CN101693381A - 一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法 - Google Patents

一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法，它涉及一种秸秆刨花板的制造方法。它解决了现有使用常规的脲醛树脂胶和酚醛树脂胶且采用喷胶的方式制造的秸秆刨花板性能差，或者必须施加大量的胶黏剂才能达到标准要求，导致制造成本高，而采用异氰酸酯胶粘剂制造秸秆刨花板也存在成本高的问题。方法：一、将酚醛胶粘剂或胶偶联剂混合溶液喷洒在秸秆碎料上至完全浸湿，放置后烘干，再铺装成板坯；二、将板坯覆盖钢板预压；三、在预压后板坯上下钢板之间的边缘处放置垫块，热压后卸压，即得浸渍施胶秸秆刨花板。本发明秸秆表面经过浸渍处理后，表面的润湿性能得到改善，所得秸秆刨花板的性能好，且生产成本降低。

Description

一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种秸秆刨花板的制造方法。
背景技术
我国是农业大国，每年产生的农作物秸秆量均在7亿t左右，其中玉米、高粱、棉花等秸秆数量约2亿t，麦秸和稻草约4亿t，可供收集利用的总量在6亿t以上。我国的秸秆利用率较低，大量的秸秆被焚烧，既污染环境，又浪费了宝贵的可再生利用资源，如果利用稻秸和麦秸的总量的5％，便可制造约2000万m3的人造板，可代替6000万m3木材，相当于2003年我国刨花板、中密度纤板和细木工板产量的总和，如果能用秸秆代替木材生产刨花板，将既能满足社会市场需要，保护森林和节约木材，同时还能为农民带来不小的经济收入，促进当地经济的发展。
木质人造板行业经常使用的是成本低廉的脲醛树脂胶和酚醛树脂胶，采取喷胶的方式施加到刨花上。但是，由于麦草和稻草等秸秆表面覆盖有蜡状物质，还富含大量的硅物质，阻碍了胶黏剂的渗透和与纤维的胶合反应，使用常规的脲醛树脂胶和酚醛树脂胶在等同于木质刨花板的施胶量下无法粘接出合格秸秆刨花板(性能差，表现为密度为0.64～0.66g/cm3，抗弯强度为8.01～8.45MPa，弹性模量为1.58～1.69GPa，内结合强度为0.025～0.028MPa，2h吸水厚度膨胀率为34.42％～34.50％)，或者必须施加大量的胶黏剂才能达到标准要求，这样就增大了制造成本。目前，制造秸秆刨花板使用的是价格昂贵的异氰酸酯(MDI)胶粘剂，制造出的秸秆刨花板成本远高于木质刨花板；另外，MDI还存在粘金属垫板和初黏度低不利于板坯运输的缺点，阻碍了秸秆人造板的推广，在国内始终没有正常运转的秸秆人造板厂。
发明内容
本发明目的是为了解决现有使用常规的脲醛树脂胶和酚醛树脂胶且采用喷胶的方式制造的秸秆刨花板性能差，或者必须施加大量的胶黏剂才能达到标准要求，导致制造成本高，而采用异氰酸酯胶粘剂制造秸秆刨花板也存在成本高的问题，而提供一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法。
浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法按以下步骤进行：一、将酚醛胶粘剂或胶-偶联剂混合溶液均匀喷洒在秸秆碎料上至完全浸湿，然后在室温下遮盖放置2h，再置于烘箱内，在55～85℃下烘干至含水率为10％～14％，然后铺装在模具里形成板坯；二、将板坯的上、下表面各覆盖一张钢板，然后在1～3MPa的压力下预压10～20min；三、在预压后板坯上下钢板之间放置垫块，然后置于热压机中，在170～175℃下加压到1.5～3MPa，保持9～12min后卸压，即得浸渍施胶秸秆刨花板；其中步骤一中酚醛胶粘剂为固含量45％～50％的酚醛胶用5倍的水稀释后所得；步骤一中胶-偶联剂混合溶液为固含量45％～50％的酚醛胶用5倍的水稀释，再加入占秸秆碎料重量1％～9％的硅烷偶联剂所得，硅烷偶联剂为KH550；步骤一中秸秆碎料为10～30目的麦草碎料或稻草碎料。
本发明中秸秆经过浸渍处理后，获得足够的润湿时间，其表面上的蜡质成分可被破坏，表面的润湿性能得到改善，有利于胶钉和化学键的形成。传统的喷胶方式，胶是呈点状分布在秸秆碎料表面，而本发明中的浸渍处理却使秸秆碎料的全部表面都能与胶接触，结合面积增加，从而提高胶合强度；由于秸秆表面含有二氧化硅，影响它与极性胶粘剂之间的结合力，而本发明中所用硅偶联剂能够将二氧化硅与酚醛胶偶联在一起，改善了秸秆与酚醛胶的胶联效果。
本发明中浸渍施胶秸秆刨花板的性能好(表现为密度为0.65～0.72g/cm3，抗弯强度为11.71～12.99MPa，弹性模量为2.08～2.31GPa，内结合强度为0.033～0.07MPa，2h吸水厚度膨胀率为26.72％～30.14％)。本发明中浸渍施胶秸秆刨花板，有效的利用农作物秸秆为原料，且生产成本降低，适用于工业化生产。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法按以下步骤进行：一、将酚醛胶粘剂或胶-偶联剂混合溶液均匀喷洒在秸秆碎料上至完全浸湿，然后在室温下遮盖放置2h，再置于烘箱内，在55～85℃下烘干至含水率为10％～14％，然后铺装在模具里形成板坯；二、将板坯的上、下表面各覆盖一张钢板，然后在1～3MPa的压力下预压10～20min；三、在预压后板坯上下钢板之间放置垫块，然后置于热压机中，在170～175℃下加压到1.5～3MPa，保持9～12min后卸压，即得浸渍施胶秸秆刨花板；其中步骤一中酚醛胶粘剂为固含量45％～50％的酚醛胶用5倍的水稀释后所得；步骤一中胶-偶联剂混合溶液为固含量45％～50％的酚醛胶用5倍的水稀释，再加入占秸秆碎料重量1％～9％的硅烷偶联剂所得，硅烷偶联剂为KH550；步骤一中秸秆碎料为10～30目的麦草碎料或稻草碎料。
