本發明涉及一種植物類成型材料,尤其涉及一種植物纖維、粉、屑類成型材料。
背景技術:
從古到今木質產品廣泛的應用于人類的生活生產當中,一般而言木質產品基本由實木材料制造而成,但是現在實木材料在加工過程中利用率低,只有35%左右,浪費嚴重,同時制造工藝復雜,人工費用和設備費用高昂,耗時耗力,并且木材資源匱乏,部分優質木材面臨絕種,使得實木制品的成本居高不下。為了提高生產效率,節約成本,現在很多產品由植物纖維、粉、屑制成,這樣大大提高的木材的使用效率,而且由于成本低廉,使得這類產品具有很強的競爭力。但是由于工藝所限,植物纖維、粉、屑所制成的產品大多數為板材類產品,由于產品密度低,強度弱,這類產品使用廣泛性較窄,根本無法取代實木類產品在工業上的運用,只在輕工業和家具業中有部分應用,但絕大多數還是制成板材應用于家具業中。
本申請人以其他申請人名義申請了“一種無膠木纖維制件的制作方法”(申請號201110411549.6) 、“一種異形木質模壓家具部件及其制造方法” (申請號201010542653.4)等利用木纖維異型模壓成型的方法,通過本方法可以制造出高密度高強度的異形件,本產品可以廣泛的應用于輕工業和家具業中,通過這些方法不僅可以制造出木質筆筒,木質臉盆,木質水杯等產品,還可以制造出具有復雜花紋的家具件以及家居用品。但是目前應用在植物纖維、粉、屑材料制成中的膠粘劑大多是脲醛膠、MDI膠,由于 MDI為二苯基甲烷二異氰酸酯系化合物,存在一定毒性,可導致中度眼睛刺激和輕微的皮膚刺激,可造成皮膚過敏,所以生產操作時存在安全隱患;脲醛膠中則含有甲醛物質,由于甲醛是一種致癌物質對人類危害性較大所以制作出來的產品存在安全隱患。現在環保安全可持續發展的觀念深入人心,尤其一般日用品和家具是人們日常所要經常接觸到的物品,一定要做到安全無毒,如果這類物品的粘膠劑中含有毒物質,很難會被市場和社會所接受。而在“一種無膠木纖維制件的制作方法” (申請號201110411549.6)中不使用任何粘膠劑直接對植物纖維、粉、屑進行壓制,但是由于絕大多數植物纖維、粉、屑本身不具有延展性,使得壓制品的密度無法均勻,很容易制造出缺陷產品,不符合質量要求。
在目前實木原料匱乏的情況下,急需一種物理化學性質不亞于實木材料,同時成本遠低于實木材料的替代品,替代實木材料在家居、家具領域的運用,甚至替代實木材料在工業領域的應用。
技術實現要素:
本發明針對現有技術中的不足,提供了一種植物纖維、粉、屑類復合材料,本材料主要作為高溫高壓擠注或者壓制成型工藝中的原材料,本材料無毒無害,具有延展性,使得加工極其方便,擠注或者壓制成型非常容易,產品性能更好。通過本材料最終成型的產品具有成本低,后期加工簡單的優點,還具有高硬度,表面致密,使用壽命長的優點,最主要的通過本材料能制造出各種具有復雜形狀的物品,產品實際效果不亞于實木制品,完全優于現有技術下生產出來的植物纖維制品。
