本發明涉及板材加工
技術領域：
，具體地說是一種木糖渣制備板材的工藝方法。
背景技術：
：膠合板、刨花板、密度纖維板等板材材料一般采用木質或木屑為原料制備而成，木質板材雖觸感較為舒適，但容易吸水膨脹或干燥變形，且木質板材強度不夠易起翹、脫層。以上制備板材的原料無論是木質還是木屑，都是利用森林資源，但近年來，隨著經濟的發展，人們環境保護意識的增強，能源消耗越來越大，森林資源越來越短缺、匱乏，國家對于“保護森林資源”的態度日益明朗，對森林采取限伐、禁伐措施的力度也一再加大，啟動并實施了“天保工程”，目前我國每年木材供應缺口4000萬立方米，板材生產行業也受到了巨大挑戰，需求量在增大，原材料在減少，尋求新型材料代替天然木材生產板材已成為板材行業圖生存、求發展的必然之選。木糖渣是以玉米芯、甘蔗渣、毛竹屑等農業廢棄物為原料生產木糖產品后產生的固體下腳料，其主要成分為纖維素和木質素，是一種非常好的可再生資源。我國目前木糖產能在20萬噸以上，每年可產生120萬噸的木糖渣，這些木糖渣的主要用途一部分是代替燃煤進行生物質發電，還有一部分是農民買去進行食用菌養殖，利用價值較低，因此，解決木糖渣的再利用、提高其附加值、變廢為寶是當前各企業急需解決的問題。關于木糖渣的深度綜合利用，中國專利201410579754.7公開了一種利用高沸醇為溶劑，在催化劑的作用下，有效分離木糖渣中的木質素的方法。中國專利201410785234.1公開了以木糖渣為原料，磷酸為活化劑，經預處理炭化、活化、洗滌干燥制備活性炭產品。中國專利201410558740.7公開了一種通過渾濁紅球菌高效利用木糖渣生產脂肪酸(生物柴油)的方法。中國專利201210547077.1公開了一種以木糖生產的下腳料木糖渣為原料，經羥基自由基活性氧為化學藥劑，經催化、氧化、漂白工藝制備微晶纖維素產品。中國專利201410168809.5公開了一種利用自絮凝酵母菌株發酵木糖渣酶解液生產乙醇的工藝路線。以上所有以木糖渣為原料生產木質素、活性炭、生物柴油、微晶纖維素、乙醇等產品都因工藝流程長且復雜，對環境、控制參數等要求苛刻，廢水排放量大，能耗高，成本高等因素，產業化受到很大的限制，大部分僅僅停留在實驗室研究階段。而以木糖渣為原料代替木質材料制備膠合板、刨花板、密度纖維板等板材的相關專利還未見報道。技術實現要素：本發明的技術任務是提供一種木糖渣制備板材的工藝方法。本發明的技術任務是按以下方式實現的，該木糖渣制備板材的工藝步驟如下：1)凈化：取木糖渣，加適量水稀釋至質量百分比濃度為5-10％，不斷持續攪拌，根據重力作用，木糖渣中的泥沙、石塊、磚塊、鐵塊雜質會沉降到底部，收集上層懸浮的木糖渣，得到凈化的木糖渣液；2)脫水：用脫水裝置除去凈化木糖渣液中的大部分水份，得到水份質量百分比含量為50-60％的脫水木糖渣；3)干燥、粉碎：在干燥裝置中，控制操作溫度為70-80℃，干燥脫水后的木糖渣，將其水份控制在質量百分比含量為5％以下，然后用粉碎機將其粉碎至100-200目，備用；4)酚醛樹脂膠液的制備：取一定量木糖渣，按其干物質質量的1:5-10加入質量百分比濃度為1-2％的氫氧化鈉溶液，在70-90℃下保溫攪拌反應2-4小時，使木糖渣中的木質素溶解在堿溶液中，利用板框過濾機將木質素液與纖維素分離，得到木質素的堿性溶液，再根據堿性溶液中木質素的量加入苯酚，并導入反應釜中，加熱至90-100℃，使苯酚液化，并與木質素攪拌混合均勻，然后降溫至70-80℃，第一次加入甲醛溶液，反應1-2小時后，再降溫至50-60℃后，第二次加入甲醛溶液，再反應1-2小時，最后加入尿素，以反應殘余的甲醛，0.5-1小時后得到紅棕色的酚醛樹脂膠液，備用；5)木糖渣板材的制備：將所述經過干燥、粉碎后的木糖渣和所述酚醛樹脂膠液進行混合，充分攪拌均勻后送入板鋪裝機中，當在網帶上形成密度均勻穩定、厚薄一致的板坯后，進行預壓操作，控制預壓壓力為10-20MPa，然后將板坯加熱到185-195℃，保持5-10分鐘后進行熱壓操作，控制熱壓壓力為2.5-3.5MPa，最后自然冷卻到室溫，取出產品，經鋸邊、企口加工、涂邊加工、檢測工序得到木糖渣板材成品。