一种植物纤维、粉、屑类复合材料的制作方法

文档序号:11805155阅读:345来源:国知局

本发明涉及一种植物类成型材料,尤其涉及一种植物纤维、粉、屑类成型材料。



背景技术:

从古到今木质产品广泛的应用于人类的生活生产当中,一般而言木质产品基本由实木材料制造而成,但是现在实木材料在加工过程中利用率低,只有35%左右,浪费严重,同时制造工艺复杂,人工费用和设备费用高昂,耗时耗力,并且木材资源匮乏,部分优质木材面临绝种,使得实木制品的成本居高不下。为了提高生产效率,节约成本,现在很多产品由植物纤维、粉、屑制成,这样大大提高的木材的使用效率,而且由于成本低廉,使得这类产品具有很强的竞争力。但是由于工艺所限,植物纤维、粉、屑所制成的产品大多数为板材类产品,由于产品密度低,强度弱,这类产品使用广泛性较窄,根本无法取代实木类产品在工业上的运用,只在轻工业和家具业中有部分应用,但绝大多数还是制成板材应用于家具业中。

本申请人以其他申请人名义申请了“一种无胶木纤维制件的制作方法”(申请号201110411549.6) 、“一种异形木质模压家具部件及其制造方法” (申请号201010542653.4)等利用木纤维异型模压成型的方法,通过本方法可以制造出高密度高强度的异形件,本产品可以广泛的应用于轻工业和家具业中,通过这些方法不仅可以制造出木质笔筒,木质脸盆,木质水杯等产品,还可以制造出具有复杂花纹的家具件以及家居用品。但是目前应用在植物纤维、粉、屑材料制成中的胶粘剂大多是脲醛胶、MDI胶,由于 MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯系化合物,存在一定毒性,可导致中度眼睛刺激和轻微的皮肤刺激,可造成皮肤过敏,所以生产操作时存在安全隐患;脲醛胶中则含有甲醛物质,由于甲醛是一种致癌物质对人类危害性较大所以制作出来的产品存在安全隐患。现在环保安全可持续发展的观念深入人心,尤其一般日用品和家具是人们日常所要经常接触到的物品,一定要做到安全无毒,如果这类物品的粘胶剂中含有毒物质,很难会被市场和社会所接受。而在“一种无胶木纤维制件的制作方法” (申请号201110411549.6)中不使用任何粘胶剂直接对植物纤维、粉、屑进行压制,但是由于绝大多数植物纤维、粉、屑本身不具有延展性,使得压制品的密度无法均匀,很容易制造出缺陷产品,不符合质量要求。

在目前实木原料匮乏的情况下,急需一种物理化学性质不亚于实木材料,同时成本远低于实木材料的替代品,替代实木材料在家居、家具领域的运用,甚至替代实木材料在工业领域的应用。



技术实现要素:

本发明针对现有技术中的不足,提供了一种植物纤维、粉、屑类复合材料,本材料主要作为高温高压挤注或者压制成型工艺中的原材料,本材料无毒无害,具有延展性,使得加工极其方便,挤注或者压制成型非常容易,产品性能更好。通过本材料最终成型的产品具有成本低,后期加工简单的优点,还具有高硬度,表面致密,使用寿命长的优点,最主要的通过本材料能制造出各种具有复杂形状的物品,产品实际效果不亚于实木制品,完全优于现有技术下生产出来的植物纤维制品。

