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合材料制品的方法。

背景技術(shù)：

淀粉和木纖維是地球上儲量豐富的天然可再生資源，具有獨特的生物可降解性和環(huán)境友好性，近年來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，木纖維主要應用在人造板領(lǐng)域，其中大量使用脲醛樹脂膠，容易揮發(fā)甲醛等有毒有害物質(zhì)。

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

申請人的在申請專利，公開號106142491A涉及一種植物類復合材料擠注成型工藝，該專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）開模。該成型工藝實現(xiàn)了植物材料的高流動性，但是步驟復雜。

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

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用變性淀粉制備木纖維復合材料制品的方法。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合材料制品，是全生物質(zhì)可降解材料制品，完全無毒無害；本發(fā)明方法在混料之前不需要加水加熱制備糊狀淀粉，降低了整個體系的含水率，簡化了工藝步驟，提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗；同時本發(fā)明方法，不需要對木纖維進行干燥處理，極大地放寬了對木纖維含水率的要求，對原料的選擇更加寬泛。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(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，制得木纖維復合原料。

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

所述制備方法進一步的技術(shù)方案中，所述步驟1中的變性淀粉為預糊化馬鈴薯淀粉、預糊化木薯淀粉、預糊化玉米淀粉中的一種或者多種。

所述制備方法進一步的技術(shù)方案中，所述步驟1中的變性淀粉細度為通過100目篩≥80%。

所述制備方法進一步的技術(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，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℃。

所述制備方法進一步的技術(shù)方案中，所述步驟2中熱固時間優(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合原料，避免了加熱糊化制備木纖維復合原料的工序，提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗。同時由于不需要加熱糊化制備木纖維復合原料，整個體系的水量大大降低，有助于木纖維復合材料制品成型質(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。另外木纖維復合原料中的變性淀粉在高溫模具中通過產(chǎn)生的少量高溫水蒸汽的作用即能達到粘結(jié)木纖維、固化成型木纖維復合材料制品，這一方面消耗體系中的一部分水，避免模具中產(chǎn)生過大的蒸汽壓，另一方面木纖維復合原料進入高溫模具，熱傳導由外到內(nèi)，變性淀粉的粘結(jié)固化作用也是由外到內(nèi)，這樣就不會完全阻塞水蒸汽通過原料進入通道的排放，同樣避免了模具中產(chǎn)生過大的蒸汽壓，保證工藝的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。通過本發(fā)明方法制得的木纖維復合材料制品，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)合強度大等優(yōu)點。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。

實施例1：一種利用變性淀粉制備木纖維復合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計，先將細度為通過100目篩≥80%的預糊化馬鈴薯淀粉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合原料；再根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標密度，將適量所得到的木纖維復合原料通過流道擠入180℃的模具中，經(jīng)過35分鐘的熱固時間，開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，芯層沒有大孔存在的木纖維復合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強度為0.9Mpa。

實施例2：一種利用變性淀粉制備木纖維復合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計，先將細度為通過100目篩≥90%的預糊化木薯淀粉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合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標密度，將適量所得到的木纖維復合原料通過流道鋪入200℃的模具中，經(jīng)過45分鐘的熱固時間，開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，芯層沒有大孔存在的木纖維復合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強度為0.7Mpa。

實施例3：一種利用變性淀粉制備木纖維復合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計，先將細度為通過100目篩≥99%的預糊化木薯玉米淀粉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合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標密度，將適量所得到的木纖維復合原料通過流道鋪入140℃的模具中，經(jīng)過10分鐘的熱固時間，開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，芯層沒有大孔存在的木纖維復合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強度為0.51Mpa。

實施例4：一種利用變性淀粉制備木纖維復合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計，先將細度為通過100目篩≥85%的預糊化玉米淀粉5份和細度為通過100目篩≥95%預糊化馬鈴薯淀粉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合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標密度，將適量所得到的木纖維復合原料通過流道擠入110℃的模具中，經(jīng)過60分鐘的熱固時間，開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，芯層沒有大孔存在的木纖維復合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強度為0.65Mpa。

實施例5：一種利用變性淀粉制備木纖維復合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計，先將20份的水與含水率為32%的木纖維122份混合攪拌均勻，再將細度為通過100目篩≥82%的預糊化木薯淀粉2份和細度為通過100目篩≥91%預糊化馬鈴薯淀粉16份與上述材料混合攪拌均勻得到木纖維復合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標密度，將適量所得到的木纖維復合原料通過流道擠入150℃的模具中，經(jīng)過21分鐘的熱固時間，開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，芯層沒有大孔存在的木纖維復合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強度為0.73Mpa。

實施例6：一種利用變性淀粉制備木纖維復合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計，先將10份的水與含水率為70%的木纖維80份混合攪拌均勻，再將細度為通過100目篩≥87%的預糊化木薯淀粉22份和細度為通過100目篩≥79%預糊化玉米淀粉5份與上述材料混合攪拌均勻得到木纖維復合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標密度，將適量所得到的木纖維復合原料通過流道擠入230℃的模具中，經(jīng)過5分鐘的熱固時間，開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，芯層沒有大孔存在的木纖維復合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強度為0.45Mpa。

實施例7：一種利用變性淀粉制備木纖維復合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計，先將細度為通過100目篩≥87%的預糊化玉米淀粉3份、細度為通過100目篩≥84%預糊化馬鈴薯淀粉13份和細度為通過100目篩≥84%預糊化木薯淀粉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合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標密度，將適量所得到的木纖維復合原料通過流道擠入160℃的模具中，經(jīng)過17分鐘的熱固時間，開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，芯層沒有大孔存在的木纖維復合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強度為0.82Mpa。

實施例8：一種利用變性淀粉制備木纖維復合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計，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，得到木纖維復合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標密度，將適量所得到的木纖維復合原料通過流道擠入120℃的模具中，經(jīng)過7分鐘的熱固時間，開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，芯層沒有大孔存在的木纖維復合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強度為0.56Mpa。

實施例9：一種利用變性淀粉制備木纖維復合材料制品的方法，包括具體如下步驟：按重量份計，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合原料；然后根據(jù)模具型腔的體積和制品的目標密度，將適量所得到的木纖維復合原料通過流道鋪入210℃的模具中，經(jīng)過9分鐘的熱固時間，開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，芯層沒有大孔存在的木纖維復合材料制品。制品的內(nèi)結(jié)合強度為0.47Mpa。

上述實施例并非是對于本發(fā)明的限制，本發(fā)明并非僅限于上述實施例，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，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、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。