CN103737695B

CN103737695B - 一种木纤维先进复合材制造方法

Info

Publication number: CN103737695B
Application number: CN201310674548.XA
Authority: CN
Inventors: 彭万喜; 李东立; 李年存; 李凯夫; 傅锦辉; 张仲凤; 邓和平; 肖云飞; 覃道春
Original assignee: 彭万喜
Current assignee: Hunan Xiang Yi Bamboo Wood New Wood Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2033-12-11
Also published as: CN103737695A

Abstract

本发明公开了一种木纤维先进复合材制造方法，采用常规纤维板、刨花板制造工艺参数，只同时变革胶黏剂制备、施胶、纤维碎料干燥三个工序就能制造出木质先进复合材，本发明是一种易于实现、操作方便、生产成本低的木纤维先进复合材制造方法。

Description

一种木纤维先进复合材制造方法

技术领域

本发明涉及一种木质先进复合材制造方法，具体地说，涉及一种木纤维制备先进复合材的方法。

背景技术

人工林，是采用人工播种、栽植或扦插等方法和技术措施营造培育而成的森林，是世界林产化工的主要原材料林，特别是中国、巴西、南非、印度等大量种植人工林，其中我国人工林已达5325万公顷，居世界第一位，仅桉树人工林面积达到170万ha²，杨树人工林面积达到700多万ha²，已形成南“桉”北“杨”人工林群落。人工林树干通直，纹理美观，生物量高，可广泛应用于木质复合材料、制浆造纸等领域。其中无人工甲醛释放纤维复合先进材料、绿色造纸是人工林木材精深加工研究的前沿领域，需要木材细胞壁再结合，其关键工艺是木材细胞壁之间高效结合，形成足够的结合强度。然而，现有技术主要采用脲醛、酚醛等树脂实现木材细胞粘合，产品易释放甲醛、游离酚等有害物质而造成室内环境严重污染，引发白血病等重大疾病。

其中木材细胞壁之间实现高效再结合，一直是木材科学家研究的热点，其中大尺度木材常采用榫结合和过盈应力，实现木材牢固的机械结合。但小尺度木材碎料之间高效再结合是木材复合加工的关键。早在公元105年，蔡伦发明了造纸术，开创了纤维细胞间再结合技术应用。在酚醛树脂和脲醛树脂发明后，湿法纤维胶合技术一度占据主体地位，但存在大量废水和残渣污染；后经技术升级改良，干法木质碎料胶合技术凭着环保、高效等优势，迅速取代了湿法纤维胶合，到2011年底，全球干法纤维板产量达到约1亿m³，刨花板产量。然而，采用树脂粘合进行干法纤维板和刨花板生产及其产品使用过程中，产生了大量甲醛、游离酚等污染物，严重威胁着人们的环居安全与生命健康。为了消除脲醛等树脂胶合的负面影响，国内外一些学者先后利用了物理、化学、生物等多种方法探讨实现木材细胞壁无胶胶合的途径。然而，目前木材细胞壁无胶胶合仍存在着结合强度不足、工序繁琐、效率低下等缺陷，导致纤维板、刨花板无醛化再结合加工技术未被规模工业化应用。我们的最新研究表明，仅依靠半纤维或木质素的胶结性能难以实现木材细胞壁高强度无胶胶合，而再结合可促使木材细胞壁之间形成高强度的结合层，然而，对木质高效结合行为特征和结合本质尚不清楚，制约了木质先进复合材制造技术的产业化应用。

