CN102501288A

CN102501288A - 一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法

Info

Publication number: CN102501288A
Application number: CN2011103764117A
Authority: CN
Inventors: 张显权; 谭海彦; 张红杰; 卢杰
Original assignee: Northeast Forestry University
Current assignee: Northeast Forestry University
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-06-20

Abstract

一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法，它涉及一种秸秆碎料板的制备方法。本发明要解决现有使用脲醛树脂胶制造的秸秆碎料板环保性能差，或者采用异氰酸酯胶粘剂制造秸秆碎料板成本高的问题。制备方法：一、通过皮瓤分离技术，制备皮瓤分离彻底的玉米秸秆皮碎料；二、称取环保型脲醛树脂胶、氯化铵溶液、玉米秸秆皮碎料；三、把环保脲醛树脂和氯化铵溶液混合均匀，喷洒到玉米秸秆皮碎料上，得混合物；四、将步骤四的混合物加入到板材模具中，均匀铺装预压得到板坯；五、将板坯热压，然后卸压陈放，得环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板。本发明工艺简单、生产成本低、绿色环保、产品性能好。本发明用于制造玉米秸秆皮碎料板。

Description

一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法

技术领域

本发明涉及一种秸秆碎料板的制备方法。

背景技术

当前建筑装饰行业需要大量的物美价廉的新型建筑装饰材料，因此充分利用秸秆剩余物，如玉米秸秆，制造环保型复合装饰材料，不仅变废为宝，而且寻找到了可以一定程度上替代木材的原料，既保护了林木资源，防止水土流失，促进人与大自然的和谐，更减少了因森林砍伐而加重的碳排放和污染。

玉米秸秆作为一种生物质材料，除被用作生活能源外，大部分或弃之于田，或就地焚烧，利用率过低。这主要是由于玉米秸秆的收获季节性较强，而且堆积密度较小，易腐朽，不利于长距离运输和长时间储存，此外玉米秸秆瓤结构疏松，含大量糖分，在现有玉米秸秆碎料板的生产工艺中，皮瓤分离的不彻底严重影响了胶粘剂的粘结和板材的强度。目前使用脲醛树脂胶制造的玉米秸秆复合板，由于一般的脲醛树脂胶中甲醛含量高，造成由其生产的复合板不能达到环保的要求；或者采用价格昂贵的异氰酸酯胶类的胶粘剂，导致生产成本高，这些缺陷使得玉米秸秆复合板的使用受到限制，失去市场竞争力。

发明内容

本发明是要解决现有使用脲醛树脂胶制造的秸秆碎料板环保性能差，或者采用异氰酸酯胶粘剂制造秸秆碎料板成本高的问题，而提供一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法。

本发明一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法按照以下步骤完成：

一、制备玉米秸秆皮碎料：a、将玉米秸秆用玉米秸秆皮瓤分离机分离后，再粉碎至10～60目，得到初步分离的玉米秸秆皮碎料；b、将经步骤a制备的玉米秸秆皮碎料在95～105℃下烘干至含水率为2％～4％；c、将经步骤b处理的玉米秸秆皮碎料分别采用10～50目的筛网筛分，筛分后的碎料按不同目数分别存放；d、将经步骤c处理的不同目数的玉米秸秆皮碎料分别风选，使玉米秸秆皮碎料与瓤碎料彻底分离，弃去瓤碎料，混合不同目数的皮碎料，得到皮瓤分离彻底的玉米秸秆皮碎料；

二、按重量分数比称取固体含量为45％～54％的环保型脲醛树脂胶10～14份、质量浓度为18％～22％的氯化铵溶液1.9～2.8份、步骤一制备的皮瓤分离彻底的玉米秸秆皮碎料100份；

三、先把步骤二称取的环保型脲醛树脂胶和氯化铵溶液混合均匀，然后喷洒到步骤二称取的皮瓤分离彻底的玉米秸秆皮碎料上，搅拌均匀，得到混合物；

四、将步骤三得到的混合物加入到板材模具中，再在压力为1.0～2.0MPa的条件下预压10～20s，得到板坯；

五、将步骤四得到的板坯放在热压机中，在温度为150～170℃、压力为2.0～3.0MPa的条件下保持3～5min，然后卸载压力降至室温，陈放20～28h，得到环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板。

