坯原料切割、烘干、压制成坯、打孔、抛光。
37.在本发明中，压制成坯后还可以添加车制步骤。
38.在本发明中，所述步骤1)中纳米氧化铝和水的质量比优选为20～30：70～80，进一步优选为22～28：74～76，再一步优选为25：75。
39.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
40.实施例1
41.将聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶按照5：5：2：2的质量比配置成粘合剂备用；取纳米氧化铝1份(35～40nm)充分分散于4份水中，得到纳米氧化铝分散液；然后将2份色粉和30份粘合剂加入纳米氧化铝分散液中，在搅拌机中搅拌均匀。再加入30份的玉米秸秆、20份的水稻秸秆和45份的花生壳，混合均匀后置于60℃下干燥得到制坯原料(秸秆的粒径为60～80目，果壳的粒径为50～60目)；
42.对制坯原料依次进行切割、压制成坯、烘干、打孔、抛光，得到可降解环保纽扣。
43.实施例2
44.将聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶按照5：3：1：3的质量比配置成粘合剂备用；取纳米氧化铝1.5份(20～30nm)充分分散于5份水中，得到纳米氧化铝分散液；然后将1份色粉和20份粘合剂加入纳米氧化铝分散液中，在搅拌机中搅拌均匀。再加入40份的小麦秸秆和50份的花生壳，混合均匀后置于60℃下干燥得到制坯原料(秸秆的粒径为100～120目，果壳的粒径为80～100目)；
45.对制坯原料依次进行切割、压制成坯、烘干、打孔、抛光，得到可降解环保纽扣。
46.实施例3
47.将聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶按照6：4：3：3的质量比配置成粘合剂备用；取纳米氧化铝2份(25～35nm)充分分散于6份水中，得到纳米氧化铝分散液；然后将2份色粉和40份粘合剂加入纳米氧化铝分散液中，在搅拌机中搅拌均匀。再加入25份的玉米秸秆、30份的小麦秸秆、20份的稻壳和20份的橄榄壳，混合均匀后置于60℃下干燥得到制坯原料(秸秆的粒径为40～60目，果壳的粒径为70～80目)；
48.对制坯原料依次进行切割、烘干、压制成坯、打孔、抛光，得到可降解环保纽扣。
49.实施例4
50.将聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶按照4：3：1：1的质量比配置成粘合剂备用；取纳米氧化铝0.5份(25～35nm)充分分散于2份水中，得到纳米氧化铝分散液；然后将2份色粉和35份粘合剂加入纳米氧化铝分散液中，在搅拌机中搅拌均匀。再加入40份的水稻秸秆、30份的
花生壳和30份的橄榄壳，混合均匀后置于60℃下干燥得到制坯原料(秸秆的粒径为80～100目，果壳的粒径为100～110目)；
51.对制坯原料依次进行切割、烘干、压制成坯、打孔、抛光，得到可降解环保纽扣。
52.对比例1
53.本对比例与实施例1的区别仅在于不添加纳米氧化铝。
54.实验例1
55.分别对实施例1～4和对比例1得到的可降解环保纽扣的抗磨性、强度、重金属含量、防晒性能进行测试，测试结果如表1所示。
56.抗磨性测试：将纽扣与浮石粉混合均匀，放置于pvc圆筒，盖上筒盖，使圆筒以200转/分的转速旋转10或30分钟，取出纽扣，用软毛刷刷于净纽扣，比较测试纽扣外表与样品区别。
57.强度测试：将纽扣安装于张力计上，逐渐增加对纽扣的压力负荷，直至纽扣表面出现裂痕，当出现裂痕时，记录张力计的读数即为纽扣的强度。
58.重金属检测：用纽扣重金属测试仪按照gb/t 21295-2007进行检测。
59.防晒测试：将纽扣置于quv人工加速老化仪(黑板温度：60℃、紫外线辐射强度：1.35w/m2)条件下老化144h，观察纽扣表面变色粉化情况，然后进行强度测试。
60.表1纽扣性能测试结果
[0061][0062]
从表1可以看出，本发明制备的可降解环保纽扣的强度和抗磨性良好，并且不含有重金属，降解后不会对环境造成污染；对比本发明实施例1和对比例1，虽然对比例1同样具有优异的强度，但其防晒性能较差，在经过紫外线老化后纽扣表面表现出褪色、雾化，失去原有光泽，严重影响产品品质；而且老化后的强度骤降，带来了损害隐患，抗老化性能较差。
[0063]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些
实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种可降解环保纽扣，其特征在于，包括如下质量份数的组分：秸秆40～60份、果壳40～60份、纳米氧化铝0.5～2份、色粉1～3份、粘合剂20～40份。2.根据权利要求1所述的一种可降解环保纽扣，其特征在于，所述秸秆包括玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、油菜秸秆、棉花秸秆、甘蔗秸秆和高粱秸秆中的一种或几种；所述果壳包括花生壳、稻壳、椰壳、核桃壳、小麦壳和橄榄壳中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的一种可降解环保纽扣，其特征在于，所述秸秆的粒径为40～120目，所述果壳的粒径为40～120目。4.根据权利要求3所述的一种可降解环保纽扣，其特征在于，所述纳米氧化铝的粒径为25～50nm。5.根据权利要求1、2或4所述的一种可降解环保纽扣，其特征在于，所述粘合剂由聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶组成。6.根据权利要求5所述的一种可降解环保纽扣，其特征在于，所述聚乳酸、淀粉、乙二醇、瓜尔胶的添加质量比为3～6：3～6：1～3：1～3。7.权利要求1～6任一项所述的一种可降解环保纽扣的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将纳米氧化铝与水混合，得到纳米氧化铝分散液；2)将得到的纳米氧化铝分散液与色粉和粘合剂混合，然后加入秸秆和果壳混合，干燥得到制坯原料；3)制坯原料经过后处理步骤，制成可降解环保纽扣。8.根据权利要求7所述的一种可降解环保纽扣的制备方法，其特征在于，所述后处理步骤包括顺次进行的制坯原料切割、烘干、压制成坯、打孔、抛光。

技术总结
本发明属于纽扣制备技术领域，具体公开了一种可降解环保纽扣及其制备方法。本发明先采用聚乳酸、淀粉、乙二醇和瓜尔胶组分作为原料，配置粘合剂，然后再按秸秆40～60份、果壳40～60份、纳米氧化铝0.5～2份、色粉1～3份、粘合剂20～40份的配比，制备成可降解环保纽扣。本发明公开的可降解环保纽扣具有制备方法简单，制备原料廉价易得的优势，适宜批量大规模生产；本发明能够解决现有纽扣不易降解，容易造成环境污染的问题，同时解决秸秆和果壳等废弃物不能充分资源化利用的问题。另外，还提高了可降解环保纽扣的抗老化性及机械性能。解环保纽扣的抗老化性及机械性能。


技术研发人员：陈其利
受保护的技术使用者：广东企立昌大科技有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/8/14