CN102493242A - 一种利用蒸汽爆破法预处理麦草制造刨花板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用蒸汽爆破法预处理麦草制造刨花板的方法，旨在提供一种利用蒸汽爆破法预处理麦草，剥离覆盖在麦草表面的斥水性的角质层，以提高麦草的可润湿性与胶接性能，提高麦草刨花板强度，降低麦草刨花板的生产成本，能够实现产业化生产的制造刨花板的方法。将麦草原料按1∶10的固液比加入水，混匀后置于蒸汽爆破罐中，迅速升温至180～190℃，保温3～5min后瞬间泄压；待储料桶中的原料冷却后，进行过滤，分离汽爆麦草固形物与液态水溶部分；将汽爆麦草固形物干燥至含水率为3％，与胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施加量为麦草固形物绝干重量的8～10％；胶粘剂为脲醛树脂；拌胶后的汽爆麦草固形物铺装成板坯，热压成型。

Description

一种利用蒸汽爆破法预处理麦草制造刨花板的方法
技术领域
本发明涉及一种利用蒸汽爆破法预处理麦草制造刨花板的方法。
背景技术
我国是少林国家，森林资源短缺，木材的供给量与需求量之间的矛盾突出，有限的木材供应满足不了国民经济高速发展对木材的需求，必须通过发展人造板来祢补木材供应的不足。
我国是一个农业大国，农业废弃物麦草产量巨大。但是这种可再生的天然资源却至今没有得到充分利用，目前主要是采用在田间焚烧的方法来处理，既造成了严重的大气污染，又浪费了宝贵的纤维资源。
与木材相比，麦草具有以下特点：①灰份含量高，木材灰份含量在1％以下，而麦草则达到8％。灰份中主要成分是SiO2，在植物纤维中形成非极性表面，影响胶粘剂的吸附和氢键的形成，降低了与胶粘剂的结合力；②抽提物含量高。麦草中抽提物含量高达20％，它的主要成分是植物纤维中的脂肪、蜡和树脂。
目前，利用麦草制备刨花板的方法主要是将麦草与胶混合，之后经过热压、裁切等工艺步骤得到刨花板，没有对麦草原料进行预处理。由于麦草外表面具有光滑的斥水性的角质层，影响水溶性胶液的渗透，阻碍胶合界面形成牢固的胶合力，导致以廉价的脲醛树脂胶接的板材物理力学性能较差，达不到国家标准的要求。而且，耗胶量超过20％，导致麦草刨花板的生产成本远高于木质刨花板。如果使用多异氰酸酯生产麦草刨花板，虽然板材的力学性能得到改善，但是，由于多异氰酸酯的价格远高于脲醛树脂，也使麦草刨花板的生产成本远高于木质刨花板，因而，目前采用麦草生产刨花板还无法实现产业化生产。
发明内容
本发明是为了克服利用麦草原料生产刨花板强度低、耗胶量大的难题，提供一种利用蒸汽爆破法预处理麦草，剥离覆盖在麦草表面的斥水性的角质层，消除其对胶粘剂吸附和渗透的阻碍作用，以提高麦草的可润湿性与胶接性能，提高麦草刨花板强度，降低麦草刨花板的生产成本，能够实现产业化生产的制造刨花板的方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种利用蒸汽爆破法预处理麦草制造刨花板的方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将经过粉碎与筛选的麦草原料按1∶10的固液比加入水，混匀后置于蒸汽爆破罐中，关闭蒸汽爆破罐，迅速升温至180～190℃，使蒸汽爆破罐内压力达到1003.5KPa～1255.6KPa，保温3～5min后瞬间泄压，使原料在压差作用下进入储料桶中；
(2)待储料桶中的原料冷却后，进行过滤，分离汽爆麦草固形物与液态水溶部分；
(3)将汽爆麦草固形物在105℃干燥至含水率为3％，按照麦草刨花板密度为0.7～0.8g/cm3称量汽爆麦草固形物，在拌胶机中与胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施加量为麦草固形物绝干重量的8～10％；所述胶粘剂为脲醛树脂。
(4)拌胶后的汽爆麦草固形物铺装成板坯，热压成型，之后冷却、切边、砂光，即得到麦草刨花板产品，其中，热压压力为3～5MPa，热压温度为160～190℃，热压时间为30～40s/mm。
本发明具有下述技术效果：
1、本发明的刨花板的生产方法采用蒸汽爆破法预处理麦草原料，剥离了覆盖在麦草表面的斥水性的角质层，消除其对胶粘剂吸附和渗透的阻碍作用，提高麦草的可润湿性与胶接性能，从而提高了麦草刨花板的强度。同时，大大降低了脲醛树脂胶的耗胶量，使脲醛树脂胶的耗胶量由原来的20％以上下降到8-10％。因此，通过本发明的方法，使用廉价的脲醛树脂胶就能使麦草刨花板的物理力学性能达到国家相关标准的要求，而且，由于耗胶量的降低，大大降低了麦草刨花板的生产成本，使得利用廉价的麦草生产刨花板能够实现产业化生产。
