本發(fā)明屬于生物質(zhì)材料深加工領(lǐng)域，尤其涉及一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法。

背景技術(shù)：

淀粉和木纖維是地球上儲(chǔ)量豐富的天然可再生資源，具有獨(dú)特的生物可降解性和環(huán)境友好性，近年來(lái)被廣泛用在可降解塑料、可降解薄膜、生物質(zhì)材料、木質(zhì)材料模壓等領(lǐng)域。目前，木纖維主要應(yīng)用在人造板領(lǐng)域，其中大量使用脲醛樹(shù)脂膠，容易揮發(fā)甲醛等有毒有害物質(zhì)。

在木纖維復(fù)合材料制品制備領(lǐng)域中，由于木纖維自身的蓬松特性，其表觀(guān)體積較大，流動(dòng)性差，極大得制約了加工工藝，尤其是對(duì)于那些具有異形結(jié)構(gòu)的木纖維復(fù)合材料制品，異形結(jié)構(gòu)部位往往難以填充飽滿(mǎn)。因此，有必要對(duì)木纖維的流動(dòng)性進(jìn)行改善，以減少其對(duì)木纖維復(fù)合材料制品加工工藝的限制，同時(shí)也要兼顧木纖維復(fù)合材料強(qiáng)度的提高。

申請(qǐng)人的在申請(qǐng)專(zhuān)利，公開(kāi)號(hào)106142491A涉及一種植物類(lèi)復(fù)合材料擠注成型工藝，該專(zhuān)利的成型工藝包括如下步驟：A）原材料混合，B)熱軟化處理，C）擠注加熱排氣固化成型，D）開(kāi)模。該成型工藝實(shí)現(xiàn)了植物材料的高流動(dòng)性，但是步驟復(fù)雜。

CN202685454U公開(kāi)了一種木質(zhì)纖維復(fù)合柔性卷材。該專(zhuān)利公開(kāi)了將木纖維粉經(jīng)表面處理，與PVC樹(shù)脂顆粒、石灰石粉、助劑均勻攪拌，通過(guò)高溫雙螺桿擠出，再進(jìn)行開(kāi)練、壓延成型，得到一種無(wú)甲醛釋放的木質(zhì)纖維復(fù)合柔性卷材。該復(fù)合柔性卷材添加木纖維的比例較低，同時(shí)還加入了PVC樹(shù)脂這樣的不可降解的塑料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法。本發(fā)明方法采用變性淀粉直接與木纖維混合制備木纖維復(fù)合材料制品，是全生物質(zhì)可降解材料制品，完全無(wú)毒無(wú)害；本發(fā)明方法在混料之前不需要加水加熱制備糊狀淀粉，降低了整個(gè)體系的含水率，簡(jiǎn)化了工藝步驟，提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗；同時(shí)本發(fā)明方法，不需要對(duì)木纖維進(jìn)行干燥處理，極大地放寬了對(duì)木纖維含水率的要求，對(duì)原料的選擇更加寬泛。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法，包括以下步驟：步驟1.將變性淀粉、水與木纖維混合攪拌均勻，制得木纖維復(fù)合原料。

步驟2.將所述步驟1制得的木纖維復(fù)合原料通過(guò)流道擠入或鋪入110℃～230℃模具中，經(jīng)過(guò)5分鐘～60分鐘的熱固時(shí)間，開(kāi)模即可得到與模具型腔結(jié)構(gòu)一致的木纖維復(fù)合材料制品。

所述制備方法進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述步驟1中的變性淀粉為預(yù)糊化馬鈴薯淀粉、預(yù)糊化木薯淀粉、預(yù)糊化玉米淀粉中的一種或者多種。

所述制備方法進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述步驟1中的變性淀粉細(xì)度為通過(guò)100目篩≥80%。

所述制備方法進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述步驟1中變性淀粉、水與木纖維的配比為：按重量份計(jì)，變性淀粉為10份～28份，水為0份～35份，木纖維為40份～150份。

所述制備方法進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述步驟1中木纖維的含水率為20%～100%。

所述制備方法進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述步驟1中木纖維優(yōu)選重量份為80份～120份。

所述制備方法進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述步驟2中模具溫度優(yōu)選為150℃～180℃。