为了克服这种现象，发明人历时20多年，耗资巨大，全面分析《复合纤维板》（申请号：02111211.8）、《在连续生产刨花板、纤维板等木质材料板的过程中压制和硬化压制料垫的方法》（申请号：03104109.4）、《降低刨花板的甲醛含量和甲醛释放量的方法》（申请号：01811365.6）等近400项发明专利的基础上，本发明申请人原始创新纤维板、刨花板的纤维碎料干燥、胶黏剂制备、施胶三个工序，制备出木质先进复合材，为提高人工林木材附加值与增加农民收入提供技术支撑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种易于实现、操作方便、生产成本低的木纤维先进复合材制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的木纤维先进复合材制造方法，采用常规纤维板、刨花板制造工艺参数，只同时变革胶黏剂制备、施胶、纤维碎料干燥三个工序就能制造出木质先进复合材，所述的胶黏剂制备工序是：按照质量比m_{脲醛树脂胶黏剂}:m_三聚氰胺:m_{酚醛树脂胶粉}:m_木质素:m_聚乙烯醇:m_聚十二醇:m_{四正丁基锡}:m_三甲基硼:m_{磷酸三苯甲酯}:m_{氯铬酸吡啶铜}:m_{闭孔膨胀珍珠岩}：m_二 _氧化钛=100:0.5～1.5:0.2～1.2:3～5:0.3～0.9:0.7～1.5:0.5～1.1:0.1～0.6:0.2～0.8:2～6:1～3:2～4，将三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛加入脲醛树脂胶黏剂中，搅拌均匀，然后在50℃～60℃下喷雾干燥，再研磨成80目～120目胶粉，其中脲醛树脂胶黏剂的游离甲醛含量<0.1%，三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛的纯度>96%、固体粉末，喷雾干燥风速2m/s～10m/s,风压为0.5MPa～10MPa；所述的纤维碎料干燥工序是：干燥风管长10m～20m，风速0.2m/s～20m/s下干燥纤维，将纤维含水率达到40％～60％，即可；所述的施胶工序是：在气力铺装管道上段0.9m～1.1m处中心部位安装静电喷嘴，雾化面积大于气力管道横截面积1.05倍～1.15倍，静电压2KV～60KV，施胶量以6％～10％为准来控制具体静电压；然后按照常规纤维板、刨花板铺装、预压、热压、陈放、砂光、裁边工艺参数，完成木质先进复合材制造。

采用上述技术方案的木纤维先进复合材制造方法，采用常规纤维板、刨花板制造工艺参数，只同时变革胶黏剂制备、施胶、纤维碎料干燥三个工序就能制造出木质先进复合材，易于实现，操作方便，生产成本低，为提高人工林木材附加值与增加农民收入提供技术支撑，可增加果农收入，对构建和谐社会具有重要意义。该发明将能产生显著的经济与社会效益，具有很好的推广价值。

综上所述，本发明是一种易于实现、操作方便、生产成本低的木纤维先进复合材制造方法。

附图说明

图1是本发明的设备示意图。

图中：1-静电喷嘴，2-静电粉末，3-铺装管道，4-材料碎粉

具体实施方式

通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地理解本发明，但下述实施例并不是对本发明的限定。

实施例1：

参见图1，木纤维先进复合材制造方法，采用常规纤维板、刨花板制造工艺参数，只同时变革胶黏剂制备、施胶、纤维碎料干燥三个工序就能制造出木质先进复合材，所述的胶黏剂制备工序是：按照质量比m_{脲醛树脂胶黏剂}:m_三聚氰胺:m_{酚醛树脂胶粉}:m_木质素:m_聚乙烯醇:m_聚十二醇:m_{四正丁基锡}:m_三甲基硼:m_{磷酸三苯甲酯}:m_{氯铬酸吡啶铜}:m_{闭孔膨胀珍珠岩}:m_二氧化钛=100:0.5:0.2:3:0.3:0.7:0.5:0.1:0.2:2:1:2，将三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛加入脲醛树脂胶黏剂中，搅拌均匀，然后在50℃下喷雾干燥，再研磨成80目胶粉，其中脲醛树脂胶黏剂的游离甲醛含量<0.1%，三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛的纯度>96%、固体粉末，喷雾干燥风速2m/s,风压为0.5MPa；所述的纤维碎料干燥工序是：干燥风管长10m，风速0.2m/s下干燥纤维，将纤维含水率达到40％，即可；所述的施胶工序是：在气力铺装管道上段0.9m处中心部位安装静电喷嘴，雾化面积大于气力管道横截面积1.05倍，静电压2KV，施胶量以6％为准来控制具体静电压；然后按照常规纤维板、刨花板铺装、预压、热压、陈放、砂光、裁边工艺参数，完成木质先进复合材制造。