2、本发明的刨花板的生产方法以农业废弃物麦草为原料，原料丰富，成本低廉，加工工艺简单，能够代替木质刨花板，有利于废物利用，保护木材资源。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)用切草机将麦草原料切成长度为30mm的草段，使用8目的筛子除去短小的碎料与杂质，人工拣选除去大部分的叶、穗，得到合格的原料。
(2)将经过粉碎与筛选的合格的麦草原料按1∶10的固液比加入水，混匀后置于蒸汽爆破罐中，关闭蒸汽爆破罐，在10分钟内迅速升温至180℃，压力达到1003.5KPa～1255.6KPa，保温5min后瞬间泄压，使原料在压差作用下进入储料桶中。待储料桶中的原料冷却后，进行过滤，分离汽爆麦草固形物与液态水溶部分。
(3)将汽爆麦草固形物在105℃干燥至含水率为3％，按照麦草刨花板密度为0.7g/cm3称量汽爆麦草固形物，在拌胶机中与脲醛树脂搅拌均匀，胶粘剂的施加量为麦草固形物绝干重量的8％。将拌胶后的汽爆麦草固形物铺装成板坯；采用热压机热压成型，热压压力为3MPa，热压温度为160℃，热压时间为40s/mm。热压制好的板材经冷却、切边、砂光，即得到成品麦草刨花板。经检测，麦草刨花板的静曲强度为12.2MPa，弹性模量为1924MPa，内结合强度为0.43MPa。
实施例2
重复实施例1所有操作步骤，不同之处在于所采用的蒸汽爆破预处理温度为190℃，压力达到1003.5KPa～1255.6KPa。所得到的麦草刨花板的静曲强度为12.0MPa，弹性模量为1860MPa，内结合强度为0.45MPa。
实施例3
重复实施例1所有操作步骤，不同之处在于所采用的蒸汽爆破预处理时，保温3min后瞬间泄压。所得到的麦草刨花板的静曲强度为14.1MPa，弹性模量为2155MPa，内结合强度为0.46MPa。
实施例4
重复实施例1所有操作步骤，不同之处在于麦草刨花板的密度为0.75g/cm3。所得到的麦草刨花板的静曲强度为13.4MPa，弹性模量为2160MPa，内结合强度为0.47MPa。
实施例5
重复实施例1所有操作步骤，不同之处在于麦草刨花板的密度为0.8g/cm3。所得到的麦草刨花板的静曲强度为14.6MPa，弹性模量为2375MPa，内结合强度为0.5MPa。
实施例6
重复实施例1所有操作步骤，不同之处在于脲醛树脂胶粘剂的施加量为10％。所得到的麦草刨花板的静曲强度为13.1MPa，弹性模量为2160MPa，内结合强度为0.47MPa。
实施例7
重复实施例1所有操作步骤，不同之处在于所采用的热压压力为5MPa。所得到的麦草刨花板的静曲强度为12.3MPa，弹性模量为1980MPa，内结合强度为0.44MPa。
实施例8
重复实施例1所有操作步骤，不同之处在于所采用的热压温度为170℃。所得到的麦草刨花板的静曲强度为12.7MPa，弹性模量为2120MPa，内结合强度为0.46MPa。
实施例9
重复实施例1所有操作步骤，不同之处在于所采用的热压温度为180℃。所得到的麦草刨花板的静曲强度为13.6MPa，弹性模量为2260MPa，内结合强度为0.48MPa。
实施例10
重复实施例1所有操作步骤，不同之处在于所采用的热压温度为190℃。所得到的麦草刨花板的静曲强度为11.8MPa，弹性模量为1755MPa，内结合强度为0.41MPa。
实施例11
重复实施例1所有操作步骤，不同之处在于所采用的热压时间为30s/mm。所得到的麦草刨花板的静曲强度为11.3MPa，弹性模量为1780MPa，内结合强度为0.40MPa。
通过本发明的方法，使用廉价的脲醛树脂胶即可生产出物理力学性能达到国家相关标准的要求的麦草刨花板，而且，由于用胶量小，大大降低了麦草刨花板的生产成本，能够实现麦草刨花板的产业化生产，使得利用廉价原料麦草生产的刨花板可以取代木质刨花板，用于建筑、车辆、船舶、家具、室内装修、包装箱和托盘等领域。

Claims (1)

1.一种利用蒸汽爆破法预处理麦草制造刨花板的方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将经过粉碎与筛选的麦草原料按1∶10的固液比加入水，混匀后置于蒸汽爆破罐中，关闭蒸汽爆破罐，迅速升温至180～190℃，使蒸汽爆破罐内压力达到1003.5KPa～1255.6KPa，保温3～5min后瞬间泄压，使原料在压差作用下进入储料桶中；
(2)待储料桶中的原料冷却后，进行过滤，分离汽爆麦草固形物与液态水溶部分；
(3)将汽爆麦草固形物在105℃干燥至含水率为3％，按照麦草刨花板密度为0.7～0.8g/cm3称量汽爆麦草固形物，在拌胶机中与胶粘剂搅拌均匀，胶粘剂的施加量为麦草固形物绝干重量的8～10％；所述胶粘剂为脲醛树脂；
(4)拌胶后的汽爆麦草固形物铺装成板坯，热压成型，之后冷却、切边、砂光，即得到麦草刨花板产品，其中，热压压力为3～5MPa，热压温度为160～190℃，热压时间为30～40s/mm。
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