玉米秸皮纤维木塑板及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了玉米秸皮纤维木塑板及其生产方法，其特征在于：它由以下重量百分比的原料：高密度聚乙烯、玉米秸皮纤维粉、木粉、纳米碳酸钙、润滑剂、抗氧剂、溶剂、偶联剂，通过制备板材模头、双螺杆挤出机挤出、压力定型和精整验收工序制成。该玉米秸皮纤维木塑板及其生产方法，由于将玉米秸的含糖量大部脱除，对表皮纤维粉进行了脱脂，采用玉米秸皮纤维粉批量生产工艺，所以，加入木塑板生产中不会降低木塑板的生产质量，而且可大幅度降低木塑板的生产成本，又充分利用当地玉米秸资源，既具有企业经济效益，又具有社会效益；由于对玉米秸表皮纤维粉首先单独低温脱脂，然后短时间快速混合挤出，所以保证了成型板材的质量。
【专利说明】玉米秸皮纤维木塑板及其生产方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种木塑板及其生产方法的改进，具体地说是一种既能降低木塑板的生产成本，又能充分利用当地玉米秸资源的玉米秸皮纤维木塑板及其生产方法。
【背景技术】
[0003]木塑板具有较好的弹性，并具有与硬木相当的抗压、抗弯曲机械性能，硬度是木材的2-5倍，抗酸碱、耐水、内腐蚀、不繁殖虫菌、环保，使用寿命长；通过加入助剂，还可以抗老化、防静电、阻燃。所以，木塑板已得到了广泛的应用。目前的木塑板主要原料是:木粉50%、高密度聚乙烯25-30%、纳米氧化钙10%。这种木塑板，由于加入的木粉比例高，导致了加工成本高。为了降低木粉的用量，通过检索可知，有的加入了糠壳、稻草、秸杆、玉米淀粉等，但所述的秸杆仅有麦、稻作物秸杆实现了人造板的生产，而玉米秸杆，由于包括外皮、芯瓤和叶，芯瓤占30%，富含糖分，在制板过程中易碎、强度低、粘性大，不能通过挤出机用于木塑板的生产；对于玉米秸外皮，由纤维素和木质素组成，含纤维素44.6%，具有强度高、韧性好的特点，但由于其表皮层为角质化，分泌有脂肪性物质，形成光滑的表面，影响与热熔塑料液的胶合，所以也不能通过挤出机用于木塑板的生产；同时，由于玉米秸外皮的纤维素和木质素的工业化生产难度大、生产成本高，所以也难以应用于木塑板的生产中，即便是小试成功，也难以达到降低木塑板生产成本的目的。[0004]随着城镇经济一体化的发展，乡镇也已开始启用天然气工程，广大农民也要使用天然气，玉米秸烧火做饭的时代即将过去，大量的玉米秸的利用将成为一个社会问题，因此，开拓玉米秸应用将是一个重要而有意义的项目。目前，尚未见将玉米秸皮纤维用于木塑板的生产、并能达到降低木塑板生产成本的方法的报道。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种既能降低木塑板的生产成本，又能充分利用当地玉米秸资源的玉米秸皮纤维木塑板及其生产方法。
[0006]为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是:该玉米秸皮纤维木塑板，其特征在于:它由以下重量百分比的原料，通过挤出制成:
高密度聚乙烯 22— 28%;
玉米秸皮纤维粉30— 35%;
木粉25— 30%;
纳米碳酸1丐 10一15%;
润滑剂0.5—2% ；
抗氧剂0.5—3%
溶剂0.5 — 1%;偶联剂0.1—0.5%。
