CN102179857B

CN102179857B - 一种高强度纤维板及其制造方法

Info

Publication number: CN102179857B
Application number: CN 201110086673
Authority: CN
Inventors: 李晓平; 胡光; 叶喜; 吴章康; 杜官本; 陈文伟
Original assignee: YUNNAN INDUSTRIAL HEMP Co Ltd; Southwest Forestry University
Current assignee: Yunnan Industrial Hemp Co., Ltd.; Southwest Forestry University
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2031-04-07
Also published as: CN102179857A

Abstract

本发明公开了一种高强度纤维板及其制造方法。将工业大麻秆粉碎后，经蒸煮、盘磨、脱水制成纤维，然后添加10%～16%的胶粘剂，再经热压后制成。本发明首创性地利用工业大麻秆强度高、多孔、密度低的特点来制造纤维板，与同类木质纤维板产品相比，该产品具有密度低、强度高、承重性能好的特性。该技术的实施不仅能显著节约木材资源、保护生态环境，而且变废为宝，为工业大麻的应用提供了新的途径。有助于推动工业大麻产业的进一步发展，具有良好的社会效益和经济效益。

Description

一种高强度纤维板及其制造方法

技术领域

本发明属于人造板加工技术领域，具体涉及一种应用工业大麻秆制备得到的高强度纤维板。同时，本发明还涉及该高强度纤维板的制造方法。

背景技术

大麻为木质草本植物，属被子植物门，木兰纲，金缕梅亚纲，荨麻目，大麻科，大麻属，学名为Cannabis sativa L.，俗名汉麻、火麻、寒麻、线麻、花麻等，其品种有150个左右。1988年颁布的《联合国禁止非法贩运麻醉药品和精神药物公约》明确规定：大麻植株中含四氢大麻酚(THC)<0.3%的，已经不具备提取THC毒性成分价值，无直接作为毒品吸食的价值，这种专供工业用途的大麻品种——工业用大麻，可以进行规模化种植与工业化利用。目前工业大麻被广泛利用的有其韧皮纤维部分和籽部，主要用于纺织工业和食品工业；而工业大麻秆是其废弃物，目前尚没有得到合理利用，被就地焚烧。我国是世界上工业大麻主要种植国之一，2009年仅云南省的工业大麻的种植面积就达10万亩，生长期3～6个月，每亩地可产大麻秆1.5～2吨。此外，大麻皮和大麻籽在军用、民用工业中的广泛应用，受到了党中央的高度关注，刺激着大麻种植业的快速发展，预计2015年全国的工业大麻秆的种植面积将会达到1000万亩。届时将产生1500～2000万吨的大麻秆，若能利用这些大麻秆中的一半来制造人造板，就可生产750～1000万m³的人造板（约为我国2006年人造板生产总量的10%～13%），每年可节约森林资源1000～1400万亩，还可减少大麻秆焚烧造成的环境污染。不仅是废物利用，还可以发挥工业大麻秆的性能优势，提高纤维板的产品性能。具有明显的生态效益和经济效益。

工业大麻秆的表皮强度高，且麻秆密度低，在0.25g/cm³左右，仅有木材密度的1/3～1/2（指常用于人造板制造的木材原料）。如何针对工业大麻秆的材料特性，利用现有的人造板制造设备，通过适当的工艺革新制备出性能优良的纤维板，在现有技术中尚未见有相关报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种应用工业大麻秆原料加工得到的高强度纤维板，拓展工业大麻的应用途径、保护生态环境、推动工业大麻产业的进一步发展。

本发明的目的还在于提供一种制备所述高强度纤维板的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

一种高强度纤维板，其特征在于：将工业大麻秆制成纤维后，添加10%～16%的胶粘剂，再经热压后制成。

所述的胶粘剂选自脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂或天然高分子聚合物中的一种。

所述的天然高分子聚合物优选豆胶或淀粉胶。

所述的热压选自平压法、模压法、挤压法、喷蒸热压、高频热压或真空热压中的一种。

制备所述高强度纤维板的方法，包括以下步骤：

（1）纤维制备：调节工业大麻秆含水率至40～50%，先将工业大麻秆破碎成长度1～2cm的碎料，然后将碎料置于100～110℃条件下蒸煮2.0～3.0h，对蒸煮软化后的碎料进行热磨，磨盘间隙为0.5～0.8mm，得到工业大麻秆纤维；

