CN101186047A

CN101186047A - 改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法

Info

Publication number: CN101186047A
Application number: CNA2007101644504A
Authority: CN
Inventors: 盛奎川; 吕谷来; 方坤; 李永辉
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2027-12-11
Also published as: CN100558520C

Abstract

本发明公开了一种改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，包括以下步骤：1)调胶：在88份改性试剂溶液中加入1份聚氧丙烯甘油醚，然后再逐渐添加10份大豆分离蛋白，搅拌2～3h；接着加入1份山梨酸钾作为防腐剂，搅拌均匀；2)施胶：将竹纤维与改性大豆蛋白胶粘剂均匀混合；3)热压：调节步骤2)所得物的含水率为24～27％，得板坯；然后将板坯热压成型，得竹纤维板。使用本发明的方法能实现纤维板的无醛化生产，从而提升纤维板产品的质量档次。

Description

改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法

技术领域

本发明涉及一种改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备工艺，尤其涉及一种环境友好型中密度纤维板的制备工艺，属于人造板领域。

背景技术

纤维板结构均匀，密度适中，表面平滑光整，具有良好的加工性能，因此被广泛用于家具制造业和建筑业。目前被广泛用于纤维板制备的原料为木质纤维和脲醛树脂。但是随着森林资源的过渡砍伐，如何保证充足的原料供给，已成为一个重要的社会和经济问题。另外，脲醛树脂来源于不可再生的石化资源，在湿热环境下容易释放出游离甲醛，严重污染环境，危害人类健康。随着原油价格的不断上涨和人们对自身及环境安全问题的日益关注，这一问题变的更为严峻。基于可再生资源的环境友好型人造板的研究得到越来越多国家的重视。

我国竹资源丰富，有竹子40属400余种，面积800万hm²，占世界竹林面积的40％，除新疆、内蒙古、黑龙江、吉林以外的其他省市自治区均有分布。我国现有竹材加工厂数千家，竹林年采伐量达4亿株，1200万吨。在竹加工产业中有大量的竹纤维残余被废弃而没有充分利用。竹子生长快、产量高，与木材相比，具有强度高、韧性好的特点，是纤维板的理想原料。在纤维板制备过程中，由于施胶不均，容易造成纤维结团和成毡，直接影响板材性能。目前，针对大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板生产工艺的研究几乎空白。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，使用该方法能实现纤维板的无醛化生产，从而提升纤维板产品的质量档次。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，包括以下步骤：

1)、调胶：

在88份改性试剂溶液中加入1份聚氧丙烯甘油醚作为消泡剂，然后再逐渐添加10份大豆分离蛋白，搅拌2～3h；接着加入1份山梨酸钾作为防腐剂，搅拌均匀后即得改性大豆蛋白胶粘剂；以上份数均为重量份；

2)、施胶：

将竹纤维与改性大豆蛋白胶粘剂均匀混合；改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/竹纤维的干物质与改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝11～16∶100；

3)、热压：

调节步骤2)所得物的含水率为24～27％，得板坯；然后将板坯热压成型，得竹纤维板。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法的改进：步骤1)中改性试剂溶液为重量浓度为0.2％的氢氧化钠溶液或者为重量浓度为1％的十二烷基硫酸钠溶液。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法的进一步改进：步骤2)为：利用压缩空气使滚筒内的竹纤维呈悬浮状态，通过胶泵将改性大豆蛋白胶粘剂输送至滚筒中安装的喷洒器，使改性大豆蛋白胶粘剂以雾状均匀喷洒于竹纤维上；同时旋转滚筒，使改性大豆蛋白胶粘剂与竹纤维进一步均匀搅拌。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法的进一步改进：步骤3)中热压工艺参数为：温度170～180℃、压力5～7MPa、时间47～70s/mm。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法的进一步改进：步骤2)中的竹纤维长度为10～20mm。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法的进一步改进：改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/竹纤维的干物质与改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝13∶100。

