[发明专利]一种利用变性淀粉制备木纤维复合材料制品的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质材料深加工领域，尤其涉及一种利用变性淀粉制备木纤维复合材料制品的方法。

背景技术

淀粉和木纤维是地球上储量丰富的天然可再生资源，具有独特的生物可降解性和环境友好性，近年来被广泛用在可降解塑料、可降解薄膜、生物质材料、木质材料模压等领域。目前，木纤维主要应用在人造板领域，其中大量使用脲醛树脂胶，容易挥发甲醛等有毒有害物质。

在木纤维复合材料制品制备领域中，由于木纤维自身的蓬松特性，其表观体积较大，流动性差，极大得制约了加工工艺，尤其是对于那些具有异形结构的木纤维复合材料制品，异形结构部位往往难以填充饱满。因此，有必要对木纤维的流动性进行改善，以减少其对木纤维复合材料制品加工工艺的限制，同时也要兼顾木纤维复合材料强度的提高。

申请人的在申请专利，公开号106142491A涉及一种植物类复合材料挤注成型工艺，该专利的成型工艺包括如下步骤：A）原材料混合，B)热软化处理，C）挤注加热排气固化成型，D）开模。该成型工艺实现了植物材料的高流动性，但是步骤复杂。

CN202685454U公开了一种木质纤维复合柔性卷材。该专利公开了将木纤维粉经表面处理，与PVC树脂颗粒、石灰石粉、助剂均匀搅拌，通过高温双螺杆挤出，再进行开练、压延成型，得到一种无甲醛释放的木质纤维复合柔性卷材。该复合柔性卷材添加木纤维的比例较低，同时还加入了PVC树脂这样的不可降解的塑料。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种利用变性淀粉制备木纤维复合材料制品的方法。本发明方法采用变性淀粉直接与木纤维混合制备木纤维复合材料制品，是全生物质可降解材料制品，完全无毒无害；本发明方法在混料之前不需要加水加热制备糊状淀粉，降低了整个体系的含水率，简化了工艺步骤，提高了生产效率，降低了能耗；同时本发明方法，不需要对木纤维进行干燥处理，极大地放宽了对木纤维含水率的要求，对原料的选择更加宽泛。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种利用变性淀粉制备木纤维复合材料制品的方法，包括以下步骤：步骤1.将变性淀粉、水与木纤维混合搅拌均匀，制得木纤维复合原料。

步骤2.将所述步骤1制得的木纤维复合原料通过流道挤入或铺入110℃～230℃模具中，经过5分钟～60分钟的热固时间，开模即可得到与模具型腔结构一致的木纤维复合材料制品。

所述制备方法进一步的技术方案中，所述步骤1中的变性淀粉为预糊化马铃薯淀粉、预糊化木薯淀粉、预糊化玉米淀粉中的一种或者多种。

所述制备方法进一步的技术方案中，所述步骤1中的变性淀粉细度为通过100目筛≥80%。

所述制备方法进一步的技术方案中，所述步骤1中变性淀粉、水与木纤维的配比为：按重量份计，变性淀粉为10份～28份，水为0份～35份，木纤维为40份～150份。

所述制备方法进一步的技术方案中，所述步骤1中木纤维的含水率为20%～100%。

所述制备方法进一步的技术方案中，所述步骤1中木纤维优选重量份为80份～120份。

所述制备方法进一步的技术方案中，所述步骤2中模具温度优选为150℃～180℃。

所述制备方法进一步的技术方案中，所述步骤2中热固时间优选为15分钟～35分钟。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明利用变性淀粉、水与木纤维直接混合均匀制得木纤维复合原料，避免了加热糊化制备木纤维复合原料的工序，提高了生产效率，降低了能耗。同时由于不需要加热糊化制备木纤维复合原料，整个体系的水量大大降低，有助于木纤维复合材料制品成型质量的大幅提升，特别有助于降低制品断面芯层的大孔隙率，保证断面结构的均一性。另外木纤维复合原料中的变性淀粉在高温模具中通过产生的少量高温水蒸汽的作用即能达到粘结木纤维、固化成型木纤维复合材料制品，这一方面消耗体系中的一部分水，避免模具中产生过大的蒸汽压，另一方面木纤维复合原料进入高温模具，热传导由外到内，变性淀粉的粘结固化作用也是由外到内，这样就不会完全阻塞水蒸汽通过原料进入通道的排放，同样避免了模具中产生过大的蒸汽压，保证工艺的稳定性和产品质量的稳定性。通过本发明方法制得的木纤维复合材料制品，产品具有木纤维含量高，断面结构匀一，表面光滑不粘模，内结合强度大等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。