所述制備方法進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述步驟2中熱固時(shí)間優(yōu)選為15分鐘～35分鐘。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：本發(fā)明利用變性淀粉、水與木纖維直接混合均勻制得木纖維復(fù)合原料，避免了加熱糊化制備木纖維復(fù)合原料的工序，提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗。同時(shí)由于不需要加熱糊化制備木纖維復(fù)合原料，整個(gè)體系的水量大大降低，有助于木纖維復(fù)合材料制品成型質(zhì)量的大幅提升，特別有助于降低制品斷面芯層的大孔隙率，保證斷面結(jié)構(gòu)的均一性。另外木纖維復(fù)合原料中的變性淀粉在高溫模具中通過(guò)產(chǎn)生的少量高溫水蒸汽的作用即能達(dá)到粘結(jié)木纖維、固化成型木纖維復(fù)合材料制品，這一方面消耗體系中的一部分水，避免模具中產(chǎn)生過(guò)大的蒸汽壓，另一方面木纖維復(fù)合原料進(jìn)入高溫模具，熱傳導(dǎo)由外到內(nèi)，變性淀粉的粘結(jié)固化作用也是由外到內(nèi)，這樣就不會(huì)完全阻塞水蒸汽通過(guò)原料進(jìn)入通道的排放，同樣避免了模具中產(chǎn)生過(guò)大的蒸汽壓，保證工藝的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。通過(guò)本發(fā)明方法制得的木纖維復(fù)合材料制品，產(chǎn)品具有木纖維含量高，斷面結(jié)構(gòu)勻一，表面光滑不粘模，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計(jì)，先將細(xì)度為通過(guò)100目篩≥80%的預(yù)糊化馬鈴薯淀粉10份與含水率為50%的木纖維100份攪拌混合均勻制得木纖維復(fù)合原料；再根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標(biāo)密度，將適量所得到的木纖維復(fù)合原料通過(guò)流道擠入180℃的模具中，經(jīng)過(guò)35分鐘的熱固時(shí)間，開(kāi)模即可成型得到與模具型腔結(jié)構(gòu)相一致，表面光滑不粘模，斷面結(jié)構(gòu)均一，芯層沒(méi)有大孔存在的木纖維復(fù)合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.9Mpa。

實(shí)施例2：一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計(jì)，先將細(xì)度為通過(guò)100目篩≥90%的預(yù)糊化木薯淀粉17份與含水率為20%的木纖維40份攪拌混合均勻，再將35份的水與上述混合材料混合攪拌均勻得到木纖維復(fù)合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標(biāo)密度，將適量所得到的木纖維復(fù)合原料通過(guò)流道鋪入200℃的模具中，經(jīng)過(guò)45分鐘的熱固時(shí)間，開(kāi)模即可成型得到與模具型腔結(jié)構(gòu)相一致，表面光滑不粘模，斷面結(jié)構(gòu)均一，芯層沒(méi)有大孔存在的木纖維復(fù)合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.7Mpa。

實(shí)施例3：一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計(jì)，先將細(xì)度為通過(guò)100目篩≥99%的預(yù)糊化木薯玉米淀粉28份與含水率為90%的木纖維70份攪拌混合均勻，再將3份的水與上述混合材料混合攪拌均勻得到木纖維復(fù)合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標(biāo)密度，將適量所得到的木纖維復(fù)合原料通過(guò)流道鋪入140℃的模具中，經(jīng)過(guò)10分鐘的熱固時(shí)間，開(kāi)模即可成型得到與模具型腔結(jié)構(gòu)相一致，表面光滑不粘模，斷面結(jié)構(gòu)均一，芯層沒(méi)有大孔存在的木纖維復(fù)合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.51Mpa。

實(shí)施例4：一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計(jì)，先將細(xì)度為通過(guò)100目篩≥85%的預(yù)糊化玉米淀粉5份和細(xì)度為通過(guò)100目篩≥95%預(yù)糊化馬鈴薯淀粉20份與含水率為100%的木纖維150份攪拌混合均勻，再將1份的水與上述混合材料混合攪拌均勻得到木纖維復(fù)合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標(biāo)密度，將適量所得到的木纖維復(fù)合原料通過(guò)流道擠入110℃的模具中，經(jīng)過(guò)60分鐘的熱固時(shí)間，開(kāi)模即可成型得到與模具型腔結(jié)構(gòu)相一致，表面光滑不粘模，斷面結(jié)構(gòu)均一，芯層沒(méi)有大孔存在的木纖維復(fù)合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.65Mpa。

