CN102689337B - 一种水葫芦工业化无害利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水葫芦工业化无害利用方法。首先将水葫芦清洗、切碎、干燥、粉碎、筛选，制成水葫芦干粉；然后与酚醛树脂胶粘剂混合，经涂胶、陈化、组坯、热压等工序后、制成毛竹竹青胶合板。利用此工艺制成的毛竹竹青胶合板，能够满足国家标准GB/T14074.10-1993木材胶粘剂及其树脂检验方法中规定的胶合强度的要求，替代目前胶合板生产中填料面粉的使用，达到既降低胶合板的生产成本，又消除水葫芦对我国各地生态环境产生的危害，因此，具有广阔的发展前景。

Description

一种水葫芦工业化无害利用方法
技术领域
本发明涉及一种水葫芦工业化无害利用方法。
背景技术
水葫芦（Eichhornia crassipes）为多年生漂浮性草本植物，由于其适应性强，繁殖快，被世界各国公认为最重要的生物入侵物种之一。1901年，凤眼莲被作为观赏植物引入中国，上个世纪五六十年代在我国粮食极度短缺时期被作为猪饲料广泛放养于南方的湖塘水泊。由于水葫芦强大的繁殖能力，且作为外来入侵物种在我国缺乏天敌制约，导致其在我国南方水域快速蔓延，同时我国水体富营养化程度的加剧，也起了推波助澜的作用。近年来，该草已在我国南方17个省(市、自治区)蔓延成灾，带来极大的生态和社会危害。
水葫芦的为害主要表现在以下几个方面：大量生长繁殖后覆盖水面，堵塞河道，影响航运；阻碍排灌，在汛期阻碍水流，增大洪水水位；在生长区内形成优势物种，导致其它水生植物的减少甚至消灭；降低光线对水体的穿透能力，影响水底生物的生长；降低水的pH值和溶解氧浓度，并增加水中CO2的浓度，降低水产品产量；增加水的蒸发量和为蚊类提供适宜的滋生场所。大量的水葫芦漂集于河道湖面，堵塞河道，影响航运，阻碍排灌，在汛期阻碍水流，并降低水产品产量、质量，严重影响运输业、旅游业和水产养殖业的发展。滇池、太湖、黄浦江及武昌东湖等南方著名水体，水葫芦泛滥成灾，近年来的暖冬天气甚至造成水葫芦反季节生长。治理水葫芦消耗了大量社会财富，造成了巨大的经济损失，有关方面耗费巨资却无法根治。水葫芦泛滥，给人民群众的生产生活和社会经济发展造成极大危害，已经到了非全面整治不可的地步。
本发明通过水葫芦的资源化利用，变废为宝，实现安全、环保地综合治理水葫芦的危害。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种水葫芦工业化无害利用方法，达到既降低胶合板的生产成本，又消除水葫芦对我国各地生态环境产生的危害。
本发明提供了一种水葫芦工业化无害利用方法，包括如下步骤：
步骤1：采集新鲜的水葫芦，洗净、切段；
步骤2：干燥，待水葫芦段干燥至绝干状态，取出；
步骤3：粉碎，过筛，制成水葫芦干粉，备用；
步骤4：制备热固性酚醛树脂；
步骤5：将毛竹加工成留青竹片，然后经过炭化处理，干燥、涂胶、组坏，通过热压形成单层毛坯件，再经压刨定厚加工，制成单层毛竹竹青板，备用；
步骤6：在热固性酚醛树脂中加入占其重量10%-30%的水葫芦干粉，调匀，均匀涂刷在单层毛竹竹青板面上，双面涂胶，组坯后陈化；
步骤7：将完成组坯陈化的毛竹竹青板送入热压机热压成型，制成毛竹竹青胶合板。
所述步骤3中的过筛是将粉碎后的水葫芦过100目筛。
所述热固性酚醛树脂由苯酚和甲醛在NaOH催化下反应制得，各原料的质量比为：苯酚：甲醛：NaOH=1：2.2：0.5，在40-45℃温度下，将溶化的苯酚和2/3质量的甲醛投入反应釜内；根据原料的质量比配制30%NaOH溶液作为催化剂，往上述反应釜内投入1/3质量的催化剂，然后保持温度为80-85℃，反应40分钟后，在60分钟内分三次加入剩余的催化剂，之后控制温度80℃反应10min；然后加入剩余的甲醛，反应温度控制在80-85℃进行合成反应，当粘度达到20s时冷却出料。
所述步骤6中在热固性酚醛树脂中加入占其重量15%的水葫芦干粉。
所述步骤7中热压成型的条件为：热压温度135～150℃，热压压力1.2～1.4Mpa，热压时间10～20分钟。
我国是胶合板的生产大国，为了保证胶合板的表面质量，每年有大量作为粮食的面粉用于胶合板生产中的胶粘剂填料使用，造成了粮食面粉的供应紧张和价格的居高不下。本发明提供了一种水葫芦的无害工业化利用方法，该方法将水葫芦制成水葫芦干粉，替代目前胶合板生产中填料面粉的使用，达到既降低胶合板的生产成本，又消除水葫芦对我国各地生态环境产生的危害。因此，具有广阔的发展前景。
具体实施方式
一种水葫芦工业化无害利用方法包括如下步骤：
步骤1：采集新鲜的水葫芦，清洗干净水葫芦表面的泥土，切段；
步骤2：将水葫芦段放入电热鼓风干燥机干燥，待水葫芦段完全干燥到绝干状态，取出；
步骤3：将绝干状态下的水葫芦段放入电动粉碎机粉碎后，过100目的筛子筛选，制成水葫芦干粉，备用；
步骤4：制备酚醛树脂，各原材料的质量比为：苯酚（C6H5OH）：甲醛（CH2O）：Na OH=1：2.2：0.5；