[0007]本发明还通过如下措施实施:所述的玉米秸皮纤维粉的制取，首先将玉米秸的根部和玉米棒以上的部分铡去，再送入专用的全密封旋转筒内，在全密封旋转筒内经过转动搓揉，剥除玉米叶，随即对剥除的玉米叶由风机吹入负压吸收筒内；剥除叶的玉米秸继续在全密封旋转筒内向前运行，进入旋切段，在旋切段将玉米秸切成25— 50mm的长度，并搓揉，使玉米秸成为短丝和玉米秸芯瓤粉，短丝长度为10 — 50目，玉米秸芯瓤粉经过旋切段外壁的网状微孔，在离心力和吸力的共同作用下，有70%被进入负压吸收筒内，由于玉米秸芯瓤粉含糖量最高，所以，通过去除大部分玉米秸芯瓤粉，便去除了玉米秸的大部分含糖量，剩下的玉米秸皮纤维粉和30%的玉米秸芯瓤粉的含糖量就很少了，这样，就基本克服了含糖高导致粘性大的问题，为将玉米秸皮纤维用于木塑板的生产提供了可能；由于玉米秸皮纤维的制取是在全密封、流程化、大批量生产的，所以也达到了大批量制取的目的，也就实现了降低木塑板生产成本的目的。 [0008]另外，全密封旋转筒的负压吸收筒的输出端接入除尘水池，通过除尘水池吸附芯瓤粉及其它浮尘物，也作为有机肥制取原料，本文不作详细描述。对于专用的全密封旋转筒的具体结构暂不公开记载。
[0009]所述的润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡中的一种。
[0010]所述的抗氧剂为2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚或三-(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种。
[0011]所述的溶剂为乙醇。
[0012]所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂中的一种。
[0013]在本配比中，加入了少量溶剂(乙醇)，成弱酸性，目的是将米秸皮纤维粉角质软化，有利于与高密度聚乙烯胶合。
[0014]玉米秸皮纤维木塑板生产方法，其生产步骤包括:
一、根据板材生产批量按配合比例一次性备足用原料:其重量配比为:高密度聚乙烯22—28% ；
玉米秸皮纤维粉30— 35%;
木粉25— 30%;
纳米碳酸1丐 10一12% ；
润滑剂0.4 — 2%;
抗氧剂0.5 — 3%
溶剂0.5— 1% ；
偶联剂0.1—0.5%。
[0015]其中:木粉为采购；玉米秸皮纤维粉用自制设备生产；其他填料均为采购。
[0016]二、制备板材模头:目前生产的木塑板包括木塑地板、木塑方管，因此，要预先做好木塑地板、木塑方管的成型模头。
[0017]三、选用双螺杆挤出机:采用双螺杆挤出机，两根双螺杆挤出机的汇流端设有混料挤出段，在混料挤出段的挤出口安装挤出模头；一根螺杆挤出玉米秸皮纤维粉，并加入溶剂，加热温度控制在70— 80°C;另一根螺杆挤出高密度聚乙烯、木粉、纳米碳酸钙，温度控制在160— 180°C ;在混料挤出段玉米秸皮纤维粉和高密度聚乙烯、木粉、纳米碳酸钙共混，并加入润滑剂、抗氧剂、偶联剂，温度控制在180— 190°C ;然后从挤出模头挤出成型毛坯件四、压力定型:将挤出成型毛坯件在热状态下送入150—180吨位的压力机中的平板模具中或方管模具中加压3— 5分钟成型，脱模后风冷。
[0018]五、精整验收:对冷却后的定型成品，表面平整度、周边立面平整度、尺寸标准、密实度、断口、撕裂等进行检验和修整，合格者入库。
[0019]本发明的有益效果在于:该玉米秸皮纤维木塑板及其生产方法，由于将玉米秸的含糖量大部脱除，对表皮纤维粉进行了脱脂，同时采用了玉米秸皮纤维粉的批量生产工艺，所以，加入木塑板生产中不会降低木塑板的生产质量，而且可大幅度降低木塑板的生产成本，又充分利用当地玉米秸资源，既具有企业经济效益，又具有社会效益；由于采用双螺杆工艺，对玉米秸表皮纤维粉首先单独低温脱脂，可防止高温焦化，然后与另一个螺杆的高温输出的高密度聚乙烯短时间快速混合挤出，所以保证了成型板材的质量。
【具体实施方式】
[0020]实施例1 在本公司内，引进木塑板生产流水线，自行研制玉米秸皮纤维粉批量生产设备。试生产I吨玉米秸皮纤维木塑地板。按以下重量百分比称取各原料:
高密度聚乙烯25%;250kg
玉米秸皮纤维粉32.5% ；325 kg
木粉27.5% ；275 kg
纳米碳酸钙11% ；110 kg
硬脂酸L 2% ;12 kg
