專利名稱：：秸稈/塑料復合材料的生產方法
技術領域：
：本發明涉及農作物秸稈的處理、利用
技術領域：
，是一種將秸稈粉碎處理后，與塑料混合生產秸稈／塑料復合材料的方法。我國是一個農業大國，農業生產過程所產生的農作物秸稈資源極為豐富，如何將秸稈資源積極有效地利用起來為人類服務，是一個極其重要而又有深遠意義的課題。據了解，目前對秸稈的處理、利用主要采用焚燒、造紙、氣化等三種方法。秸稈焚燒處理是一種最原始的處理方式，它不僅污染環境，而且浪費資源，是國家嚴令禁止的。秸稈造紙雖然能夠產生較好的經濟效益，不失為一種利用秸稈資源的好方法，但在造紙過程中產生的“三廢”嚴重污染環境。氣化是將秸稈在高溫下不完全燃燒產生的氣體收集作為燃料使用。該方法雖然能使秸稈資源得到有效地利用，但生產成本高、效率低，經濟效益差，同時也存在環境污染問題。另外，我國森林資源匱乏，加之森林保護法實施力度逐漸加強，這將造成我國在今后較長一段時間內木材供應量大幅度減少，因此，迫切需要開發新型材料替代木材。本發明的目的之一是克服已有技術的缺點，擬提供一種新的處理、利用秸稈的方法，即將秸稈加入到塑料中來制作秸稈／塑料復合材料，使之既有效地利用秸稈資源，又不會污染環境，且所生產的復合材料兼有木材特性，又優于木材，可作為木材廣泛使用，并價格低廉。本發明的目的之二是在上述基本構思的基礎上，提供一種生產秸稈／塑料復合材料的具體方法。本發明的目的之一是由這樣一種技術解決方案達到即將粉碎處理后的秸稈用表面處理劑處理后，再與塑料一起加熱熔融混合，然后用壓機壓制成板材，或用擠出機或注塑機直接成型制成產品。本發明的目的之二擬提供的生產秸稈／塑料復合材料的具體方法如下①將秸稈粉碎為粒度30～80目后，在60～80℃下干燥0．5～4小時；②在秸稈粉中加入按秸稈粉用量計質量為0．5～10％的表面處理劑混勻，并在溫度60～170℃下處理5～10分鐘；③將處理后的秸稈20～85％(質量)與塑料15～80％(質量)一起，在溫度130～200℃下熔融混合5～20分鐘；④將混勻的物料用壓機直接壓制成板材，壓制溫度為160～190℃，壓制時間為0．2～1小時，壓制壓力為3～5MPa，或者將混勻的物料冷卻粉碎后，再用擠出機或注塑機成型，成型溫度為130～190℃，螺桿轉速30～100轉／分。其中所用秸稈可選用稻稈、麥稈、高粱稈和玉米稈等，最好選用稻稈和麥稈。所用的表面處理劑可選用脲醛樹脂、鈦酸酯偶聯劑、馬來酸酐接枝聚乙烯和馬來酸酐接枝聚丙烯等。所用的塑料可選用聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯等熱塑性塑料，其中可含有0～30％(質量)的回收塑料。本發明與已有技術相比，具有以下優點1．由于本發明在整個生產過程無有害氣體、廢水、殘渣產生，加之所生產的秸稈／塑料復合材料在使用過程中無甲醛等有害氣體釋放，因此不會造成環境污染和給人體帶來損害，是一種值得推崇的秸稈綠色環保處理方法和綠色環保材料。2．由于本發明秸稈處理量大，其用量最高可達85％，而且其來源豐富、成本低廉，因而不僅可節省大量價格較為昂貴的塑料，降低純塑料制品的成本，而且還為秸稈資源的有效利用開辟了一條新的途徑。3．本發明方法工藝簡單、易行，不需要專門的設備，一般塑料廠就可實施。即使新建一條年產100萬平方米的地板基材生產線，只需投資500萬元，一年就可獲利1000～2000萬元(按地板基材售價每平方米35元計)，故投資小，經濟效益高。4．本發明生產的秸稈／塑料復合材料，不僅可以象木材一樣鋸、刨、打孔和油漆，而且機械強度高，吸水性比木材小，尺寸穩定性比木材好，還具有阻燃性，由于其綜合性能優于中、高密度纖維板(見表1)，因此可替代中、高密度纖維板用于強化復合地板基材、家具、裝飾材料等。下面給出實施例并作進一步說明，但本發明不局限于這些例子。實施例一①將選用的麥稈用飼料粉碎機粉碎，30目篩子過篩后，在溫度80℃下干燥2小時以除去其中所含的水份。②將干燥后的麥稈粉倒入高速捏合機中，加入按麥稈粉總量計質量為0．5％的鈦酸酯偶聯劑混勻，并在溫度60℃下處理10分鐘，以增強秸稈與塑料界面間的相互作用，提高結合力。③將經表面處理劑處理的麥稈粉60％(質量)和聚氯乙烯塑料40％(質量)一起，在溫度180℃下，于雙輥開煉機上混合15分鐘塑化后拉成片。④將物料片在80℃下干燥2小時后，疊成一定厚度，用壓機壓制成板材，壓制溫度180℃，壓制時間0．5小時，壓制壓力3MPa，板厚度為4毫米，板材的主要性能如表1所示。實施例二①將選用的麥稈用飼料粉碎機粉碎，80目篩子過篩后，在溫度80℃下干燥2小時。②將干燥后的麥稈粉置于高速捏合機中，加入按麥稈粉總量計質量為10％的脲醛樹脂混勻，并在溫度60℃下處理5分鐘。③將經表面處理劑處理的麥稈粉60％(質量)和聚乙烯塑料40％(質量)一起，在溫度165℃下，于密煉機中熔融混合10～15分鐘出料。④待冷卻后將團塊料用塑料粉碎機粉碎得粒料，粒料的粒徑控制在1～2毫米。