为了解决上述技术问题,本发明通过下述技术方案得以解决,一种植物纤维、粉、屑类复合材料以及制造方法,其特征为,以重量份计,包括6份-8份淀粉、18份-22份的水、1份-1.5份的氢氧化钠、2.5份-3份的滑石粉和75份-85份的植物材料;制造方法还包括以下几个步骤,步骤A):将6份-8份所述的淀粉、18份-22份所述的水、1份-1.5份所述的氢氧化钠进行搅拌,搅拌温度在30℃至50℃之间,搅拌时间在1分钟至3分钟之间,使得各物质均匀混合;步骤B)在30℃至50℃的温度之间继续搅拌所述的烧杯18分钟至22分钟,使得所述的淀粉发生糊化反应;步骤C):所述的淀粉完全糊化后停止加温搅拌并且冷却至少10分钟,冷却完后再加入2.5份-3份所述的滑石粉,然后加温搅拌至少5分钟,所述的滑石粉均匀混合后进行冷却,冷却到常温后就得到粘胶剂;步骤D):对所述的植物材料进行烘干,使得所述的植物材料含水率不高于5%,然后取75份-85份所述的植物材料放入螺杆式搅拌机内与所述的胶粘剂混合,搅拌至少20分钟直至混合均匀,混合均匀后就得到了新材料。

上述技术方案中,优选的,以重量份计,包括7份所述的淀粉、20份所述的水、1.3份所述的氢氧化钠、2.6份所述的滑石粉和80份的植物材料。

3、根据权利要求1或2所述的一种植物纤维、粉、屑类复合材料,其特征为,所述的淀粉为植物淀粉。

上述技术方案中,优选的,所述的水是纯净水。

上述技术方案中,优选的,所述的植物材料是乔木纤维或乔木粉或乔木屑或灌木纤维或灌木粉或灌木屑或秸秆纤维或秸秆粉或秸秆屑。

本植物纤维、粉、屑类复合材料主要作为高温高压挤注或者压制成型工艺中的原材料,在背景技术中已经提到了几种植物纤维直接压制成家具件的方法,但是公知的绝大多数植物纤维不具有延展性,在进行压制时会造成密度不均,花纹不显,受潮松软等问题。而且现在使用的胶水在使用和制造中多少具有毒性,即使制造出来也不太会被社会和市场所接受。本植物纤维、粉、屑类复合材料的内部的胶粘剂原料主是淀粉,尤其是植物淀粉,植物淀粉可以是糯米淀粉、玉米淀粉、番薯淀粉、大米淀粉等,一般而言常用糯米淀粉。植物淀粉溶胀后具有一定的自粘性,最主要的是淀粉在糊化后会具有糊状滑移性,使用淀粉作为胶粘剂的主料对植物纤维、粉、屑材料粘合时解决了植物纤维、粉、屑材料本身不具有延展性的问题。公知的,大多数植物都具有木质素,经过实验发现,淀粉类黏胶物质会与植物纤维、粉、屑材料内的木质素在高温时会发生反应,产生极大的粘性,这样在高温高压挤注和压制本材料成型的过程中,植物纤维、粉、屑类复合材料就可以依靠淀粉的糊状滑移性进行移动,利用淀粉与木质素的反应得到自粘性,使得挤注和压制成型的产品密度一致,表面致密,内结合强度高,并且还能挤注和压制出复杂的形状。通过本材料制成的产品可以完全代替市场上的木纤维复合类产品,还可以替代绝大多数实木产品,不仅可以用于制造一般家居生活领域的产品,还可以用于制造工业领域的产品。

与现有技术相比,本材料主要作为高温高压挤注或者压制成型工艺中的原材料,本材料无毒无害,具有延展性,使得加工极其方便,挤注或者压制成型非常容易,产品性能更好。通过本材料最终成型的产品具有成本低,后期加工简单的优点,还具有高硬度,表面致密,使用寿命长的优点,最主要的通过本材料能制造出各种具有复杂形状的物品,产品实际效果不亚于实木制品,完全优于现有技术下生产出来的植物纤维制品。

