CN101642925B - 一种利用蓖麻秆为原料的脲醛树脂胶中密度纤维板 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种利用蓖麻秆为原料的脲醛树脂胶中密度纤维板，其特征是以含水率为8％的蓖麻秆纤维或蓖麻秆与脲醛树脂胶固体添加量的重量比为(86-90)∶(14-10)；制备工艺：原料处理；纤维拌胶和干燥；铺装和预压；热压；后期处理。优点：制造成本低，节约木材资源，保护生态环境，可实现工业化生产。利用脲醛树脂为胶粘剂，以绝干纤维的质量为基准添加1.0-1.6％的石蜡后，生产的中密度纤维板的各项技术指标如下：密度：0.55-0.85kg/cm3；静曲强度：25-37MPa；弹性模量：2950-3210MPa；平面抗拉强度：0.68-1.0MPa；吸水厚度膨胀率：7.32％-9.25％；达到国家纤维板标准。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种利用蓖麻秆为原料的脲醛树脂胶中密度纤维板，属于利用农作物剩余物进行人造板制造和工业化利用的技术领域。
背景技术
木质材料具有其独特且其他材料无法比拟的优越性，使其倍受青睐；另外，木质材料也是当今所用四大材料(木材、钢材、水泥和塑料)中唯一可再生的材料，从保护环境和生态的角度上，可鼓励人们使用木质材料，但我国是一个森林资源相对短缺的国家，为满足我国对木质材料的需求和保护我国现有的森林资源可通过开发农业剩余物来进行。蓖麻秆是一种木质化良好的农作物秸秆剩余物，我国是世界上三大蓖麻种植国之一，在我国内蒙古通辽地区、吉林白城地区和山西等地区均有广阔的蓖麻种植面积。目前我国共有蓖麻种植面积300万亩，每年可产生蓖麻秆200万吨。利用蓖麻秆生产人造板既有利于减少蓖麻秆焚烧造成的环境污染、缓解我国木材资源严重短缺的现状，还可以增进农民收入、扩大蓖麻的种植面积，推动我国蓖麻产业的发展。以蓖麻秆、蓖麻秆/木材、蓖麻秆/稻麦草或者以蓖麻秆/其他农作物秸秆混合物为原料制造中密度纤维板的发明技术。中密度纤维板是不同于碎料板的重要人造板板种之一，可代替碎料板用于家具制造、室内装修、包装材料等，并在某些性能方面优于碎料板。
发明内容
本发明的目的是利用废弃的蓖麻秆为原料制造一种低成本，可进行工业化生产的，以蓖麻秆为原料或蓖麻秆与其他木质材料的混合物、脲醛树脂胶为胶粘剂的中密度纤维板。
本发明的技术解决方案：一种利用蓖麻秆为原料的脲醛树脂胶中密度纤维板，其特征是含水率为8％的蓖麻秆纤维或蓖麻秆与其他木质材料混合物的纤维与脲醛树脂胶固体添加量的重量比为(86-90)∶(14-10)，并以纤维的绝干质量为基准添加1.0-1.6％的石蜡；其制备方法包括如下工艺步骤：(一)原料处理；(二)纤维拌胶和干燥；(三)铺装和预压；(四)热压；(五)后期处理。
所述的中密度纤维板以蓖麻秆、蓖麻秆/木材、蓖麻秆/稻麦草或者以蓖麻秆/其他农作物秸秆混合物为原料，以上述原料制成的纤维表面均匀喷有1％NH4Cl的脲醛树脂胶，并以绝干纤维的重量为基准加入1.0-1.6％的石蜡，以改善板材的吸水厚度膨胀性能；突破了仅利用脲醛树脂胶粘剂、不采用特殊装置，不能生产出满足国标要求的农作物秸秆人造板的技术难题。
所述的工艺步骤(一)原料处理：包括(1)原料削片，将气干的蓖麻秆进行增湿处理，使其含水率为40％，利用粉碎机将蓖麻秆进行削片，以保证蓖麻秆纤维形态的完整性；(2)原料筛选，将粉碎后的蓖麻秆利用鼓风机进行筛选，以尽可能除去蓖麻秆的髓部，该部分是由多面体薄壁细胞组成，可对蓖麻秆人造板的性能造成不利影响，是与现有农作物秸秆包括稻草、麦草人造板以及蓖麻秆碎料板区别最明显的一部分；(3)纤维蒸煮和热磨：将经过处理的蓖麻秆碎料在蒸煮锅里进行一定时间的蒸煮软化后利用盘磨机进行热磨，并将磨好的纤维进行脱水。
所述的工艺步骤(二)纤维拌胶和干燥：包括(1)喷胶：向纤维中施加脲醛树脂胶粘剂，施胶量为纤维绝干质量的10-14％，石蜡(采用固含量为30％的石蜡乳液)为纤维绝干质量的1.0-1.6％；(2)干燥：利用气流式干燥机将纤维干燥至含水率为8％左右。