作为本发明的改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法的进一步改进：调节含水率为25％。

在本发明的制备方法中，步骤1)中，重量浓度为0.2％的氢氧化钠溶液是由0.2重量份氢氧化钠加99.8重量份水混合后而成；同理，重量浓度为1％的十二烷基硫酸钠溶液是由1重量份十二烷基硫酸钠加99重量份水混合后而成。步骤2)中，所用的施胶方法为悬浮纤维与雾状胶液混合与搅拌的施胶工艺；改性大豆蛋白胶粘剂的固含量代表的是：改性大豆蛋白胶粘剂中大豆分离蛋白的含量。步骤3)可通过水分调节设备来调节含水率，时间47～70s/mm代表的是：压制每mm厚度的竹纤维板需要47～75s的时间。

采用本发明方法制备的改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板，不释放甲醛，废弃后易生物降解，是一种环境友好型板材。

综上所述，本发明的制备方法具有如下有益效果：

1、以竹纤维为原料，因此具有原料来源广泛的优势，能降低生产成本；废弃后的竹纤维板易生物降解，可实现再生；

2、由于施胶均匀，因此所得的竹纤维板性能优良；

3、采用改性大豆蛋白胶粘剂，保证了所得的竹纤维板无甲醛释放，符合环保要求，是一种环境友好型产品；

4、制备工艺简单，易于产业化，能促进大豆分离蛋白的增值利用和竹业加工剩余物的资源化利用。

具体实施方式

以下结合实例对本发明进一步详细描述。

实施例1、一种改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，依次进行以下步骤：

1)、调胶：

首先按照每99.8g水中加入0.2g氢氧化钠的比例配制成浓度为0.2％的氢氧化钠溶液；然后在88kg上述氢氧化钠溶液中加入1kg聚氧丙烯甘油醚作为消泡剂，接着再以20kg/h的添加速度边搅拌边添加10kg的大豆分离蛋白；再在室温下用电动搅拌机搅拌2h，使所有的大豆分离蛋白溶解，最后加入1kg山梨酸钾作为防腐剂，搅拌均匀后即得100kg改性大豆蛋白胶粘剂。

2)、施胶：

称取长度为10～20mm竹纤维74.3kg(干物质的量为66.9kg)，将其装入拌胶滚筒中，用压缩空气将滚筒内的竹纤维悬浮，通过胶泵将100kg改性大豆蛋白胶粘剂输送至滚筒中安装的喷洒器，使改性大豆蛋白胶粘剂以雾状均匀喷洒于竹纤维上；通过滚筒的旋转使改性大豆蛋白胶粘剂和竹纤维进一步均匀混合；即改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/竹纤维的干物质与改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝10/(66.9+10)＝13％。

3)、热压：首先通过水分调节设备调节步骤2)所得物的含水率至25％，得板坯；然后铺装板坯进行热压固化成型，设定纤维板厚度为9mm、密度为0.67g/cm³，控制热压工艺条件为：热压温度为180℃，压力7MPa，时间9min；得竹纤维板。

实施例2、一种改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，依次进行以下步骤：

1)、调胶：

同实施例1，得100kg改性大豆蛋白胶粘剂。

2)、施胶：

同实施例2。

3)、热压：首先通过水分调节设备调节步骤2)所得物的含水率至25％，得板坯；然后铺装板坯进行热压固化成型，设定纤维板厚度为10mm、密度为0.60g/cm³，控制热压工艺条件为：热压温度为170℃，压力7MPa，时间8min；得竹纤维板。

实施例3、一种改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，依次进行以下步骤：

1)、调胶：

首先按照每99g水中加入1g十二烷基硫酸钠的比例配制成浓度为1％的十二烷基硫酸钠溶液；然后在88kg上述十二烷基硫酸钠溶液中加入1kg聚氧丙烯甘油醚作为消泡剂，接着再逐渐添加10kg大豆分离蛋白，室温下用电动搅拌机搅拌3h，使所有的大豆分离蛋白溶解；最后加入1kg山梨酸钾作为防腐剂，搅拌均匀后即得100kg改性大豆蛋白胶粘剂。