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。

实施例1,一种植物纤维、粉、屑类复合材料的造方法包括以下几个步骤,步骤A中将70g所述的糯米淀粉,200g所述的纯净水,13g所述的氢氧化钠放入烧杯中搅拌,搅拌温度为45℃,搅拌时间3分钟,使得各物质均匀混合。步骤B中在30℃至50℃的温度之间继续搅拌所述的烧杯20分钟,使得所述的淀粉发生糊化反应。步骤C中所述的淀粉完全糊化后停止加温搅拌所述的烧杯并且冷却至少10分钟,冷却完后再往所述的烧杯内加入26g所述的滑石粉,然后加温搅拌至少5分钟,因为此时的水分已经全部和糯米淀粉发生糊化反应,加入的滑石粉后,滑石粉不与水反应只是与淀粉糊物理接触。所述的滑石粉均匀混合后,对所述的烧杯进行冷却,冷却到常温后就得到一种胶粘剂。此胶粘剂粘度在150 CP -300 CP之间。步骤D:对乔木纤维进行烘干,乔木纤维可以是松木纤维、橡木纤维、杉木纤维的一种或几种,使得所述乔木纤维含水率不高于5%,然后取800g烘干后的乔木纤维放入螺杆式搅拌机内与所述的胶粘剂混合,搅拌至少20分钟直至混合均匀,混合均匀后就得到了本植物纤维复合材料。本植物纤维复合材料主要作为高温高压挤注或者压制成型工艺中的原材料。

实施例2,一种植物纤维、粉、屑类复合材料的造方法包括以下几个步骤,步骤A中将60g所述的玉米淀粉,180g所述的蒸馏水,10g所述的氢氧化钠放入烧杯中搅拌,搅拌温度为45℃,搅拌时间3分钟,使得各物质均匀混合。步骤B中在30℃至50℃的温度之间继续搅拌所述的烧杯20分钟,使得所述的淀粉发生糊化反应。步骤C中所述的淀粉完全糊化后停止加温搅拌所述的烧杯并且冷却至少10分钟,冷却完后再往所述的烧杯内加入25g所述的滑石粉,然后加温搅拌至少5分钟,因为此时的水分已经全部和玉米淀粉发生糊化反应,加入的滑石粉后,滑石粉不与水反应只是与淀粉糊物理接触。所述的滑石粉均匀混合后,对所述的烧杯进行冷却,冷却到常温后就得到一种胶粘剂。本胶粘剂粘度在150 CP -300 CP之间。步骤D:对灌木粉进行烘干,使得所述灌木粉含水率不高于5%,然后取800g烘干后的灌木粉放入螺杆式搅拌机内与所述的胶粘剂混合,搅拌至少20分钟直至混合均匀,混合均匀后就得到了本植物粉复合材料。本植物粉复合材料主要作为高温高压挤注或者压制成型工艺中的原材料。

实施例3,一种植物纤维、粉、屑类复合材料的造方法包括以下几个步骤,步骤A中将80g所述的大米淀粉,220g所述的蒸馏水,15g所述的氢氧化钠放入烧杯中搅拌,搅拌温度为45℃,搅拌时间3分钟,使得各物质均匀混合。步骤B中在30℃至50℃的温度之间继续搅拌所述的烧杯20分钟,使得所述的淀粉发生糊化反应。步骤C中所述的淀粉完全糊化后停止加温搅拌所述的烧杯并且冷却至少10分钟,冷却完后再往所述的烧杯内加入30g所述的滑石粉,然后加温搅拌至少5分钟,因为此时的水分已经全部和大米淀粉发生糊化反应,加入的滑石粉后,滑石粉不与水反应只是与淀粉糊物理接触。所述的滑石粉均匀混合后,对所述的烧杯进行冷却,冷却到常温后就得到一种胶粘剂。本胶粘剂粘度在150 CP -300 CP之间。步骤D:对秸秆屑进行烘干,使得所述秸秆屑含水率不高于5%,然后取800g烘干后的秸秆屑放入螺杆式搅拌机内与所述的胶粘剂混合,搅拌至少20分钟直至混合均匀,混合均匀后就得到了本植物屑复合材料。本植物屑复合材料主要作为高温高压挤注或者压制成型工艺中的原材料。

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