所述的工艺步骤(三)铺装和预压：包括(1)铺装：采用机械式或气流式铺装机进行铺装，(2)预压：将铺装好的板坯在常温下进行预压，最大线压力为180-260Kg/cm。
所述的工艺步骤(四)热压：包括将铺装和预压好的板坯利用单层或多层的热压机进行热压，热压温度180-220℃，热压时间0.3-0.5min/mmm，热压压力2.5-3.5MPa；板材密度0.55-0.85kg/cm3。
所述的工艺步骤(五)后期处理：包括裁板、冷却、调制和砂光，利用纵横锯机将板坯进行截断，制成尺寸为1220mmX2440mm的板材，后在常温下进行冷却，冷却后将板坯置于恒温恒湿的环境中进行调质，处理时间为48h，将处理好的板材利用带式砂光机进行砂光，并确定板材厚度。
本发明的优点：制造成本低，可节约木材资源，保护生态环境，并实现工业化生产。板材性能可达到国家纤维板标准对纤维板优等品的要求，突破了利用脲醛树脂胶粘剂不采用特殊装置不能制造出满足国标要求的农作物秸秆人造板的技术难题，进一步加快了农作物秸秆人造板的快速发展。并可增加农民收入，推动蓖麻产业的发展。利用脲醛树脂为胶粘剂，生产的蓖麻秆中密度纤维板的各项技术指标如下：
密度：0.55-0.85kg/cm3；
静曲强度：25-37MPa；
弹性模量：2950-3210MPa；
平面抗拉强度：0.68-1.0MPa；
吸水厚度膨胀率：7.32％-9.25％；
具体实施方式
实施例1一种利用蓖麻秆为原料的脲醛树脂中密度纤维板
(一)对原材料处理加工，(1)原料粉碎：将蓖麻秆进行增湿处理，使其含水率为40％左右，以保证热磨后的纤维形态质量，再利用削片机进行削片；(2)原料筛选：利用鼓风机将粉碎好的蓖麻秆进行筛选，除去蓖麻秆碎料中的髓部，以保证板材的性能；(3)纤维制备：利用高温高压蒸煮锅将碎料进行蒸煮软化，利用盘磨机将软化后的蓖麻秆碎料进行热磨，将纤维进行脱水。
(二)纤维拌胶和干燥，(1)拌胶：向脱水后的蓖麻秆纤维中施加固体含量为50％的脲醛树脂胶粘剂，施胶量为蓖麻秆纤维绝干重的12％，同时添加固体含量为30％的石蜡乳液，固体石蜡添加量为蓖麻秆纤维绝干重的1.4％；(2)利用气流式干燥机进行闪电式干燥，干燥温度为250℃，干燥时间为5-8s，干燥后蓖麻秆纤维的含水率为8％左右。
(三)铺装和预压，利用机械式或气流式铺装机进行铺装，并在常温下利用最大线压力为200Kg/cm的压机将板坯进行预压。
(四)热压，在热压温度180℃，热压时间0.5min/mm，热压压力3.5MPa，板材密度0.75g/cm3的条件下，利用多层热压机进行板材压制。
(五)后期处理，将板材冷却至室温，利用纵横锯机进行锯截，制成尺寸为2440mmX1220mm的板材，将锯制好的板材置于恒温恒湿环境中进行调制处理，处理时间为48h，将处理好的板材进行砂光定厚。
实施例2一种利用蓖麻秆为原料的脲醛树脂中密度纤维板
(一)对原材料处理加工，(1)原料粉碎：将蓖麻秆、木材(蓖麻秆∶木材(质量比)＝3∶1)进行增湿处理，使其含水率为40％左右，然后再利用削片机进行削片，以保证热磨后纤维的形态质量；(2)原料筛选：利用鼓风机将碎料进行筛选，以除去原料中的蓖麻秆髓部，保证板材质量；(3)纤维制备：利用高温高压蒸煮锅将碎料进行蒸煮软化，利用盘磨机将软化后的蓖麻秆碎料进行热磨，将纤维进行脱水。
(二)纤维拌胶和干燥，(1)拌胶：向经过脱水后的蓖麻秆纤维中施加固体含量为50％的脲醛树脂胶粘剂，施胶量为蓖麻秆纤维绝干重的10％，同时添加固体含量为30％的石蜡乳液，固体石蜡添加量为蓖麻秆/木材混合纤维绝干重的1.2％；(2)利用气流式干燥机进行闪电式干燥，干燥温度为250℃，干燥时间为5-8s，干燥后蓖麻秆纤维的含水率为8％左右。
(三)铺装和预压，利用机械式或气流式铺装机进行铺装，并在常温下利用最大线压力为160Kg/cm的压机将板坯进行预压。
(四)热压，在热压温度190℃，热压时间0.4min/mm，热压压力3.0MPa，板材密度0.75g/cm3的条件下，利用单层或多层热压机进行板材压制。