本实施方式中所得浸渍施胶秸秆刨花板冷却后锯齐四边。
本实施方式中所得浸渍施胶秸秆刨花板的含水率为4％～6％。
本实施方式步骤一中将酚醛胶粘剂或胶-偶联剂混合溶液均匀喷洒在秸秆碎料上至完全浸湿，但不要有液体流出，避免浪费。
本实施方式步骤一中板坯要厚度均匀。
本实施方式步骤二中钢板的面积大于预压后板坯的面积。
本实施方式步骤三中卸压需缓慢进行。
本实施方式步骤三中放置垫块为了控制板材的厚度，达到保持板材厚度均匀的目的；放置垫块2块。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中在60～80℃下烘干至含水率为11％～13％。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中在70℃下烘干至含水率为12％。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一、二或三不同的是步骤一中秸秆碎料为20目的麦草碎料或稻草碎料。其它步骤及参数与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是步骤二中在2MPa的压力下预压15min。其它步骤及参数与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤三中在173℃下加压到3MPa，保持10min后卸压。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法按以下步骤进行：一、将酚醛胶粘剂混合溶液均匀喷洒在秸秆碎料上至完全浸湿，然后在室温下遮盖放置2h，再置于烘箱内，在65℃下烘干至含水率为12％，然后铺装在模具里形成板坯；二、将板坯的上、下表面各覆盖一张钢板，然后在2MPa的压力下预压10min；三、在预压后板坯上下钢板之间放置垫块，然后置于热压机中，在170℃下加压到3MPa，保持10min后卸压，即得浸渍施胶秸秆刨花板；其中步骤一中酚醛胶粘剂为固含量45％的酚醛胶用5倍的水稀释后所得；步骤一中秸秆碎料为20目的麦草碎料。
本实施方式中所得浸渍施胶秸秆刨花板，与现有喷胶方式制造的秸秆刨花板相比较(相同施胶量)，经检测结果如表1所示，本实施方式中所得浸渍施胶秸秆刨花板的性能良好。
表1
试验材料 密度(g/cm3) 抗弯强度(MPa) 弹性模量(GPa) 内结合强度(MPa) 2h吸水厚度膨胀率(％)
喷胶方式制造的秸秆刨花板 0.65 8.13 1.69 0.028 34.42
浸渍施胶秸秆刨花板 0.72 12.25 2.19 0.033 30.14
具体实施方式八：本实施方式浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法按以下步骤进行：一、将胶-偶联剂混合溶液均匀喷洒在秸秆碎料上至完全浸湿，然后在室温下遮盖放置2h，再置于烘箱内，在70℃下烘干至含水率为11％，然后铺装在模具里形成板坯；二、将板坯的上、下表面各覆盖一张钢板，然后在1～3MPa的压力下预压15min；三、在预压后板坯上下钢板之间放置垫块，然后置于热压机中，在172℃下加压到2MPa，保持12min后卸压，即得浸渍施胶秸秆刨花板；其中步骤一中胶-偶联剂混合溶液为固含量45％的酚醛胶用5倍的水稀释，再加入占秸秆碎料重量6％的硅烷偶联剂所得，硅烷偶联剂为KH550；步骤一中秸秆碎料为30目的麦草碎料或稻草碎料。
本实施方式中所得浸渍施胶秸秆刨花板，与现有喷胶方式制造的秸秆刨花板相比较(相同施胶量)，经检测结果如表2所示，本实施方式中所得浸渍施胶秸秆刨花板的性能良好。
表2
试验材料 密度(g/cm3) 抗弯强度(MPa) 弹性模量(GPa) 内结合强度(MPa) 2h吸水厚度膨胀率(％)
喷胶方式制造的秸秆刨花板 0.64 8.01 1.58 0.025 34.45
浸渍施胶秸秆刨花板 0.65 11.71 2.08 0.060 29.64
具体实施方式九：本实施方式浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法按以下步骤进行：一、将胶-偶联剂混合溶液均匀喷洒在秸秆碎料上至完全浸湿，然后在室温下遮盖放置2h，再置于烘箱内，在80℃下烘干至含水率为10％，然后铺装在模具里形成板坯；二、将板坯的上、下表面各覆盖一张钢板，然后在3MPa的压力下预压20min；三、在预压后板坯上下钢板之间放置垫块，然后置于热压机中，在175℃下加压到2.5MPa，保持12min后卸压，即得浸渍施胶秸秆刨花板；其中步骤一中胶-偶联剂混合溶液为固含量45％的酚醛胶用5倍的水稀释，再加入占秸秆碎料重量6％的硅烷偶联剂所得，硅烷偶联剂为KH550；步骤一中秸秆碎料为20目的麦草碎料或稻草碎料。
本实施方式中所得浸渍施胶秸秆刨花板，与现有喷胶方式制造的秸秆刨花板相比较(相同施胶量)，经检测结果如表3所示，本实施方式中所得浸渍施胶秸秆刨花板的性能良好。
表3
试验材料 密度(g/cm3) 抗弯强度(MPa) 弹性模量(GPa) 内结合强度(MPa) 2h吸水厚度膨胀率(％)
喷胶方式制造的秸秆刨花板 0.66 8.45 1.61 0.026 34.50
浸渍施胶秸秆刨花板 0.71 12.99 2.31 0.07 26.72