所述的步驟2)中脫水裝置為離心機或板框過濾機。所述的步驟3)中干燥裝置為真空干燥箱或流化床干燥機。所述的步驟4)中，苯酚加入量與堿性溶液中木質素的量質量比為1:1-1.5。所述的步驟4)中，第一次加入甲醛溶液的量為苯酚和干物木質素總質量的1.5-2.0倍；第二次加入甲醛溶液的量為苯酚和干物木質素總質量的0.1-0.5倍。所述的步驟4)中，尿素加入的量為第二次加入甲醛溶液質量的10-50％。所述的步驟5)中，經過干燥、粉碎后的木糖渣和酚醛樹脂膠液的質量比為1:1-1.5。本發明的木糖渣制備板材的工藝方法和現有技術相比，具有以下有益效果：1)木糖渣板材的開發利用可以有效地利用生產木糖產品產生的廢渣，減少森林的砍伐和木材進口，變廢為寶，使用的酚醛樹脂膠液在制備過程中利用部分木糖渣代替苯酚，開發成本更加低廉，具有更高的附加值。2)生產工藝簡單，節能環保，產品具有多孔、輕質、高強等特征，可用于內墻裝飾、墻體隔音、保溫層等領域，適應了市場需求，應用范圍廣，市場前景好，同時，原料來源廣，開發成本低，具有良好的社會效益和經濟效益。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明。實施例1：1)木糖渣的凈化：取100kg干基木糖渣，加1900kg工業水稀釋至質量百分比濃度為5％，不斷持續攪拌，根據重力作用，木糖渣中的泥沙、石塊、磚塊、鐵塊等雜質會沉降到底部，收集上層懸浮的木糖渣，得到凈化的木糖渣液1800kg；2)脫水：用離心機除去凈化木糖渣液中的大部分水份，得到水份質量百分比含量為50％的脫水木糖渣180kg；3)干燥、粉碎：利用真空干燥箱干燥脫水后的木糖渣，控制操作溫度為70℃，干燥至其水份質量百分比含量為4.5％，然后用萬能粉碎機將其粉碎至100目，得到粉碎后的木糖渣94kg，備用；4)酚醛樹脂膠液的制備：取1000kg干基木糖渣，按其干物質質量的1:5加入質量百分比濃度為1％的氫氧化鈉溶液5000kg，在90℃下保溫攪拌反應4小時，使木糖渣中的木質素溶解在堿溶液中，利用板框過濾機將木質素液與纖維素分離，得到木質素的堿性溶液5300kg，其中干基木質素占305kg，再加入234kg苯酚產品，導入反應釜中，加熱至90℃，使苯酚液化，并與木質素攪拌混合均勻，然后降溫至70℃，加入876kg甲醛溶液，反應2小時后，再降溫至50℃后，第二次加入292kg甲醛溶液，再反應1小時，最后加入146kg尿素，以反應殘余的甲醛，約1小時后得到紅棕色的酚醛樹脂膠液6800kg，備用；5)木糖渣板材的制備：將94kg經過干燥、粉碎后的木糖渣和123kg酚醛樹脂膠液混合，充分攪拌均勻后送入板鋪裝機中，當在網帶上形成密度均勻穩定、厚薄一致、具有一定密實度的板坯后，進行預壓操作，控制預壓壓力為10MPa，然后將板坯加熱到185℃，保持10分鐘后進行熱壓操作，控制熱壓壓力為3.5MPa，最后自然冷卻到室溫，取出產品，經鋸邊、企口加工、涂邊加工、檢測工序得到木糖渣板材成品。實施例2：1)木糖渣的凈化：取100kg干基木糖渣，加900kg工業水稀釋至質量百分比濃度為10％，不斷持續攪拌，根據重力作用，木糖渣中的泥沙、石塊、磚塊、鐵塊等雜質會沉降到底部，收集上層懸浮的木糖渣，得到凈化的木糖渣液950kg；2)脫水：用板框過濾機除去凈化木糖渣液中的大部分水份，得到水份質量百分比含量為60％的脫水木糖渣160kg；3)干燥、粉碎：利用流化床干燥機干燥脫水后的木糖渣，控制操作溫度為80℃，干燥至水份質量百分比含量為4％，然后用萬能粉碎機將其粉碎至200目，得到粉碎后的木糖渣100kg，備用；4)酚醛樹脂膠液的制備：取500kg干基木糖渣，按其干物質質量的1:10加入質量百分比濃度為2％的氫氧化鈉溶液5000kg，在70℃下保溫攪拌反應2小時，使木糖渣中的木質素溶解在堿溶液中，利用板框過濾機將木質素液與纖維素分離，得到木質素的堿性溶液5200kg，其中干基木質素占225kg，再加入225kg苯酚產品，導入反應釜中，加熱至100℃，使苯酚液化，并與木質素攪拌混合均勻，然后降溫至80℃，加入900kg甲醛溶液，反應1小時后，再降溫至