為了解決上述技術問題,本發明通過下述技術方案得以解決,一種植物纖維、粉、屑類復合材料以及制造方法,其特征為,以重量份計,包括6份-8份淀粉、18份-22份的水、1份-1.5份的氫氧化鈉、2.5份-3份的滑石粉和75份-85份的植物材料;制造方法還包括以下幾個步驟,步驟A):將6份-8份所述的淀粉、18份-22份所述的水、1份-1.5份所述的氫氧化鈉進行攪拌,攪拌溫度在30℃至50℃之間,攪拌時間在1分鐘至3分鐘之間,使得各物質均勻混合;步驟B)在30℃至50℃的溫度之間繼續攪拌所述的燒杯18分鐘至22分鐘,使得所述的淀粉發生糊化反應;步驟C):所述的淀粉完全糊化后停止加溫攪拌并且冷卻至少10分鐘,冷卻完后再加入2.5份-3份所述的滑石粉,然后加溫攪拌至少5分鐘,所述的滑石粉均勻混合后進行冷卻,冷卻到常溫后就得到粘膠劑;步驟D):對所述的植物材料進行烘干,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桿式攪拌機內與所述的膠粘劑混合,攪拌至少20分鐘直至混合均勻,混合均勻后就得到了新材料。
上述技術方案中,優選的,以重量份計,包括7份所述的淀粉、20份所述的水、1.3份所述的氫氧化鈉、2.6份所述的滑石粉和80份的植物材料。
3、根據權利要求1或2所述的一種植物纖維、粉、屑類復合材料,其特征為,所述的淀粉為植物淀粉。
上述技術方案中,優選的,所述的水是純凈水。
上述技術方案中,優選的,所述的植物材料是喬木纖維或喬木粉或喬木屑或灌木纖維或灌木粉或灌木屑或秸稈纖維或秸稈粉或秸稈屑。
本植物纖維、粉、屑類復合材料主要作為高溫高壓擠注或者壓制成型工藝中的原材料,在背景技術中已經提到了幾種植物纖維直接壓制成家具件的方法,但是公知的絕大多數植物纖維不具有延展性,在進行壓制時會造成密度不均,花紋不顯,受潮松軟等問題。而且現在使用的膠水在使用和制造中多少具有毒性,即使制造出來也不太會被社會和市場所接受。本植物纖維、粉、屑類復合材料的內部的膠粘劑原料主是淀粉,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。植物淀粉溶脹后具有一定的自粘性,最主要的是淀粉在糊化后會具有糊狀滑移性,使用淀粉作為膠粘劑的主料對植物纖維、粉、屑材料粘合時解決了植物纖維、粉、屑材料本身不具有延展性的問題。公知的,大多數植物都具有木質素,經過實驗發現,淀粉類黏膠物質會與植物纖維、粉、屑材料內的木質素在高溫時會發生反應,產生極大的粘性,這樣在高溫高壓擠注和壓制本材料成型的過程中,植物纖維、粉、屑類復合材料就可以依靠淀粉的糊狀滑移性進行移動,利用淀粉與木質素的反應得到自粘性,使得擠注和壓制成型的產品密度一致,表面致密,內結合強度高,并且還能擠注和壓制出復雜的形狀。通過本材料制成的產品可以完全代替市場上的木纖維復合類產品,還可以替代絕大多數實木產品,不僅可以用于制造一般家居生活領域的產品,還可以用于制造工業領域的產品。
與現有技術相比,本材料主要作為高溫高壓擠注或者壓制成型工藝中的原材料,本材料無毒無害,具有延展性,使得加工極其方便,擠注或者壓制成型非常容易,產品性能更好。通過本材料最終成型的產品具有成本低,后期加工簡單的優點,還具有高硬度,表面致密,使用壽命長的優點,最主要的通過本材料能制造出各種具有復雜形狀的物品,產品實際效果不亞于實木制品,完全優于現有技術下生產出來的植物纖維制品。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。
