一種高強度無甲醛的環保型纖維板的生產方法
【專利摘要】本發明屬于人造板生產的【技術領域】，具體地說是一種高強度無甲醛的環保型纖維板的生產方法。它是在160-190℃條件下，將木素、低分子木素脫氫聚合物與秸稈顆粒混合均勻，然后進行熱壓成型，木素用量為原料總質量的10%-30%，低分子木素脫氫聚合物為原料總質量的5%-10%，余量為秸稈顆粒。本發明制備的纖維板首先不含甲醛，這是其最為顯著的特點，其次，本發明制備的纖維板具有較好的彈性模量和良好的抗水性能，這主要是木素具有剛性和抗水性所致。由于采用了DHP作為高效的交聯劑，使得廢木素及秸稈中三大主成分之間發生交聯，大大提高了纖維板的表面結合強度和內結合強度。本發明開發的生產工藝和產品均無甲醛污染。本發明的主要原料為農作物秸稈，原料價格低廉。由于采用干法工藝，生產過程不產生廢水和廢氣。
【專利說明】一種高強度無甲醛的環保型纖維板的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于人造板生產的【技術領域】，具體地說是一種高強度無甲醛的環保型纖維板的生產方法。它采用農作物秸桿為原料，以纖維微粒形式通過木素及木素脫氫聚合物(DHP)共同作用，達到提高纖維板的物理強度和抗水性能。
【背景技術】
[0002]自本世紀以來，世界人造板工業一直保持快速平穩發展，尤其在我國，人造板業的發展令世界矚目。在這之前，人們更習慣于木材原料的人造板，以致人造板行業一度成為森林資源的消費大戶。隨著國內外對于環保呼聲的高漲及我國對森林資源保護力度的加大，木材的供應漸趨緊張。同時，由于傳統人造板使用脲醒樹脂(Urea FormaldehydeResin, UF)、酌.醒樹脂(Phenolic Formaldehyde Resin, PF)和三聚氰氨甲醒樹脂(MelamineFormaldehyde Resin, MF)作為膠粘劑,在生產過程中以及人造板使用過程中不可避免會釋放的游離甲醛而污染環境，對人體造成巨大傷害。隨著人們對健康和生活品質的要求日益提高，國內外對人造板的生產標準更加嚴格。而房地產、家具、音響設備、裝修和裝飾、包裝、汽車等行業對人造板的需求仍具有龐大的市場，木材資源的緊缺、市場需求的發展以及人們對健康的促使生產者尋求一種依靠新原料新工藝制造的環境友好的高質量人造板。
[0003]我國屬于世界上貧林國家，木材供應不足，卻擁有豐富的農作物秸桿資源，每年收獲的秸桿除去用于造紙、飼料原料、造肥還田和收集損失，加上用于燃料的部分，還有2億多噸沒有利用。因此研究與開發農作物秸桿人造板，以緩解我國將長期面臨的木材供需矛盾具有重要的現實意義。
[0004]制漿造紙過程是脫除植物纖維中的木素而分離纖維素纖維并其生產紙張的過程，產生的大量廢木素大部分在堿回收過程中被燃燒掉，基本上沒有將其作為天然高分子材料進行高值化利用。而造紙廢木素作為可再生資源用于工業生產制備膠粘劑，已越來越受到科研人員的關注。木素具有優越的結構特性，來源廣泛，通過熱壓，可改進板內部膠合強度及其抗水性能，較傳統膠粘劑有價格低、綠色環保等巨大優勢。木素作為膠粘劑在人造板中的應用將大有發展空間。
[0005]美國專利公開的US 2011/0009530 Al《無甲醛木質纖維板的制造》(Formaldehyde-free Binders for Producing Wood Products)、US 7722712 B2《基于木質纖維的無甲醒粘合劑的制備》(Formaldehyde-free Adhesives and LignocellulosicComposites Made From the Adhesives),國內專利公開的CN101148056A《無甲醒復合稻桿板生產工藝方法和用途》、CN201998256U《無醛家具用纖維板》、CN1899783A《一種利用農作物秸桿生產板材的方法》，都在無甲醛板方面作了探索，但其對原料的處理、膠粘劑的選擇應用都存在一定不足，生產成本雖有降低，但降幅不大，同時其部分板材的結合強度、耐水性能、形變穩定性存在缺陷，約束了其在更多領域的應用；
[0006]與此同時，濕法壓板在人造的生產中仍有一席之地，但其工藝較干法復雜，而且存在廢水處理的問題。此外，漆酶的應用可以一定程度緩解了人造板甲醛釋放等問題，但目前由于漆酶的成本太高因而難以大規模生產。
【發明內容】
[0007]本發明的目的就是針對現有無甲醛的環保型纖維板的生產方法的缺陷，提供一種利用造紙廢木素為膠黏劑，以農作物秸桿纖維顆粒為基體生產高強度無甲醛的環保型纖維板的方法。
[0008]本發明的技術方案:它是在160_190°C條件下，將木素、低分子木素脫氫聚合物與秸桿顆粒混合均勻，然后進行熱壓成型，木素用量為原料總質量的10%-30%，低分子木素脫氫聚合物為原料總質量的5%-10%，余量為秸桿顆粒。熱壓壓力為3-7Mpa，保壓3_10分鐘后卸壓、冷卻、切邊。
[0009]本發明較好的技術方案是:所述的木素是將來自造紙廠的草漿廢木素平衡水分至質量含量10%，加熱干燥至絕干，粉碎至70-100納米，再將造紙廢木素平衡水分至10%。所述的低分子木素脫氫聚合物是以松柏醇為原料，以漆酶為催化劑，在pH=5.0和室溫的條件下反應4-6h，然后分離，干燥得到。所述的低分子木素脫氫聚合物制備的反應式如下:
[0010]
【權利要求】
1.一種高強度無甲醛的環保型纖維板的生產方法，它是將木素、低分子木素脫氫聚合物與秸桿顆粒混合均勻，然后進行熱壓成型，木素用量為原料總質量的10%-30%，低分子木素脫氫聚合物為原料總質量的5%-10%，余量為秸桿顆粒。
2.根據權利要求1所述的一種高強度無甲醛的環保型纖維板的生產方法，其中所述的木素是將來自造紙廠的草漿廢木素平衡水分至質量含量10%，加熱干燥至絕干，粉碎至70-100納米，再將造紙廢木素平衡水分至10%。
3.根據權利要求1所述的一種高強度無甲醛的環保型纖維板的生產方法，其中所述的低分子木素脫氫聚合物是以松柏醇為原料，以漆酶為催化劑，在PH=5.0和室溫的條件下反應4-6h，然后分離，干燥得到。
4.根據權利要求1或3所述的一種高強度無甲醛的環保型纖維板的生產方法，其中所述的低分子木素脫氫聚合物制備的反應式如下:
5.根據權利要求1所述的一種高強度無甲醛的環保型纖維板的生產方法，其中所述的秸桿顆粒是將稻草秸桿或玉米秸桿粉碎至50-80微米。
【文檔編號】B27N3/08GK103465339SQ201310435998
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月23日 優先權日:2013年9月23日
【發明者】謝益民, 王鵬, 范建云, 王磊, 王端, 溫世勛, 張光取 申請人:湖北工業大學