(五)后期处理，将板材冷却至室温，利用纵横锯机进行锯截，制成尺寸为2440mmX1220mm的板材，将锯制好的板材置于恒温恒湿环境中进行调制处理，处理时间为48h，将处理好的板材进行砂光定厚。
实施例3一种利用蓖麻秆为原料的脲醛树脂中密度纤维板
(一)对原材料处理加工，(1)原料粉碎：取一定量的蓖麻秆和稻麦草，蓖麻秆∶稻麦草(质量比)＝70∶30，将蓖麻秆进行增湿处理，使其含水率为40％左右，然后再利用削片机进行削片，以保证热磨后的纤维形态质量；同时将稻麦草进行直接粉碎；(2)原料筛选，利用鼓风机将蓖麻秆进行筛选，以除去蓖麻秆中的髓部；(3)纤维制备：将粉碎好的蓖麻秆碎料和稻麦草碎料进行混合，然后利用高温高压蒸煮锅将碎料进行蒸煮软化，利用盘磨机将软化后的混合物进行热磨，将纤维进行脱水。
(二)纤维拌胶和干燥，(1)拌胶：向经过脱水后的蓖麻秆纤维中施加固体含量为50％的脲醛树脂胶粘剂，施胶量为蓖麻秆纤维绝干重的14％，同时添加固体含量为30％的石蜡乳液，固体石蜡添加量为蓖麻秆纤维绝干重的1.6％；(2)利用气流式干燥机进行闪电式干燥，干燥温度为250℃，干燥时间为5-8s，干燥后蓖麻秆纤维的含水率为8％左右。
(三)铺装和预压，利用机械式铺装机进行铺装，并在常温下利用最大线压力为160Kg/cm的压机将板坯进行预压。
(四)热压，在热压温度220℃，热压时间0.3min/mm，热压压力2.5MPa，板材密度0.65g/cm3的条件下，利用单层或多层式热压机进行板材压制。
(五)后期处理，将板材冷却至室温，利用纵横锯机进行锯截，制成尺寸为2440mmX1220mm的板材，将锯制好的板材置于恒温恒湿环境中进行调制处理，处理时间为48h，将处理好的板材进行砂光定厚。
Claims (2)
1.一种利用蓖麻秆为原料的脲醛树脂胶中密度纤维板，其特征是含水率为8％的蓖麻秆纤维或蓖麻秆与其他木质材料混合物的纤维与脲醛树脂胶固体添加量的重量比为(86-90)∶(14-10)，并以纤维的绝干质量为基准添加1.0-1.6％的石蜡；其制备方法包括如下工艺步骤：(一)原料处理；包括(1)原料削片，将气干的蓖麻秆进行增湿处理，使其含水率为40％，利用粉碎机将蓖麻秆进行削片，以保证蓖麻秆纤维形态的完整性；(2)原料筛选，将粉碎后的蓖麻秆利用鼓风机进行筛选，以尽可能除去蓖麻秆的髓部；(3)纤维蒸煮和热磨：将经过处理的蓖麻秆碎料在蒸煮锅里进行一定时间的蒸煮软化后利用盘磨机进行热磨，并将磨好的纤维进行脱水；(二)纤维拌胶和干燥；包括(1)喷胶：向纤维中施加脲醛树脂胶粘剂，施胶量为纤维绝干质量的10-14％，石蜡，采用固含量为30％的石蜡乳液，为纤维绝干质量的1.0-1.6％；(2)干燥：利用气流式干燥机将纤维干燥至含水率为8％；(三)铺装和预压；包括(1)铺装：采用机械式或气流式铺装机进行铺装，(2)预压：将铺装好的板坯在常温下进行预压，最大线压力为180-260Kg/cm；(四)热压：包括将铺装和预压好的板坯利用单层或多层的热压机进行热压，热压温度180-220℃，热压时间0.3-0.5min/mmm，热压压力2.5-3.5MPa；板材密度0.55-0.85kg/cm3；(五)后期处理：包括裁板、冷却、调制和砂光，利用纵横锯机将板坯进行截断，制成尺寸为1220mm×2440mm的板材，然后在常温下进行冷却，冷却后将板坯置于恒温恒湿的环境中进行调质，处理时间为48h，将处理好的板材利用带式砂光机进行砂光，并确定板材厚度。
2.根据权利要求1所述的一种利用蓖麻秆为原料的脲醛树脂胶中密度纤维 板，其特征是所述的中密度纤维板以蓖麻秆、蓖麻秆/木材、蓖麻秆/稻麦草或者以蓖麻秆/其他农作物秸秆混合物为原料，以上原料制成的纤维表面均匀喷有1％NH4Cl的脲醛树脂胶，并以绝干纤维的重量为基准加入1.0-1.6％的石蜡，以改善板材的吸水厚度膨胀性能。
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