[发明专利]一种废木材/稻壳粉/PHA复合环保硬质板材的制备方法

说明书

本发明公开了一种废木材/稻壳粉/PHA复合环保硬质板材的制备方法，主要由废木材、稻壳粉、聚羟基脂肪酸酯(PHA)原料组成。首先将废木材粉碎制得木粉，并对制得的木粉和稻壳粉进行碱处理，再将处理后的木粉和稻壳粉与PHA混合，并加入偶联剂使两种材料很好的相容，最后通过热压成型的方式制得环保板材。通过该方法制得的硬质板材其力学性能较佳且降解性能较好十分环保，可广泛应用在装饰和家具等领域，并且该产品无毒无害。

技术领域

本发明涉及生物塑料技术领域，具体是关于一种废木材/稻壳粉/PHA复合环保硬质板材的制备方法。

背景技术

各行各业都有对木材及其制品的需求，同时也产生了大量木质废料，而这种废料的一个主要特点就是多数都是一些木材加工后的边角料、日常用品或者散落在地上的废弃树枝，他们是以零散的、被人忽视的状态下当做垃圾处置的。我国是有着十几亿人口的大国，木材废料数量极为惊人。仅在木材加工过程中，就会产生15％-30％的加工剩余的木材废料，再加上其他领域产品的木材废料日积月累，数字是惊人的。如何充分利用这些木质废料是我们需要重视的。

稻壳来源丰富，利用农作物剩余物稻壳制造木塑复合材料，可以降低成本，节约大量木材，从而使农作物剩余物变废为宝。但是，稻壳在结构和化学组成等方面与木材存在很大差异，稻壳的颗粒短小，颗粒之间交织结合程度差，稻壳呈瓢状结构偶联剂难以渗透到其内部，从而难以发生反应；稻壳的外表面覆盖有光滑、致密、斥水性的二氧化硅膜圈，造成稻壳不易与偶联剂相吸附，对复合材料的物理力学性能有不利影响。

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是微生物主要利用玉米淀粉等多糖类有机物，通过各种发酵作用产生的生物质高分子材料，作为微生物细胞内的碳和能量的储存物质而存在。PHA具有与传统塑料如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)相类似的力学性能，在自然界又可以完全降解，因此具有良好的应用前景。然而，PHA相对较高的玻璃转化转变温度(Tg)和熔点，热稳定性较差、易降解，尤其是其生产成本过高等因素，大大限制了PHAs的应用。为了解决这些问题，研究者在PHA内添加适量廉价的植物纤维(麻类、木粉、秸秆等)，这样既可以改善材料的力学性能，又能大大降低生产成本，使得PHA塑料的应用范围更加广泛。

现有的一些技术是将PHB、PHAV、木纤维、氧化铁红及硬脂酸钙共混挤出或注塑成型。现有的技术存在主要的一个问题是天然纤维与PHA塑料的界面相容性较差，且力学性能和热稳定性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就在于提供一种废木材/稻壳粉/PHA复合环保硬质板材的制备方法，通过该方法制得的硬质板材其力学性能较佳且降解性能较好十分环保，可广泛应用在装饰和家具等领域，并且该产品无毒无害。

为了实现本发明的目的和优点，本发明通过以下技术方案实现：

一种废木材/稻壳粉/PHA复合环保硬质板材，由以下原料组成：废木材、稻壳粉、聚羟基脂肪酸酯(PHA)，通过首先将废木材粉碎制得木粉，并对制得的木粉和稻壳粉进行碱处理，再将处理后的木粉和稻壳粉与PHA混合，并加入偶联剂使两种材料很好的相容，最后通过热压成型的方式制得环保板材。

一种废木材/稻壳粉/PHA复合环保硬质板材的制备方法，包括以下步骤：

第一步，原料制备：用粉碎机将废木材粉碎，通过标准筛分离后取80-120目，稻壳粉分选去杂，经粉碎机粉碎筛子去粗，并在50-80℃下干燥至恒重；

第二步，木粉与稻壳粉预处理：稻壳粉和木粉在50-80℃下恒温干燥2h，冷却至室温后取出，分别放入3％wt的NaOH溶液中常温浸泡0.5h后，用自来水反复冲洗，改用蒸馏水冲洗，直至淋洗液呈中性为止，于60℃恒温干燥至恒重；将碱处理后的木粉、稻壳粉分别浸泡在偶联剂4％-8％KH-550乙醇溶液中，KH-550∶木粉和KH-550∶稻壳粉质量比均为1∶1，浸泡5分钟后取出，在室温下放置1h；然后将木粉与稻壳粉按3-5∶1-3的比例在高速混合机中混合，于50-80℃干燥至恒重备用；