[发明专利]利用豆渣制备木塑材料的方法

说明书

本发明公开了一种利用豆渣制备木塑材料的方法，包括首先将豆渣粉末脱脂、热碱处理改性，然后与植物纤维粉、热塑型塑料、相容剂、无机矿粉、润滑剂混匀后于150～180℃下热熔混合，最后热压，冷压制得木塑材料。本发明首次通过脱脂、碱解改性豆渣、添加植物纤维粉、高温熔融外加高压的工艺制备得到木塑材料，大幅提高了木塑材料的性能，可达到市场要求标准，且低能耗，低污染，低成本，操作简单，对豆渣木塑材料性能优化方面给出了一条可行之路。

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种利用豆渣制备木塑材料的方法。

背景技术

豆渣，作为大豆加工业的生物废弃物，其仍有很高的经济价值。当前我国每年约产2000万T的豆渣废料，通常只用作饲料或者直接丢弃，没有得到很好的开发利用。豆渣中膳食纤维和蛋白含量占比为80％以上，如何合理高效的利用豆渣成为大豆加工业亟待解决的问题。

木塑材料(WPC)是用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑型材料。它相比于传统的木材和塑料，具有防腐、防潮、尺寸稳定性高、可加工性强等优点。

由于木塑复合材料是以木纤维或植物纤维与塑料复合得到，这种材料主要受塑料性能的制约。由于纤维在高温下会分解炭化，在木塑复合材料的加工中通常采用的是熔点温度较低的聚乙烯和聚丙烯酸甲酯等塑料。由于豆渣成份驳杂，有大量极性亲水基团，与塑料粒子界面相容性差，无法制备出性能达到使用标准的复合材料。

中国台湾专利申请200535184公开了一种由木质纤维与聚烯物组成的木复材，其以聚烯物为基体并与适当比例的木质纤维物混合，并以有机不饱和硅烷物与聚烯烃接枝有机酸物对其改性，使其彼此之间得以经化学反应产生键结以提升该木复材的物性和化性，其中的木质纤维可以为木粉、豆粉、豆渣、麦粉、花生壳等。该专利利用硅烷偶联剂对木质纤维进行改性，能耗高、污染环境、成本高。

基于上述背景技术的不足，开发出一种可达到市场要求标准，并且低能耗，低污染，低成本，更适于生产的利用豆渣制备木塑材料的方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用豆渣制备木塑材料的方法，该方法通过脱脂、碱解改性豆渣、添加植物纤维粉、通过高温熔融外加高压的工艺制备得到木塑材料，大幅提高了木塑材料的性能，可达到市场要求标准，且低能耗，低污染，低成本，操作简单，对豆渣木塑材料性能优化方面给出了一条可行之路。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种利用豆渣制备木塑材料的方法，包括如下步骤：

(1)将干燥的豆渣粉末粉碎，浸提脱脂，收集沉淀，干燥；

(2)将热碱溶液处理后的豆渣粉末烘干粉碎收集；

(3)将30～45重量份的热碱处理过的豆渣粉末、5～15重量份的植物纤维粉、35～40 重量份的热塑型塑料、3-5重量份的相容剂、5～10重量份的无机矿粉、1～2重量份的润滑剂混匀；

(4)在150～180℃下热熔，混合；

(5)热压，冷压，制备得到木塑材料。

步骤(2)中，所述的热碱溶液处理是将豆渣粉末加水溶解，豆渣粉末与水的质量体积比为1∶20～1∶100g/mL，调节pH为11～13，60℃～80℃反应，过滤。

步骤(3)中，将30重量份的热碱处理过的豆渣粉末、7.5重量份的木粉、7.5重量份的棉麻纤维粉、40重量份的高密度聚乙烯5000S、3重量份的马来酸酐接枝聚丙烯、 1重量份的硬脂酸、1重量份的亚乙基双硬脂酸酰胺、10重量份的碳酸钙粉末混合均匀。

步骤(4)中，通过开放式混炼机制样，热熔混匀。