2)、施胶：

称取长度为10～20mm竹纤维74.3kg(干物质的量为66.9kg)，将其装入拌胶滚筒中，用压缩空气将滚筒内的竹纤维悬浮，通过胶泵将100kg改性大豆蛋白胶粘剂输送至滚筒中安装的喷洒器，使改性大豆蛋白胶粘剂以雾状均匀喷洒于竹纤维上；通过滚筒的旋转使改性大豆蛋白胶粘剂和竹纤维进一步均匀混合，即改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/竹纤维的干物质与改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝10/(66.9+10)＝13％。

3)、热压：首先通过水分调节设备调节步骤2)所得物的含水率至25％，得板坯；然后铺装板坯进行热压固化成型，设定纤维板厚度为9mm、密度为0.66g/cm³，控制热压工艺条件为：热压温度为170℃，压力6MPa，时间8min；得竹纤维板。

实施例4、一种改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，依次进行以下步骤：

1)、调胶：

同实施例3，得100kg改性大豆蛋白胶粘剂。

2)、施胶：

称取长度为10～20mm竹纤维63kg(干物质的量为56.7kg)，将其装入拌胶滚筒中，用压缩空气将滚筒内的竹纤维悬浮，通过胶泵将100kg改性大豆蛋白胶粘剂输送至滚筒中安装的喷洒器，使改性大豆蛋白胶粘剂以雾状均匀喷洒于竹纤维上；通过滚筒的旋转使改性大豆蛋白胶粘剂和竹纤维进一步均匀混合，即改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/竹纤维的干物质与改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝10/(56.7+10)＝15％。

3)、热压：首先通过水分调节设备调节步骤2)所得物的含水率至27％，得板坯；然后铺装板坯进行热压固化成型，设定纤维板厚度为9mm、密度为0.58g/cm³，控制热压工艺条件为：热压温度为180℃，压力6MPa，时间9min；得竹纤维板。

实施例5

按GB/T 17657-1999中规定的方法对中密度竹纤维板的物理力学性能进行测试，测试结果如表1所示，静曲强度、内结合强度和吸水厚度膨胀率等指标均达到纤维板一等品国家标准。

表1纤维板的物理力学性能测试结果

	密度(g/cm³)	静曲强度(MPa)	内结合强度(MPa)	厚度膨胀率(％)	游离甲醛释放量(mg/100g)
	密度(g/cm³)	静曲强度(MPa)	内结合强度(MPa)	厚度膨胀率(％)	游离甲醛释放量(mg/100g)	实施例1	0.67	28.9	0.63	6.5	0
实施例2	0.60	26.8	0.60	7.5	0	实施例1	0.67	28.9	0.63	6.5	0
实施例2	0.60	26.8	0.60	7.5	0	实施例3	0.66	25.3	0.65	8.2	0
实施例4	0.58	23.8	0.60	8.5	0	实施例3	0.66	25.3	0.65	8.2	0
实施例4	0.58	23.8	0.60	8.5	0	纤维板一等品国家标准	0.45～0.88	≥22.0	≥0.55	≤12.0	≤40

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，其特征是包括以下步骤：

1)、调胶：

2)、施胶：

3)、热压：

2.根据权利要求1所述改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，其特征是：所述步骤1)中改性试剂溶液为重量浓度为0.2％的氢氧化钠溶液或者为重量浓度为1％的十二烷基硫酸钠溶液。

3.根据权利要求2所述改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，其特征是：所述步骤2)为：利用压缩空气使滚筒内的竹纤维呈悬浮状态，通过胶泵将改性大豆蛋白胶粘剂输送至滚筒中安装的喷洒器，使改性大豆蛋白胶粘剂以雾状均匀喷洒于竹纤维上；同时旋转滚筒，使改性大豆蛋白胶粘剂与竹纤维进一步均匀搅拌。

4.根据权利要求3所述改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，其特征是：所述步骤3)中热压工艺参数为：温度170～180℃、压力5～7MPa、时间47～70s/mm。

5.根据权利要求4所述改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，其特征是：所述步骤2)中的竹纤维长度为10～20mm。

6.根据权利要求5所述改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，其特征是：改性大豆蛋白胶粘剂的固含量/竹纤维的干物质与改性大豆蛋白胶粘剂的固含量的重量之和＝13∶100。

7.根据权利要求6所述改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备方法，其特征是：调节含水率为25％。