一種棕櫚絲增韌的高密度復合纖維及其制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及木質材料深加工技術領域，特別是一種棕櫚絲增韌的高密度復合纖維及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來，我國中、高密度纖維板業發展非常迅速，原來的硬質纖維板已逐步被中高密度纖維板所取代。中纖板企業對木材原料的依賴性很大，木材原料成本占到生產成本的45%左右，木材原料緊缺已經嚴重影響到了纖維板的生產。就中高密度纖維板生產的要求而言，為10年以上，竹子的再生周期也在3-5年，而農作物秸桿的再生周期為I年或者不到I年，從資源的利用效率來說，農作物的秸桿最有利。我國是農業大國，具有豐富的農作物秸桿資源，但是目前我國秸桿資源的利用率僅為33%，其余大部分秸桿被作為廢棄物焚燒掉或是僅作為燃料，不僅造成了自然資源的浪費，而且加重環境污染。采用廉價的和可再生性強的農作物纖維代替木材原料，已經逐漸成為中、高密度纖維板發展的一個方向。但是以農作物為代表的草本植物纖維則短而細，在一定程度上限制了草纖維板的機械強度。草本植物莖桿有機溶劑抽出物的含量明顯比木材原料的低，但主要成分是蠟質，伴以少量的高級脂肪酸、高級醇等，加上禾本科植物莖桿、葉片表皮細胞硅質化程度很高，秸桿表面的蠟質層和二氧化硅含量高，不利于膠黏劑的浸潤，導致了傳統的脲醛樹脂對秸桿碎料的膠合不良。這就要求利用農作物秸桿等草本植物纖維制造高密度纖維板時，必須解決現有工藝中存在的傳統膠黏劑膠合不良、耐水性差、強度差的缺陷。
[0003]酚醛樹脂、脲醛樹脂和三聚氰胺樹脂膠黏劑是甲醛系列膠三種典型代表，使用三醛膠最突出的問題是游離甲醛釋放。三醛膠系列人造板在生產及其產品使用的前3-15年中會不斷釋放出游離甲醛，嚴重危害人體健康。國內外對無甲醛密度板等人造板產品的需求日益高漲。生產實踐中發現，水性聚氨酯膠黏劑等不含甲醛的膠黏劑應運而生，并且市場占有率越來越高，但是由于價格較高，利用其作為膠粘劑必然會帶來密度纖維板的生產成本的增加，但是在采用農作物秸桿、木材邊角料等原料的前提下能夠節省一部分成分，這樣既不會造成成本的增加，也會生產中安全環保的產品，值得在市場上推廣。
[0004]隨著高密度纖維板的不斷發展，僅僅是強度、耐水性已經遠遠達不到市場發展的需求，這就要求不斷的開發各種性能的板材，以滿足市場的需求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種棕櫚絲增韌的高密度復合纖維及其制備方法。
[0006]本發明首先利用氫氧化鈉浸泡農作物秸桿，能夠降低秸桿表層的蠟質層，制成灰分含量低的秸桿纖維，再將秸桿纖維與木纖維混合后用粉碎的棕櫚絲、尿素、硅烷偶聯劑、氫氧化鎂等復配處理，提高混合纖維的強度、防火性、融合性、一致性，這樣處理后的纖維與水性聚氨酯膠黏劑能夠緊密結合，不易分層，質量穩定均一，強度高。
[0007]為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施: 一種棕櫚絲增韌的高密度復合纖維，由下列重量份的原料制備制成:農作物秸桿42-45、木材邊角料30-32、濃度為2%的氫氧化鈉適量、硅烷偶聯劑kh450 2-2.5、棕櫚絲10-12、尿素3-4、十溴二苯乙烷2-3、氫氧化鎂3-4、濃度為95%的乙醇66-70、水性聚氨酯膠黏劑7-8、乳化石蠟1.5-2、水適量；
本發明所述一種棕櫚絲增韌的高密度復合纖維，由以下具體步驟制成:
(1)將農作物秸桿清洗后放入烘箱中烘至含水量為20%-30%，冷去后將其切成3-4厘米的小段，然后加入3倍量的濃度為2%的氫氧化鈉，以60轉/分的速度攪拌2-3小時后過濾，取濾渣水洗至中性，得農作物秸桿纖維；
(2)將木材邊角料送入木材削片機中切成不規則的小木片，在155-165°C條件下用飽和蒸汽(壓力為0.75MPa)對木片進行蒸煮，待木片軟化后送入熱磨機中，在同樣的溫度下，1200-1400轉/分的攪拌速度作用下，磨成木纖維，與步驟(I)得到的農作物秸桿纖維混合得到混合纖維；
(3)將尿素加熱至恪融，加入十溴二苯乙燒、氫氧化鎂，攪拌均勻后干燥，與棕櫚絲混合后粉碎至過300目篩，將混合粉末中加入加入溶于濃度為95%的乙醇的硅烷偶聯劑kh450，將混合纖維浸泡其中，20-30分鐘后撈出，晾干后放在烘箱中，在85-95°C的條件下烘干30分鐘，取出待其自然冷卻后得到表面改性的混合纖維；
(4)首先將乳化石蠟與水性聚氨酯膠黏劑混合，常溫下攪拌均勻后制成混合漿料待用；將步驟(3 )得到的表面改性的混合纖維經過混合攪拌器將纖維打散后加入一半量的混合漿料，充分攪拌均勻，然后將拌勻后的物料送入噴霧攪拌機中，繼續噴入另一半混合漿料，即得熱壓前的混合纖維；
(5)將熱壓前的混合纖維均勻地鋪裝在滿足工藝要求的板坯中，控制纖維板的厚度，在平板硫化機上先預壓，然后經連續輥預壓，得到預成型板坯，再將預成型板坯送入熱壓機進行熱壓成型(控制熱壓溫度為180-210°C，成型壓力為40kg/cm2，保壓時間為3-4分鐘)即得本發明產品。
[0008]本發明的有益效果是:與現有技術相比，本發明首先用堿處理農作物秸桿制成秸桿纖維，將木材邊角料制成木纖維，然后用棕櫚絲和阻燃劑等與硅烷偶聯劑復配后對混合纖維進行表面處理，能夠消除表面的內應力，從而提高混合纖維的粘結強度、韌性、阻燃性；本發明將水性聚氨酯膠黏劑與乳化石蠟共混制成處理漿料，一部分與混合纖維共混，一部分噴涂在混合纖維表面，這樣的處理工藝能夠使處理漿料很好的滲透到纖維與纖維之間，防水防潮效果顯著，防止纖維板開裂、翹曲，延長使用壽命。
[0009]本發明將尿素加熱至熔融，與十溴二苯乙烷、氫氧化鎂等制成阻燃劑添加到混合纖維的改性劑中，能夠提高產品的阻燃防火效果，產品使用可替代木材的農作物秸桿、棕櫚絲、木材邊角料，節約了大量的森林資源，采用零甲醛的水性聚氨酯作為