Claims (6)

1.一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法，其特征在于浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法按以下步骤进行：一、将酚醛胶粘剂或胶偶联剂混合溶液均匀喷洒在秸秆碎料上至完全浸湿，然后在室温下遮盖放置2h，再置于烘箱内，在55～85℃下烘干至含水率为10％～14％，然后铺装在模具里形成板坯；二、将板坯的上、下表面各覆盖一张钢板，然后在1～3MPa的压力下预压10～20min；三、在预压后板坯上下钢板之间放置垫块，然后置于热压机中，在170～175℃下加压到1.5～3MPa，保持9～12min后卸压，即得浸渍施胶秸秆刨花板；其中步骤一中酚醛胶粘剂为固含量45％～50％的酚醛胶用5倍的水稀释后所得；步骤一中胶偶联剂混合溶液为固含量45％～50％的酚醛胶用5倍的水稀释，再加入占秸秆碎料重量1％～9％的硅烷偶联剂所得，硅烷偶联剂为KH550；步骤一中秸秆碎料为10～30目的麦草碎料或稻草碎料。
2.根据权利要求1所述的一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法，其特征在于步骤一中在60～80℃下烘干至含水率为11％～13％。
3.根据权利要求1所述的一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法，其特征在于步骤一中在70℃下烘干至含水率为12％。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法，其特征在于步骤一中秸秆碎料为20目的麦草碎料或稻草碎料。
5.根据权利要求4所述的一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法，其特征在于步骤二中在2MPa的压力下预压15min。
6.根据权利要求5所述的一种浸渍施胶秸秆刨花板的制造方法，其特征在于步骤三中在173℃下加压到3MPa，保持10min后卸压。
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