實施例1,一種植物纖維、粉、屑類復合材料的造方法包括以下幾個步驟,步驟A中將70g所述的糯米淀粉,200g所述的純凈水,13g所述的氫氧化鈉放入燒杯中攪拌,攪拌溫度為45℃,攪拌時間3分鐘,使得各物質均勻混合。步驟B中在30℃至50℃的溫度之間繼續攪拌所述的燒杯20分鐘,使得所述的淀粉發生糊化反應。步驟C中所述的淀粉完全糊化后停止加溫攪拌所述的燒杯并且冷卻至少10分鐘,冷卻完后再往所述的燒杯內加入26g所述的滑石粉,然后加溫攪拌至少5分鐘,因為此時的水分已經全部和糯米淀粉發生糊化反應,加入的滑石粉后,滑石粉不與水反應只是與淀粉糊物理接觸。所述的滑石粉均勻混合后,對所述的燒杯進行冷卻,冷卻到常溫后就得到一種膠粘劑。此膠粘劑粘度在150 CP -300 CP之間。步驟D:對喬木纖維進行烘干,喬木纖維可以是松木纖維、橡木纖維、杉木纖維的一種或幾種,使得所述喬木纖維含水率不高于5%,然后取800g烘干后的喬木纖維放入螺桿式攪拌機內與所述的膠粘劑混合,攪拌至少20分鐘直至混合均勻,混合均勻后就得到了本植物纖維復合材料。本植物纖維復合材料主要作為高溫高壓擠注或者壓制成型工藝中的原材料。
實施例2,一種植物纖維、粉、屑類復合材料的造方法包括以下幾個步驟,步驟A中將60g所述的玉米淀粉,180g所述的蒸餾水,10g所述的氫氧化鈉放入燒杯中攪拌,攪拌溫度為45℃,攪拌時間3分鐘,使得各物質均勻混合。步驟B中在30℃至50℃的溫度之間繼續攪拌所述的燒杯20分鐘,使得所述的淀粉發生糊化反應。步驟C中所述的淀粉完全糊化后停止加溫攪拌所述的燒杯并且冷卻至少10分鐘,冷卻完后再往所述的燒杯內加入25g所述的滑石粉,然后加溫攪拌至少5分鐘,因為此時的水分已經全部和玉米淀粉發生糊化反應,加入的滑石粉后,滑石粉不與水反應只是與淀粉糊物理接觸。所述的滑石粉均勻混合后,對所述的燒杯進行冷卻,冷卻到常溫后就得到一種膠粘劑。本膠粘劑粘度在150 CP -300 CP之間。步驟D:對灌木粉進行烘干,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桿式攪拌機內與所述的膠粘劑混合,攪拌至少20分鐘直至混合均勻,混合均勻后就得到了本植物粉復合材料。本植物粉復合材料主要作為高溫高壓擠注或者壓制成型工藝中的原材料。
實施例3,一種植物纖維、粉、屑類復合材料的造方法包括以下幾個步驟,步驟A中將80g所述的大米淀粉,220g所述的蒸餾水,15g所述的氫氧化鈉放入燒杯中攪拌,攪拌溫度為45℃,攪拌時間3分鐘,使得各物質均勻混合。步驟B中在30℃至50℃的溫度之間繼續攪拌所述的燒杯20分鐘,使得所述的淀粉發生糊化反應。步驟C中所述的淀粉完全糊化后停止加溫攪拌所述的燒杯并且冷卻至少10分鐘,冷卻完后再往所述的燒杯內加入30g所述的滑石粉,然后加溫攪拌至少5分鐘,因為此時的水分已經全部和大米淀粉發生糊化反應,加入的滑石粉后,滑石粉不與水反應只是與淀粉糊物理接觸。所述的滑石粉均勻混合后,對所述的燒杯進行冷卻,冷卻到常溫后就得到一種膠粘劑。本膠粘劑粘度在150 CP -300 CP之間。步驟D:對秸稈屑進行烘干,使得所述秸稈屑含水率不高于5%,然后取800g烘干后的秸稈屑放入螺桿式攪拌機內與所述的膠粘劑混合,攪拌至少20分鐘直至混合均勻,混合均勻后就得到了本植物屑復合材料。本植物屑復合材料主要作為高溫高壓擠注或者壓制成型工藝中的原材料。