[發(fā)明專利]利用豆渣制備木塑材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710635579.2
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107383913B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊強(qiáng);陳海超;于春涵;宗丹;陳集雙
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L23/06;C08L51/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

本發(fā)明公開了一種利用豆渣制備木塑材料的方法，包括首先將豆渣粉末脫脂、熱堿處理改性，然后與植物纖維粉、熱塑型塑料、相容劑、無機(jī)礦粉、潤滑劑混勻后于150～180℃下熱熔混合，最后熱壓，冷壓制得木塑材料。本發(fā)明首次通過脫脂、堿解改性豆渣、添加植物纖維粉、高溫熔融外加高壓的工藝制備得到木塑材料，大幅提高了木塑材料的性能，可達(dá)到市場要求標(biāo)準(zhǔn)，且低能耗，低污染，低成本，操作簡單，對豆渣木塑材料性能優(yōu)化方面給出了一條可行之路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種利用豆渣制備木塑材料的方法。

背景技術(shù)

豆渣，作為大豆加工業(yè)的生物廢棄物，其仍有很高的經(jīng)濟(jì)價值。當(dāng)前我國每年約產(chǎn)2000萬T的豆渣廢料，通常只用作飼料或者直接丟棄，沒有得到很好的開發(fā)利用。豆渣中膳食纖維和蛋白含量占比為80％以上，如何合理高效的利用豆渣成為大豆加工業(yè)亟待解決的問題。

木塑材料(WPC)是用木纖維或植物纖維填充、增強(qiáng)的改性熱塑型材料。它相比于傳統(tǒng)的木材和塑料，具有防腐、防潮、尺寸穩(wěn)定性高、可加工性強(qiáng)等優(yōu)點。

由于木塑復(fù)合材料是以木纖維或植物纖維與塑料復(fù)合得到，這種材料主要受塑料性能的制約。由于纖維在高溫下會分解炭化，在木塑復(fù)合材料的加工中通常采用的是熔點溫度較低的聚乙烯和聚丙烯酸甲酯等塑料。由于豆渣成份駁雜，有大量極性親水基團(tuán)，與塑料粒子界面相容性差，無法制備出性能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合材料。

中國臺灣專利申請200535184公開了一種由木質(zhì)纖維與聚烯物組成的木復(fù)材，其以聚烯物為基體并與適當(dāng)比例的木質(zhì)纖維物混合，并以有機(jī)不飽和硅烷物與聚烯烴接枝有機(jī)酸物對其改性，使其彼此之間得以經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生鍵結(jié)以提升該木復(fù)材的物性和化性，其中的木質(zhì)纖維可以為木粉、豆粉、豆渣、麥粉、花生殼等。該專利利用硅烷偶聯(lián)劑對木質(zhì)纖維進(jìn)行改性，能耗高、污染環(huán)境、成本高。

基于上述背景技術(shù)的不足，開發(fā)出一種可達(dá)到市場要求標(biāo)準(zhǔn)，并且低能耗，低污染，低成本，更適于生產(chǎn)的利用豆渣制備木塑材料的方法是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用豆渣制備木塑材料的方法，該方法通過脫脂、堿解改性豆渣、添加植物纖維粉、通過高溫熔融外加高壓的工藝制備得到木塑材料，大幅提高了木塑材料的性能，可達(dá)到市場要求標(biāo)準(zhǔn)，且低能耗，低污染，低成本，操作簡單，對豆渣木塑材料性能優(yōu)化方面給出了一條可行之路。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種利用豆渣制備木塑材料的方法，包括如下步驟：

(1)將干燥的豆渣粉末粉碎，浸提脫脂，收集沉淀，干燥；

(2)將熱堿溶液處理后的豆渣粉末烘干粉碎收集；

(3)將30～45重量份的熱堿處理過的豆渣粉末、5～15重量份的植物纖維粉、35～40 重量份的熱塑型塑料、3-5重量份的相容劑、5～10重量份的無機(jī)礦粉、1～2重量份的潤滑劑混勻；

(4)在150～180℃下熱熔，混合；

(5)熱壓，冷壓，制備得到木塑材料。

步驟(2)中，所述的熱堿溶液處理是將豆渣粉末加水溶解，豆渣粉末與水的質(zhì)量體積比為1∶20～1∶100g/mL，調(diào)節(jié)pH為11～13，60℃～80℃反應(yīng)，過濾。

步驟(3)中，將30重量份的熱堿處理過的豆渣粉末、7.5重量份的木粉、7.5重量份的棉麻纖維粉、40重量份的高密度聚乙烯5000S、3重量份的馬來酸酐接枝聚丙烯、 1重量份的硬脂酸、1重量份的亞乙基雙硬脂酸酰胺、10重量份的碳酸鈣粉末混合均勻。

步驟(4)中，通過開放式混煉機(jī)制樣，熱熔混勻。