（2）拌胶和干燥：工业大麻秆纤维经脱水后施加胶粘剂，施胶后干燥5～10s，并控制原料含水率在8～10%；

（3）铺装和预压：将板材铺装好后以0.3～0.5MPa的压力进行板坯预压；

（4）板材热压：设定热压温度180～240℃，热压压力2.5～5.0MPa，对预压后的板坯热压0.3～0.5min/mm，板材密度为0.55～1.0g/cm³；

（6）板材后处理：将完成热压的板材置于温度25～30℃、湿度50～60%条件下恒温恒湿48h，即得到所需的高强度纤维板。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：首创性地利用工业大麻秆强度高、多孔、密度低的特点来制造纤维板，与同类木质纤维板产品相比，制成的产品具有密度低、强度高、承重性能好的特性，可用于制备家具、墙体、木门、地板等领域。该技术的实施不仅能显著节约木材资源、保护生态环境，而且变废为宝，为工业大麻的应用提供了新的途径，有助于推动工业大麻产业的进一步发展，具有良好的社会效益和经济效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但实施例并不是对本发明技术方案的限定。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应该涵盖在本发明的保护范围内。

实施例1

（一）原料粉碎，对工业大麻秆原料进行增湿处理，处理后原料的含水率为40%，利用盘式削片机对工业大麻秆进行切削，制备成长度为1～2cm的碎料，以降低韧皮部的热磨难度和减少皮部过长易结团对人造板植被造成的不利影响，并充分发挥工业大麻秆韧皮部强度高的特点，可对工业大麻秆纤维板起到增强的作用。利用高温高压蒸煮锅，在温度100℃条件下进行3.0h的蒸煮，再利用盘磨机将软化后的碎料进行热磨，磨盘间隙为0.5mm，得到工业大麻秆纤维。之后再对纤维进行脱水。从而突破了工业大麻秆皮部韧性强难于制备合格纤维的技术难题，也克服了由于工业大麻秆皮部纤维过长、在纤维板制备中不易切削、容易结团并影响工业大麻秆纤维板质量的技术难题。

（二）纤维拌胶和干燥，（1）拌胶：向脱水后的工业大麻秆纤维中施加12%的脲醛树脂胶胶粘剂；（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5s，干燥后工业大麻秆纤维的含水率为8～10%。

（三）铺装和预压，使用气流式铺装机进行铺装，并在常温下利用压力为0.3MPa的压机对板坯进行预压。

（四）热压，在热压温度180℃，热压时间0.5min/mm，压力5.0MPa条件下利用连续式热压机进行板材制备，将板材制备成密度为0.88g/cm³的产品。

（五）后期处理，在温度25～30℃、湿度50～60%条件下对板材进行48h的恒温恒湿处理后进行板材的性能测试，测试结果见表1所示。

实施例2

重复实施例1,有以下不同点：蒸煮温度110℃,蒸煮时间2h，磨盘间隙0.8mm，测试结果见表1所示。

实施例3

重复实施例1,有以下不同点：所用胶粘剂为10%的三聚氰铵改性脲醛树脂胶粘剂，测试结果见表1所示。

实施例4

重复实施例1，具有如下不同点：所用胶粘剂为16%的淀粉胶，板材密度1.0g/cm³，测试结果见表1所示。

实施例5

重复实施例1，具有如下不同点：所用胶粘剂为12%的淀粉胶，板材密度1.0g/cm³，测试结果见表1所示。

实施例6

重复实施例1，具有如下不同点：所用胶粘剂为10%的淀粉胶，板材密度1.0g/cm³，测试结果见表1所示。

实施例7

重复实施例1，具有如下不同点：热压温度240℃，热压时间0.3min/mm，热压压力2.5MPa,板材密度0.55g/cm³，测试结果见表1所示。

实施例8

重复实施例1，具有如下不同点：热压温度220℃，热压时间0.4min/mm，热压压力3.5MPa,板材密度0.75g/cm³，测试结果见表1所示。

实施例9

重复实施例1，具有如下不同点：施胶量10%，测试结果见表1所示。

实施例10

重复实施例1，具有如下不同点：施胶量14%，测试结果见表1所示。

实施例11

重复实施例1，具有如下不同点：施胶量16%，测试结果见表1所示。

Claims

1.一种高强度纤维板的制造方法，其特征在于：将工业大麻秆制成纤维后，添加10%～16%的胶粘剂，再经热压后制成；具体包括以下步骤：

（3）铺装和预压：将纤维铺装好后以0.3～0.5MPa的压力进行板坯预压；

2.根据权利要求1所述的高强度纤维板的制造方法，其特征在于：所述的胶粘剂选自脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂或天然高分子聚合物中的一种。

3.根据权利要求2所述的高强度纤维板的制造方法，其特征在于：所述的天然高分子聚合物为豆胶或淀粉胶。

4.根据权利要求1所述的高强度纤维板的制造方法，其特征在于：所述的热压选自平压法、模压法、挤压法、喷蒸热压、高频热压或真空热压中的一种。