上述环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法，其特征在于步骤一中环保型脲醛树脂胶的制备方法是：e、将质量浓度为37％的甲醛水溶液1000份加入反应釜中，接着加入质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使甲醛水溶液的pH值为7.0～7.5，然后再加入物质的量为甲醛物质的量0.5倍的尿素；f、将e所得的反应液加热至90～92℃，保温至反应液的pH值降至6.0～6.5；g、向f所得的反应液中加入甲酸，使反应液的pH值为4.2～4.5，在90～92℃温度下反应20～30min，当反应液试样与水混合出现白色沉淀时，此阶段结束；h、向反应液中加入质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使反应液的pH值为6.7～7.0，冷却至70～72℃；i、向h所得的反应液中加入物质的量为e中所用甲醛物质的量0.3倍的尿素，在60℃下再缩聚30min后，冷却到20～30℃，得到环保型脲醛树脂胶，其性能指标如表一所示。

表一环保型脲醛树脂胶的性能指标

固体含量(％)	65～67
		粘度(涂-4杯，30℃)(s)	30～50
pH值	6.5～8.0
		羟甲基含量(％)	13～14
游离甲醛(％)	0.1～0.3
		固化时间(100℃)(s)	40～55
适用期(20℃)(h)	8～24
		贮存期(月)	2

该环保型脲醛树脂胶的最大特点是游离甲醛含量低，主要用于刨花板生产，也可以用于胶合板生产。

本发明获得的环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板，其主要特点是原料价廉而且绿色环保，用玉米秸秆为原料，一定程度上替代木材的原料，保护了林木资源，防止水土流失，变废为宝，又能为农民增收，环保型脲醛树脂胶中甲醛含量低，降低了板材的游离甲醛释放量，减少对人体健康的危害。与现有技术中采用异氰酸酯胶粘剂制造秸秆碎料板相比，采用环保型脲醛树脂胶制造的秸秆碎料板的成本大大降低，目前，异氰酸酯胶市场价为15000元/吨，环保型脲醛树脂胶成本为2500元/吨。

本发明采用皮瓤分离技术，将玉米秸秆的皮瓤彻底分离，获得的环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板性能好，其各项参数如下：密度为0.54～0.82g/cm³，抗弯强度为13.4～29.3MPa，内结合强度为0.41～0.72MPa，2h吸水厚度膨胀率为3.3％～9.0％，各项性能均满足中华人民共和国木材工业标准《家具及室内装修刨花板GB/T4897.3-2003》的要求。

本发明用于制备环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板。本发明工艺简单，获得的高性能环保秸秆皮碎料板用途广泛，可用于包装业、家具制造业、建筑装饰行业、建筑内墙板、隔断墙板、以及其它相关领域。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法按以下步骤进行：

本实施方式的有益效果是：本实施方式获得的环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板，其主要特点是原料价廉而且绿色环保，用玉米秸秆为原料，一定程度上替代木材的原料，保护了林木资源，防止水土流失，变废为宝，又能为农民增收，又能为农民增收，环保型脲醛树脂胶中甲醛含量低，降低了板材的游离甲醛释放量，减少对人体健康的危害。与现有技术中采用异氰酸酯胶粘剂制造秸秆碎料板相比，采用环保型脲醛树脂胶制造的秸秆碎料板的成本大大降低，目前，异氰酸酯胶市场价为15000元/吨，环保型脲醛树脂胶成本为2500元/吨。

本实施方式采用皮瓤分离技术，将玉米秸秆的皮瓤彻底分离，获得的环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板性能好，其各项参数如下：密度为0.54～0.82g/cm³，抗弯强度为13.4～29.3MPa，内结合强度为0.41～0.72MPa，2h吸水厚度膨胀率为3.3％～9.0％，各项性能均满足中华人民共和国木材工业标准《家具及室内装修刨花板GB/T4897.3-2003》的要求。

本实施方式用于制备环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板。本发明工艺简单，获得的高性能环保秸秆皮碎料板用途广泛，可用于包装业、家具制造业、建筑装饰行业、建筑内墙板、隔断墙板、以及其它相关领域。

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环保型脲醛树脂胶的制备方法是：e、将质量浓度为37％的甲醛水溶液1000份加入反应釜中，接着加入质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使甲醛水溶液的pH值为7.0～7.5，然后再加入物质的量为甲醛物质的量0.5倍的尿素；f、将e所得的反应液加热至90～92℃，保温至反应液的pH值降至6.0～6.5；g、向f所得的反应液中加入甲酸，使反应液的pH值为4.2～4.5，在90～92℃温度下反应20～30min，当反应液试样与水混合出现白色沉淀时，此阶段结束；h、向反应液中加入质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使反应液的pH值为6.7～7.0，冷却至70～72℃；i、向h所得的反应液中加入物质的量为e中所用甲醛物质的量0.3倍的尿素，在60℃下再缩聚30min后，冷却到20～30℃，得到环保型脲醛树脂胶。其它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或二不同的是步骤一的b中，玉米秸秆皮碎料在100℃下烘干至含水率为3％。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中按重量分数比称取固体含量为45％～54％的环保型脲醛树脂胶12份、质量浓度为18％～22％的氯化铵溶液2份。其它与具体实施方式一至三之一相同。

