[发明专利]菌菇棒用于木塑复合材料制备的改性预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种菌菇棒用于木塑复合材料制备的改性预处理方法。

背景技术

菌菇棒是农业种植生产菌类产品所留下来的废弃物。大量的菌菇棒堆积在农村菌类种植场周围，难以处置，时间长了还会发出一种腐烂的味道，污染环境。木塑复合材料的制备过程中需要用到大量木质纤维原料，但通过对菌菇棒的样品所做的质量分析发现：菌菇棒的主要成分与制作木塑复合材料所需要的木质纤维原料的主要成分相差甚大：菌菇棒原料中的木质纤维素分子量大幅降低、其它有机成分的含量也大量减少、分子量降低。因此，菌菇棒如果直接使用、添加到PVC木塑复合材料及制品中，将会直接降低木塑复合材料的物理机械性能。

发明内容

为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提供了一种菌菇棒用于木塑复合材料制备的改性预处理方法，它可变废为宝，使菌菇棒成为能与PVC树脂良好结合以制备木塑复合材料的木质纤维原料，既解决了菌菇棒所造成的环境污染问题，又降低了生产成本。

本发明技术方案是这样构成的，一种菌菇棒用于木塑复合材料制备的改性预处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：

①先进行菌菇棒的破碎、烘干和筛选处理，通过烘干使菌菇棒的水分含量保持在8%以内，通过筛选去除杂质；

②接着进行化学接枝改性处理：先将经过破碎、烘干和筛选处理的菌菇棒高速搅拌；当温度达到105-115℃时，加入化学引发剂单体，使其在菌菇棒木质纤维的分子链末端形成活性基团；接着加入偶联剂，继续高速搅拌；当温度达到120-125℃时停止搅拌；本步骤中，各原料的重量配比如下：

经过破碎、烘干和筛选处理的菌菇棒    90-120份；

化学引发剂单体                      0.1- 1份；

偶联剂                              0.5- 4份。

所述化学引发剂单体由过氧化二异丙苯或马来酸酐构成，所述偶联剂由钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂构成。

偶联剂是多官能团的有机化合物, 一端可溶解或扩散到界面区的PVC树脂中，另一端可与木质纤维中亲水基团形成键结合, 提高填料与基体间的界面粘合性。结果，一方面在菌菇棒原料的部分分子之间直接接枝聚合形成交联；另一方面，偶联剂的多官能团可使木质纤维和PVC树脂很好地融合在一起，形成一个有机的整体，从而提高木塑复合材料的物理机械性能。

较之现有技术而言，本发明具有以下显著优点：本发明通过对菌菇棒的改性预塑化处理，将菌菇棒这一农业生产的废物变废为宝，使菌菇棒成为能与PVC树脂良好结合以制备木塑复合材料的木质纤维原料，既解决了菌菇棒所造成的环境污染问题，又降低了生产成本。此外，由于菌菇棒经过处理后可替代目前普遍使用的木粉、竹粉等木质纤维原料生产出合格的木塑复合材料制品，因此既扩大了原材料的可选范围，还起到节约木材资源的作用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和实施例对本发明内容进行详细说明：

本发明具体实施方式涉及一种菌菇棒用于木塑复合材料制备的改性预处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：

①先进行菌菇棒的破碎、烘干和筛选处理，通过烘干使菌菇棒的水分含量保持在8%以内，通过筛选去除杂质；

②接着进行化学接枝改性处理：先将经过破碎、烘干和筛选处理的菌菇棒高速搅拌；当温度达到105-115℃时，加入化学引发剂单体（可由过氧化二异丙苯或马来酸酐构成），使其在菌菇棒木质纤维的分子链末端形成活性基团；接着加入偶联剂（可由钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂构成），继续高速搅拌；当温度达到120-125℃时停止搅拌；本步骤中，各原料的重量配比如下：

经过破碎、烘干和筛选处理的菌菇棒    90-120份；

化学引发剂单体                      0.1- 1份；

偶联剂                              0.5- 4份。

以上步骤主要借助髙速搅拌的摩擦生热，除去木质纤维中过多的水分；并借助髙搅的高剪切完成对木质纤维进行充分的化学改性，尽可能地消除木质纤维的极性。

此外，本发明还提供了将经过改性预处理后的菌菇棒与PVC树脂及各种助剂混合制备木塑复合材料的制备方法如下：

（1）高速共混：将PVC树脂、改性预处理过的木质纤维及各种助剂通过高速搅拌共混进行预塑化；所述的助剂包括润滑剂、热稳定剂、抗冲击改性剂和发泡剂，高速共混的具体方法如下：

①先将PVC树脂和热稳定剂一起高速搅拌混合；