步骤5：在40-45℃温度下，将溶化的苯酚和部分的甲醛（总量的2/3）投入反应釜内，并加催化剂（30%Na OH溶液），投入量为总量的1/3，然后保持温度为80-85℃之间，在反应40分钟后，在60分钟内分三次加入剩余的2/3的催化剂，之后温度控制80℃反应10min；然后二次加入剩余的甲醛，反应温度控制在80-85℃进行合成反应。当粘度达到20s左右冷却出料（涂-4杯测粘度），备用；
步骤6：依据授权专利ZL200810103115.8 “毛竹竹青板方材及其制造方法”公开了一种毛竹竹青板方材的制造方法，通过该方法的前面部分能够将普通毛竹加工成单层毛竹竹青板；主要方法包括：（1）将采伐的毛竹处理加工成具有适当长度、宽度和厚度的留青竹片；（2）将留青竹片进行炭化处理，炭化条件为：温度100～140℃，压力0.5～1.5个大气压，时间60～180分钟；（3）将炭化完成的竹片进行干燥，控制竹片的含水率在8％以下；（4）将竹片涂胶，并按竹青朝向同一方向组坯，通过热压形成单层毛坯件；（5）单层毛坯件经压刨定厚加工，制成单层毛竹竹青板。
步骤7：取出制备好的酚醛树脂。加入改性酚醛树脂重量10-30%的水葫芦干粉，调匀，按220-320g/m2（双面涂胶）的涂胶量均匀地涂刷在毛竹竹青板面上，组坯后陈化24小时；
步骤8：将完成组坯陈化的毛竹竹青板送入热压机热压成型，热压温度135～150℃，热压压力1.2～1.4Mpa,热压时间10～20分钟，制成毛竹竹青胶合板。
所述步骤1中使用的水葫芦为新鲜采集的水葫芦，无太多的腐烂变质部分。
所述步骤1中可以用铡刀将水葫芦切成一寸左右长度，目的是提高水葫芦段的干燥效率，结省干燥成本；
所述步骤1中使用的水葫芦必须清洗干净水葫芦表面的泥土，防止泥土带入水葫芦干粉，最终影响毛竹竹青胶合板的胶合强度。
所述步骤2中规定的水葫芦的绝干状态，实际生产中可以用手指一搓就碎来判定水葫芦是否达到绝干状态。
所述步骤3中绝干状态下的水葫芦段放入电动粉碎机粉碎后，过100目的筛子筛选，制成水葫芦干粉，未通过100目筛子筛选的水葫芦碎块，可再投入电动粉碎机继续粉碎筛选，直到全部通过100目的筛子筛选为止。
所述步骤5中的酚醛树脂的反应终点粘度测定，是指先抽取一部分的正在加热反应的酚醛树脂，采用冰水将装在瓶中的酚醛树脂降温至20℃，再用涂-4杯测定酚醛树脂的粘度，当粘度达到20s左右即可开始降温，待酚醛树脂降温至40℃后，出料。
所述步骤7中改性酚醛树脂中水葫芦干粉的添加量优选为15%，毛竹竹青板的涂胶量按280g/m2（双面涂胶）涂刷为宜。
所述步骤8中毛竹竹青胶合板的优选的热压条件为：热压温度145℃，热压压力1.2Mpa,热压时间20分钟。
通过本发明制备的毛竹竹青胶合板，具有板面平整，外观自然美丽的特点。按GB/T 14074.10-1993木材胶粘剂及其树脂检验方法中规定的胶合强度的测量要求加工并检测试件。成品试件的胶合强度﹥8.0MPa。因此，通过本发明制备的毛竹竹青胶合板，完全能满足竹胶合板的使用要求。竹青胶合板生产过程中,利用水葫芦干粉替代填料面粉使用，既能降低毛竹竹青胶合板的成本（20%左右），又消除水葫芦对我国各地生态环境产生的危害。因此，具有广阔的发展前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种水葫芦工业化无害利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采集新鲜的水葫芦，洗净、切段；
步骤2：干燥，待水葫芦段干燥至绝干状态，取出；
步骤3：粉碎，过筛，制成水葫芦干粉，备用；
步骤4：制备热固性酚醛树脂；
步骤5：将毛竹加工成留青竹片，然后经过炭化处理，干燥、涂胶、组坏，通过热压形成单层毛坯件，再经压刨定厚加工，制成单层毛竹竹青板，备用；
步骤6：在热固性酚醛树脂中加入占其重量15%的水葫芦干粉，调匀，均匀涂刷在单层毛竹竹青板面上，双面涂胶，组坯后陈化；
步骤7：将完成组坯陈化的毛竹竹青板送入热压机热压成型，制成毛竹竹青胶合板；
所述热固性酚醛树脂由苯酚和甲醛在NaOH催化下反应制得，各原料的质量比为：苯酚：甲醛：NaOH=1：2.2：0.5，在40-45℃温度下，将溶化的苯酚和2/3质量的甲醛投入反应釜内；根据原料的质量比配制30%NaOH溶液作为催化剂，往上述反应釜内投入1/3质量的催化剂，然后保持温度为80-85℃，反应40分钟后，在60分钟内分三次加入剩余的催化剂，之后控制温度80℃反应10min；然后加入剩余的甲醛，反应温度控制在80-85℃进行合成反应，当粘度达到20s时冷却出料。
2.根据权利要求1所述的一种水葫芦工业化无害利用方法，其特征在于，所述步骤3中的过筛是将粉碎后的水葫芦过100目筛。
3.根据权利要求1所述的一种水葫芦工业化无害利用方法，其特征在于，所述步骤7中热压成型的条件为：热压温度135～150℃，热压压力1.2～1.4Mpa，热压时间10～20分钟。
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