固体含量是指在规定的测试条件下，树脂或胶黏剂中非挥发性物质的质量占总质量的百分数。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤二中所述氯化铵的质量浓度为20％，环保型脲醛树脂胶的固体含量为49.5％。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤四中所用压力为1.5MPa，时间为15s。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤五中保压热处理的温度为155℃、压力为2.5MPa、时间为4min。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤五中的陈放时间为24h。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法按以下步骤进行：

上述环保型脲醛树脂胶的制备方法是：e、将质量浓度为37％的甲醛水溶液1000份加入反应釜中，接着加入质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使甲醛水溶液的pH值为7.3，然后再加入物质的量为甲醛物质的量0.5倍的尿素；f、将e所得的反应液加热至91℃，保温至反应液的pH值降至6.3；g、向f所得的反应液中加入甲酸，使反应液的pH值为4.3，在91℃温度下反应25min，当反应液试样与水混合出现白色沉淀时，此阶段结束；h、向反应液中加入质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使反应液的pH值为6.8，冷却至71℃；i、向h所得的反应液中加入物质的量为e中所用甲醛物质的量0.3倍的尿素，在60℃下再缩聚30min后，冷却到25℃，得到环保型脲醛树脂胶。

本实施方式的有益效果是：本实施方式获得的环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板，其主要特点是原料价廉而且绿色环保，用玉米秸秆为原料，一定程度上替代木材的原料，保护了林木资源，防止水土流失，变废为宝，又能为农民增收，环保型脲醛树脂胶中甲醛含量低，降低了板材的游离甲醛释放量，减少对人体健康的危害。与现有技术中采用异氰酸酯胶粘剂制造秸秆碎料板相比，采用环保型脲醛树脂胶制造的秸秆碎料板的成本大大降低，目前，异氰酸酯胶市场价为15000元/吨，环保型脲醛树脂胶成本为2500元/吨。

本实施方式获得的环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板性能好，其各项性能均满足中华人民共和国木材工业标准《家具及室内装修刨花板GB/T4897.3-2003》的要求，如表二所示。本发明工艺简单，获得的高性能环保秸秆板用途广泛，可用于包装业、家具制造业、建筑装饰行业、建筑内墙板、隔断墙板、以及其它相关领域。

表二具体实施方式九所制备的环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板性能参数

Claims

1.一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法，其特征在于环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法由以下步骤完成：

2.根据权利要求1所述的一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法，其特征在于步骤一中环保型脲醛树脂胶的制备方法是：e、将质量浓度为37％的甲醛水溶液1000份加入反应釜中，接着加入质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使甲醛水溶液的pH值为7.0～7.5，然后再加入物质的量为甲醛物质的量0.5倍的尿素；f、将e所得的反应液加热至90～92℃，保温至反应液的pH值降至6.0～6.5；g、向f所得的反应液中加入甲酸，使反应液的pH值为4.2～4.5，在90～92℃温度下反应20～30min，当反应液试样与水混合出现白色沉淀时，此阶段结束；h、向反应液中加入质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使反应液的pH值为6.7～7.0，冷却至70～72℃；i、向h所得的反应液中加入物质的量为e中所用甲醛物质的量0.3倍的尿素，在60℃下再缩聚30min后，冷却到20～30℃，得到环保型脲醛树脂胶。

3.根据权利要求1或2所述的一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法，其特征在于步骤一的b中，玉米秸秆皮碎料在100℃下烘干至含水率为3％。

4.根据权利要求1或2所述的一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法，其特征在于步骤二中按重量分数比称取固体含量为45％～54％的环保型脲醛树脂胶12份、质量浓度为18％～22％的氯化铵溶液2份。

5.根据权利要求1所述的一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法，其特征在于步骤二中所述氯化铵的质量浓度为20％，环保型脲醛树脂胶的固体含量为49.5％。

6.根据权利要求1或5所述的一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法，其特征在于步骤四中所用压力为1.5MPa，时间为15s。

7.根据权利要求1所述的一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法，其特征在于步骤五中保压热处理的温度为155℃、压力为2.5MPa、时间为4min。

8.根据权利要求1或7所述的一种环保型脲醛树脂胶玉米秸秆皮碎料板的制备方法，其特征在于步骤五中的陈放时间为24h。