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚1.8%18 kg
乙醇0.7% ；7 kg
硅烷偶联剂0.3%。3 kg
所述的玉米秸皮纤维粉的制取，首先将玉米秸的根部和玉米棒以上的部分铡去，再送入专用的全密封旋转筒内，在全密封旋转筒内经过转动搓揉，剥除玉米叶，随即对剥除的玉米叶由风机吹入吸收筒内；剥除叶的玉米秸在全密封旋转筒内继续向前运行，进入旋切段，在旋切段将玉米秸切成30mm的长度，并搓揉，使玉米秸成为短丝和玉米秸芯瓤粉，短丝长度为25目，玉米秸芯瓤粉经过旋切段外壁的网状微孔，在离心力和吸力的共同作用下，有70%被进入吸收筒内，由于玉米秸芯瓤粉含糖量最高，所以，通过去除大部分玉米秸芯粉，去除了玉米秸的大部分含糖量，剩下的玉米秸表皮纤粉和30%的玉米秸芯瓤粉的含糖量就很少了，这样，就基本克服了含糖高导致粘性大的问题，为将玉米秸皮纤粉用于木塑板的生产提供了可能；由于玉米秸皮纤维粉的制取是在全密封、流程化、大批量生产的，所以也达到了大批量制取的目的，也就实现了降低木塑板生产成本的目的。
[0021]其生产步骤为:一、制备木地板模头:为平板，模头口横宽10cm，垂直厚为2cm。
[0022]二、选用双螺杆挤出机:采用双螺杆挤出机，两根双螺杆挤出机的汇流端设有混料挤出段，在混料挤出段的挤出口安装挤出模头；一根螺杆挤出玉米秸皮纤维粉，并加入乙醇，加热温度控制在75V ;另一根螺杆挤出高密度聚乙烯、木粉、纳米碳酸钙，温度控制在170°C ;在混料挤出段玉米秸皮纤维粉和高密度聚乙烯、木粉、纳米碳酸钙共混，并加入硬脂酸、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硅烷偶联剂，温度控制在185°C;然后从挤出模头挤出成型地板毛还件。
[0023]三、压力定型:将挤出成型地板毛坯件在热状态下送入160吨位的压力机中的平板模具中或方管模具中加压4分钟成型，脱模后风冷。
[0024]五、精整验收:对冷却后的定型成品，表面平整度、周边立面平整度、尺寸标准、密实度、断口、撕裂等进行检验和修整，合格率为90%，入库。
[0025]实施例2
在本公司内，引进木塑板生产流水线，自行研制玉米秸皮纤维粉批量生产设备。试生产I吨玉米秸皮纤维木塑方管。按以下重量百分比称取各原料，
高密度聚乙烯28%;280kg
玉米秸皮纤维粉29% ；290kg
木粉29.5% ；295 kg
纳米碳酸1丐10% ；100 kg
聚乙烯蜡2%;20kg
三-(2，4-叔丁基苯基) 亚磷酸酯0.4%4kg
乙醇1% ；IOkg
钛酸脂偶联剂0.1%。Ikg
所述的玉米秸皮纤维粉的制取同实施例1。
[0026]其生产步骤为:一、制备方管模头:模头包括正方形模芯和正方形套管，正方形模芯的断面边长为40cm，正方形套管的内腔断面边长为44cm，正方形模芯固定在正方形套管的中心位置，使正方形模芯的外壁至正方形套管的内壁之间形成均匀的正方形流道。
[0027]二、选用双螺杆挤出机:采用双螺杆挤出机，两根双螺杆挤出机的汇流端设有混料挤出段，在混料挤出段的挤出口安装挤出模头；一根螺杆挤出玉米秸皮纤维粉，并加入乙醇，80°C ;另一根螺杆挤出高密度聚乙烯、木粉、纳米碳酸钙，温度控制在180°C ;在混料挤出段玉米秸皮纤维粉和高密度聚乙烯、木粉、纳米碳酸钙共混，并加入聚乙烯蜡、三-(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯和钛酸脂偶联剂，温度控制在190°C;然后从挤出模头挤出成型方管毛坯件。
[0028]三、压力定型:将挤出成型地板毛坯件在热状态下送入160吨位的压力机中的方管模具中加压4分钟成型，脱模后风冷。
[0029]五、精整验收:对冷却后的定型成品，表面平整度、周边立面平整度、尺寸标准、密实度、断口、撕裂等进行检验和修整，合格率为95%，入库。
[0030]实施例3