所獲粒料經80℃，2小時干燥，用注塑機注塑成型得最終制品，成型溫度130～180℃。實施例三①將選用的麥稈用飼料粉碎機粉碎，80目篩子過篩后，在溫度60℃下干燥4小時。②將干燥后的麥稈粉置于高速捏合機中，加入按麥稈粉總量計質量為5％的馬來酸酐接枝聚丙烯粗混合，再將其置于密煉機中熔融混勻，溫度170℃，時間5分鐘。③將經表面處理劑處理的麥稈粉60％(質量)，加入40％(質量)的聚丙烯塑料，保持溫度170℃，再熔融混合10分鐘出料。④待冷卻后將團塊料用塑料粉碎機粉碎得粒料，粒料的粒徑控制在1～2毫米。所獲粒料在80℃下干燥1小時后，用注塑機注塑成型得最終制品，成型溫度130～185℃。實施例四①將選用的稻稈用飼料粉碎機粉碎，60目篩子過篩后，在溫度60℃下干燥4小時。②將干燥后的稻稈粉置于高速捏合機中，加入按稻稈粉總量計質量為1％的鈦酸酯偶聯劑混合，并在溫度60℃下處理10分鐘。③將經表面處理劑處理過的稻稈粉70％(質量)和聚丙烯塑料30％(質量)一起，在溫度170℃下，于雙輥開煉機中混合10～20分鐘，待塑化均勻后下片。④將物料片在80℃下干燥2小時后，疊成一定厚度，再在壓機上壓制成4毫米厚的板材。壓制溫度170℃，壓制時間20～30分鐘，壓制壓力3MPa。實施例五①將選用的麥稈和稻稈各50％用飼料粉碎機粉碎，60目篩子過篩后，在溫度70℃下干燥1小時。②將干燥后的稻、麥稈粉置于高速捏合機中，加入按稻、麥稈粉總量計質量為1％的鈦酸酯偶聯劑混勻，并在溫度60℃下處理10分鐘。③將經表面處理劑處理過的稻、麥稈粉共50％(質量)和聚乙烯塑料50％(質量)，其中回收聚乙烯占塑料總組分30％(質量)一起，在溫度130～180℃于雙螺桿擠出機上熔融混合擠出，造粒得粒料。④該粒料通過在60℃下，干燥2小時后，用注塑機注塑成型得最終制品，成型溫度為130～180℃。表1<tablesid="table1"num="001"><table>測試項目測試標準秸稈／塑料復合材料中密度纖維板(特級標準)吸水率(％)GB1034-890．5≤15密度(g／cm3)GB1033-891．4≥1．0含水量(％)GB1034-890．104～10彎曲強度(MPa)GB11718．8-895929平面拉伸強度(MPa)GB11718．7-893．050．62彈性模量(MPa)GB11718．8-8943082070斷裂伸長率(％)GB1040-7910／</table></tables>權利要求1．一種秸稈／塑料復合材料的生產方法，其特征在于將粉碎處理后的秸稈用表面處理劑處理后，再與塑料一起加熱熔融混合，然后用壓機壓制成板材，或用擠出機或注塑機直接成型。2．根據權利要求1所述的秸稈／塑料復合材料的生產方法，其特征在于①將秸稈粉碎為粒度30～80目后，在60～80℃下干燥0．5～4小時；②在秸稈粉中加入按秸稈粉總量計質量為0．5～10％的表面處理劑混勻，并在溫度60～170℃下處理5～10分鐘；③將處理后的秸稈粉20～85％(質量)與塑料15～80％(質量)一起，在溫度130～200℃下熔融混合5～20分鐘；④將混勻的物料用壓機直接壓制成板材，壓制溫度為160～190℃，壓制時間為0．2～1小時，壓制壓力為3～5MPa，或者將混勻的物料冷卻粉碎后，再用擠出機或注塑機成型，成型溫度為130～190℃，螺桿轉速30～100轉／分。3．根據權利要求1或2所述的秸稈／塑料復合材料的生產方法，其特征在于秸稈可選用稻稈、麥稈、高粱稈和玉米稈等，最好選用稻稈和麥稈。4．根據權利要求1或2所述的秸稈／塑料復合材料的生產方法，其特征在于表面處理劑可選用脲醛樹脂、鈦酸酯偶聯劑、馬來酸酐接枝聚乙烯和馬來酸酐接枝聚丙烯等。5．根據權利要求1或2所述的秸稈／塑料復合材料的生產方法，其特征在于塑料可選用聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯等熱塑性塑料。6．根據權利要求1或2所述的秸稈／塑料復合材料的生產方法，其特征在于所使用的塑料中可含有0～30％(質量)的回收塑料。7．根據權利要求5所述的秸稈／塑料復合材料的生產方法，其特征在于所使用的塑料中可含有0～30％(質量)的回收塑料。全文摘要本發明提供的秸稈/塑料復合材料的生產方法,是將粉碎處理后的秸稈用表面處理劑處理后,再與塑料一起加熱熔融混合,然后用壓機壓制成板材或用擠出機或注塑機直接成型。本發明方法簡單、易行,不需要專門設備,生產過程無“三廢”產生,而且秸稈處理量大,投資小,生產效率高;所獲材料成本低,綜合性能優越,可替代中、高密度纖維板用于強化復合地板基材、家具、裝飾材料等領域,同時也為秸稈的有效利用開拓了一條新的途徑。文檔編號C08J5/18GK1281875SQ9911503公開日2001年1月31日申請日期1999年7月23日優先權日1999年7月23日發明者李忠明,楊鳴波,馮建民申請人:四川大學