[发明专利]一种秸秆机磨纤维制备方法及其在模塑制品中的应用

说明书

技术领域：

本发明涉及纤维模塑制品领域，具体涉及一种采用纯粹机械方式制得的秸秆纤维及其制备方法和在模塑制品中的应用。

背景技术：

目前，模塑产品主要是塑料制品和纸浆模塑制品。塑料制品以石油化工产品为原料，其资源有限且不可替代，近几年来由于石油价格大幅度攀升，导致塑料制品的价格也不断上升，塑料制品的使用也会造成环境污染。纸浆模塑大多采用木材为原料，使用多种化工原料进行化学处理而制得。虽然纸浆模塑具有可降解性，但是其生产过程不仅要消耗大量的木材、化学药品、能源等，而且产生大量的黑液污染环境。更为严重的是纸浆漂白过程时带有化学残留物如氯化物等对人体有害物质。

中国专利CN102009425A(公布日：2011年4月13日)公开了一种干法用草类制造绿色环保型代木产品及其副产品资源化的方法，将精制草片经搓磨分丝机或高效粗磨机搓磨成丝绒状，添加高粘结性能淀粉胶、填料后加工成环保型代木制品板材或器件。该发明未对搓磨分丝机或高效粗磨机进行介绍，采用干法搓磨也产生较多草渣，未能充分利用纤维，且其产品并非模塑制品。

中国专利CN 1291626A(公布日：2001年4月18日)中公开植物纤维一次性可降解餐饮具及其生产工艺，涉及食品容器或包装，主要由植物纤维及胶黏剂、防水剂组成。该发明所用植物纤维为粉状，制作的一次性可降解餐饮具非模塑制品。

中国专利CN 1928219A(公布日：2007年3月14日)中公开了一种秸杆纤维制造方法，其步骤包括备料、破碎、疏解、清洗；所制得的秸杆纤维能够广泛适用于造纸和建材领域。该发明疏解步骤采用将粗纤维冷冻到内部水分结冰，然后解冻后用纤维机加工成细纤维；此冷冻步骤不易大规模生产且成本高。

中国专利CN101135117A(公布日：2008年3月5日)公开了一种纸浆原料清洁处理方法，对原料进行三次轧碾，利用超声波原料体表面及轧碾后产生的缝隙中的污垢迅速剥落，实现进一步清洗除尘。该发明采用超声波的方法进行除杂，不具备工业化条件。

中国专利CN 1221593A(公布日：1999年7月7日)中公开了一种可降解的植物纤维质快餐用品、食品和工业包装用模塑制品的生产方法。该发明将植物纤维原料经预热热磨机械制浆法制成纤维浆料，经漂白后加入胶料、防水、防油助剂和填料后，经成型等工艺制成模塑制品。该发明采用双氧水漂白，制浆过程中添加了化学药品，处理成本高。

中国专利CN 1944010A(公布日：2007年4月11日)中公开了一种秸杆纤维的制备方法，将农作物秸杆经粗磨机分离加入稻壳和亚硫酸钠，然后加温、加压细分离，所得纤维可用于制造高中密度纤维板、软质板和保温纤维的原料。该发明在制备纤维过程中添加了亚硫酸钠，且未进行脱色处理。

发明内容：

本发明的目的之一是提供一种秸秆机磨纤维制备方法，以农作物秸秆(稻草、麦秸、棉秸、蔗渣、玉米秸等)为原料，采用高速砂轮磋磨系统、高速疏解机将秸秆分解成具有一定长度、细度、柔度、可缠绕袅结的秸杆纤维。再通过热水脱色工艺完成秸秆色素的热浸出过程、洗涤过程，使其达到生产纤维模塑制品的生产要求。高速砂轮磋磨系统中使用不同粒径材料组合的砂轮，可以磋磨软质材料，而通常的砂轮是用于对钢铁等硬质材料的切削，采用砂轮搓磨系统主要是为了减轻对秸杆纤维的切断，保持纤维的长度。而高速使得单位时间内的系统容积变化的次数更多。秸杆实际上是在砂轮之间经历多次的压力变化而裂解的，同时砂轮对秸杆也有一定磋磨作用。砂轮的非金属特质使得砂轮在多次磨合中产生的热量聚集在秸杆上，使秸杆的温度在砂轮中可以提升到110℃-130℃，而秸杆在高温下其内部的物理性质的变化可以使其裂解更容易，从而即保持纤维的原始的长宽比特性，又能节约电力。

本发明的另一目的是将秸秆机磨纤维应用到模塑制品中，无须添加任何固结剂，即可模压成型一次性餐饮具、工业内衬等模塑制品。本发明的整体技术方案：

采用高速砂轮磋磨系统、高速疏解机制得秸秆纤维，然后利用秸杆纤维模压成型制备纤维模塑制品，其制备过程分为四部分：

(1)秸秆纤维成型：通过以高速砂轮磋磨系统为主体的秸秆纤维成型系统，将纤维裂解成粗的纤维束。

(2)热水脱色工艺：通过热浸出设备系统完成秸秆色素的热浸出过程、洗涤过程，使其达到生产纤维模塑制品的生产要求。

(3)水循环利用：通过脱色工艺和循环利用系统可将热水回用到热水脱色工艺中，实现水的零排放和节能的目标。

(4)模塑成型：将得到的秸杆纤维加工成模塑制品。

本发明的具体工艺步骤及工艺条件是：