在本公司内，引进木塑板生产流水线，自行研制玉米秸皮纤维粉批量生产设备。试生产I吨玉米秸皮纤维木塑地板。按以下重量百分比称取各原料，
高密度聚乙烯23.6%;236kg
玉米秸皮纤维粉35% ；350kg
木粉25% ；250kg
纳米碳酸钙12% ；120 kg
聚乙烯腊0.4%;4kg三-(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯3%30kg
乙醇0.5% ；5kg
钛酸脂偶联剂0.5%。5kg
所述的玉米秸皮纤维粉的制取同实施例1。 [0031]其生产步骤同实施例1。
[0032]经精整验收,合格率为94%，入库。
【权利要求】
1.玉米秸皮纤维木塑板，其特征在于:它由以下重量百分比的原料，通过挤出制成: 高密度聚乙烯 22— 28%; 玉米秸皮纤维粉30— 35%; 木粉25— 30%; 纳米碳酸1丐 10一15%; 润滑剂0.5 — 2%; 抗氧剂0.5 — 3% 溶剂0.5— 1% ； 偶联剂0.1—0.5%。
2.根据权利要求1所述的玉米秸皮纤维木塑板，其特征在于:所述的玉米秸皮纤维粉的制取，首先将玉米秸的根部和玉米棒以上的部分铡去，再送入专用的全密封旋转筒内，在全密封旋转筒内经过转动搓揉，剥除玉米叶，随即对剥除的玉米叶由风机吹入负压吸收筒内；剥除叶的玉米秸继续在全密封旋转筒内向前运行，进入旋切段，在旋切段将玉米秸切成25— 50mm的长度，并搓揉，使玉米秸成为短丝和玉米秸芯瓤粉，短丝长度为10 — 50目，玉米秸芯瓤粉经过旋切段外壁的网状微孔，在离心力和吸力的共同作用下，有70%被进入负压吸收筒内，通过去除大部分玉米秸芯瓤粉，便去除了玉米秸的大部分含糖量。
3.根据权利要求1所述的玉米秸皮纤维木塑板，其特征在于:所述的润滑剂为硬脂酸或聚乙烯蜡中的一种；所述的抗氧剂为2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚或三_(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种；所述的溶剂为乙醇；所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂中的一种。
4.玉米秸皮纤维木塑板生产方法，其特征在于:其生产步骤包括: (一)、根据板材生产批量按配合比例一次性备足用原料:其重量配比为:高密度聚乙烯22—28% ； 玉米秸皮纤维粉30— 35%; 木粉25— 30%; 纳米碳酸1丐 10一12% ； 润滑剂0.4 — 2%; 抗氧剂0.5 — 3% 溶剂0.5— 1% ； 偶联剂0.1—0.5% ； (二)、制备板材模头:目前生产的木塑板包括木塑地板、木塑方管，因此，要预先做好木塑地板、木塑方管的成型模头； (三)、选用双螺杆挤出机:采用双螺杆挤出机，两根双螺杆挤出机的汇流端设有混料挤出段，在混料挤出段的挤出口安装挤出模头；一根螺杆挤出玉米秸皮纤维粉，并加入溶剂，加热温度控制在70— 80°C ;另一根螺杆挤出高密度聚乙烯、木粉、纳米碳酸钙，温度控制在160—180°C ;在混料挤出段玉米秸皮纤维粉和高密度聚乙烯、木粉、纳米碳酸钙共混，并加入润滑剂、抗氧剂、偶联剂，温度控制在180— 190°C ;然后从挤出模头挤出成型毛坯件； (四)、压力定型:将挤出成型毛坯件在热状态下送入150—180吨位的压力机中的平板模具中或方管模具中加压3— 5分钟成型，脱模后风冷；(五)、精整验收:对冷却后的定型成品，表面平整度、周边立面平整度、尺寸标准、密实度、断口、撕裂等进行检验和修整，合格者入库。
【文档编号】C08L23/06GK103923478SQ201410174208
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】赵振岳, 刘鑫, 孙刚, 高中江, 周立强 申请人:山东旭森木塑复合材料有限公司