實(shí)施例5：一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計(jì)，先將20份的水與含水率為32%的木纖維122份混合攪拌均勻，再將細(xì)度為通過(guò)100目篩≥82%的預(yù)糊化木薯淀粉2份和細(xì)度為通過(guò)100目篩≥91%預(yù)糊化馬鈴薯淀粉16份與上述材料混合攪拌均勻得到木纖維復(fù)合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標(biāo)密度，將適量所得到的木纖維復(fù)合原料通過(guò)流道擠入150℃的模具中，經(jīng)過(guò)21分鐘的熱固時(shí)間，開(kāi)模即可成型得到與模具型腔結(jié)構(gòu)相一致，表面光滑不粘模，斷面結(jié)構(gòu)均一，芯層沒(méi)有大孔存在的木纖維復(fù)合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.73Mpa。

實(shí)施例6：一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計(jì)，先將10份的水與含水率為70%的木纖維80份混合攪拌均勻，再將細(xì)度為通過(guò)100目篩≥87%的預(yù)糊化木薯淀粉22份和細(xì)度為通過(guò)100目篩≥79%預(yù)糊化玉米淀粉5份與上述材料混合攪拌均勻得到木纖維復(fù)合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標(biāo)密度，將適量所得到的木纖維復(fù)合原料通過(guò)流道擠入230℃的模具中，經(jīng)過(guò)5分鐘的熱固時(shí)間，開(kāi)模即可成型得到與模具型腔結(jié)構(gòu)相一致，表面光滑不粘模，斷面結(jié)構(gòu)均一，芯層沒(méi)有大孔存在的木纖維復(fù)合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.45Mpa。

實(shí)施例7：一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計(jì)，先將細(xì)度為通過(guò)100目篩≥87%的預(yù)糊化玉米淀粉3份、細(xì)度為通過(guò)100目篩≥84%預(yù)糊化馬鈴薯淀粉13份和細(xì)度為通過(guò)100目篩≥84%預(yù)糊化木薯淀粉6份與含水率為60%的木纖維110份攪拌混合均勻，再將5份的水與上述混合材料混合攪拌均勻得到木纖維復(fù)合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標(biāo)密度，將適量所得到的木纖維復(fù)合原料通過(guò)流道擠入160℃的模具中，經(jīng)過(guò)17分鐘的熱固時(shí)間，開(kāi)模即可成型得到與模具型腔結(jié)構(gòu)相一致，表面光滑不粘模，斷面結(jié)構(gòu)均一，芯層沒(méi)有大孔存在的木纖維復(fù)合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.82Mpa。

實(shí)施例8：一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計(jì)，先將25份的氧化馬鈴薯淀粉、2份的水與含水率為86%的木纖維90份攪拌混合均勻，得到木纖維復(fù)合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標(biāo)密度，將適量所得到的木纖維復(fù)合原料通過(guò)流道擠入120℃的模具中，經(jīng)過(guò)7分鐘的熱固時(shí)間，開(kāi)模即可成型得到與模具型腔結(jié)構(gòu)相一致，表面光滑不粘模，斷面結(jié)構(gòu)均一，芯層沒(méi)有大孔存在的木纖維復(fù)合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.56Mpa。

實(shí)施例9：一種利用變性淀粉制備木纖維復(fù)合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計(jì)，先將30份的氧化玉米淀粉與含水率為25%的木纖維60份攪拌混合均勻，再將25份的水與上述混合材料混合攪拌均勻得到木纖維復(fù)合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標(biāo)密度，將適量所得到的木纖維復(fù)合原料通過(guò)流道鋪入210℃的模具中，經(jīng)過(guò)9分鐘的熱固時(shí)間，開(kāi)模即可成型得到與模具型腔結(jié)構(gòu)相一致，表面光滑不粘模，斷面結(jié)構(gòu)均一，芯層沒(méi)有大孔存在的木纖維復(fù)合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.47Mpa。

上述實(shí)施例并非是對(duì)于本發(fā)明的限制，本發(fā)明并非僅限于上述實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。