60℃后，第二次加入45kg甲醛溶液，再反應2小時，最后加入4.5kg尿素，以反應殘余的甲醛，約0.5小時后得到紅棕色的酚醛樹脂膠液6300kg，備用；5)木糖渣板材的制備：將100kg經過干燥、粉碎后的木糖渣和100kg酚醛樹脂膠液混合，充分攪拌均勻后送入板鋪裝機中，當在網帶上形成密度均勻穩定、厚薄一致、具有一定密實度的板坯后，進行預壓操作，控制預壓壓力為20MPa，然后將板坯加熱到195℃，保持5分鐘后進行熱壓操作，控制熱壓壓力為2.5MPa，最后自然冷卻到室溫，取出產品，經鋸邊、企口加工、涂邊加工、檢測工序得到木糖渣板材成品。實施例3：1)木糖渣的凈化：取100kg干基木糖渣，加1230kg工業水稀釋至質量百分比濃度為7.5％，不斷持續攪拌，根據重力作用，木糖渣中的泥沙、石塊、磚塊、鐵塊等雜質會沉降到底部，收集上層懸浮的木糖渣，得到凈化的木糖渣液1300kg；2)脫水：用板框過濾機除去凈化木糖渣液中的大部分水份，得到水份質量百分比含量為55％的脫水木糖渣170kg；3)干燥、粉碎：利用真空干燥箱干燥脫水后的木糖渣，控制操作溫度為75℃，干燥至水份質量百分比含量為4.7％，然后用萬能粉碎機將其粉碎至150目，得到粉碎后的木糖渣98kg，備用；4)酚醛樹脂膠液的制備：取500kg干基木糖渣，按其干物質質量的1:7.5加入質量百分比濃度為1.5％的氫氧化鈉溶液3750kg，在80℃下保溫攪拌反應3小時，使木糖渣中的木質素溶解在堿溶液中，利用板框過濾機將木質素液與纖維素分離，得到木質素的堿性溶液3900kg，其中干基木質素占240kg，再加入160kg苯酚產品，導入反應釜中，加熱至95℃，使苯酚液化，并與木質素攪拌混合均勻，然后降溫至75℃，加入700kg甲醛溶液，反應1.5小時后，再降溫至55℃后，第二次加入120kg甲醛溶液，再反應1.5小時，最后加入36kg尿素，以反應殘余的甲醛，約45分鐘后得到紅棕色的酚醛樹脂膠液4900kg，備用；5)木糖渣板材的制備：將98kg經過干燥、粉碎后的木糖渣和147kg酚醛樹脂膠液混合，充分攪拌均勻后送入板鋪裝機中，當在網帶上形成密度均勻穩定、厚薄一致、具有一定密實度的板坯后，進行預壓操作，控制預壓壓力為15MPa，然后將板坯加熱到190℃，保持7.5分鐘后進行熱壓操作，控制熱壓壓力為3.0MPa，最后自然冷卻到室溫，取出產品，經鋸邊、企口加工、涂邊加工、檢測工序得到木糖渣板材成品。以木糖渣為原料試制的木糖渣板材，按照《GB/T4897-2015刨花板》、《GB18580-2008室內裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》檢測，其檢測數據見表1：表1木糖渣板材的檢驗結果檢驗內容單位標準技術要求檢驗結果含水率％4-137密度g/cm30.4-0.90.7靜曲強度MPa≥1420彎曲彈性模量MPa≥18002850內結合強度MPa≥0.40.99表面結合強度MPa≥0.81.312h吸水厚度膨脹率％≤8.03.6表面握釘力N≥11001322.6側邊握釘力N≥7001166.9甲醛釋放量Mg/100g≤0.35(超E0級)0.06備注：1MPa＝1N/mm2由表1可以看出，本發明制備的木糖渣板材，完全符合GB/T4897-2015、GB18580-2008的標準要求。表2木糖渣板材與木質刨花板、木質中密度纖維板的力學性能對比表(單位：N/mm2)品名扭曲強度(MOR)彈性模量(MOE)內部粘合力(IB)木質刨花板≥15.0≥2500≥0.35木質中密度纖維板≥24.0≥2400≥0.60木糖渣板材≥18.7≥3000≥1.33由表2可以看出，本發明制備的木糖渣板材在力學、機械性能方面全面優于木質刨花板，部分性能超過木質中密度纖維板，木糖渣板材完全可以取代木質中密度纖維板和木質刨花板。通過上面具體實施方式，所述
技術領域：
的技術人員可容易的實現本發明。但是應當理解，本發明并不限于上述的幾種具體實施方式。在公開的實施方式的基礎上，所述
技術領域：
的技術人員可任意組合不同的技術特征，從而實現不同的技術方案。當前第1頁1 2 3