实施例2：

参见图1，木纤维先进复合材制造方法，采用常规纤维板、刨花板制造工艺参数，只同时变革胶黏剂制备、施胶、纤维碎料干燥三个工序就能制造出木质先进复合材，所述的胶黏剂制备工序是：按照质量比m_{脲醛树脂胶黏剂}:m_三聚氰胺:m_{酚醛树脂胶粉}:m_木质素:m_聚乙烯醇:m_聚十二醇:m_{四正丁基锡}:m_三甲基硼:m_{磷酸三苯甲酯}:m_{氯铬酸吡啶铜}:m_{闭孔膨胀珍珠岩}:m_二氧化钛=100:1.0:0.8:4:0.7:1.0:0.8:0.3:0.4:4:2:3，将三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛加入脲醛树脂胶黏剂中，搅拌均匀，然后在55℃下喷雾干燥，再研磨成100目胶粉，其中脲醛树脂胶黏剂的游离甲醛含量<0.1%，三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛的纯度>96%、固体粉末，喷雾干燥风速4m/s,风压为2MPa；所述的纤维碎料干燥工序是：干燥风管长15m，风速15m/s下干燥纤维，将纤维含水率达到45％，即可；所述的施胶工序是：在气力铺装管道上段1.0m处中心部位安装静电喷嘴，雾化面积大于气力管道横截面积1.10倍，静电压20KV，施胶量以9％为准来控制具体静电压；然后按照常规纤维板、刨花板铺装、预压、热压、陈放、砂光、裁边工艺参数，完成木质先进复合材制造。

实施例3：

参见图1，木纤维先进复合材制造方法，采用常规纤维板、刨花板制造工艺参数，只同时变革胶黏剂制备、施胶、纤维碎料干燥三个工序就能制造出木质先进复合材，所述的胶黏剂制备工序是：按照质量比m_{脲醛树脂胶黏剂}:m_三聚氰胺:m_{酚醛树脂胶粉}:m_木质素:m_聚乙烯醇:m_聚十二醇:m_{四正丁基锡}:m_三甲基硼:m_{磷酸三苯甲酯}:m_{氯铬酸吡啶铜}:m_{闭孔膨胀珍珠岩}:m_二氧化钛=100:1.2:0.6:3.5:0.5:1.2:0.7:0.5:0.6:5:2:3，将三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛加入脲醛树脂胶黏剂中，搅拌均匀，然后在58℃下喷雾干燥，再研磨成110目胶粉，其中脲醛树脂胶黏剂的游离甲醛含量<0.1%，三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛的纯度>96%、固体粉末，喷雾干燥风速7m/s,风压为6MPa；所述的纤维碎料干燥工序是：干燥风管长14m，风速8m/s下干燥纤维，将纤维含水率达到50％，即可；所述的施胶工序是：在气力铺装管道上段1.0m处中心部位安装静电喷嘴，雾化面积大于气力管道横截面积1.05倍，静电压40KV，施胶量以8％为准来控制具体静电压；然后按照常规纤维板、刨花板铺装、预压、热压、陈放、砂光、裁边工艺参数，完成木质先进复合材制造。

实施例4：

参见图1，木纤维先进复合材制造方法，采用常规纤维板、刨花板制造工艺参数，只同时变革胶黏剂制备、施胶、纤维碎料干燥三个工序就能制造出木质先进复合材，所述的胶黏剂制备工序是：按照质量比m_{脲醛树脂胶黏剂}:m_三聚氰胺:m_{酚醛树脂胶粉}:m_木质素:m_聚乙烯醇:m_聚十二醇:m_{四正丁基锡}:m_三甲基硼:m_{磷酸三苯甲酯}:m_{氯铬酸吡啶铜}:m_{闭孔膨胀珍珠岩}:m二_氧化钛=100:1.5:1.2:5:0.9:1.5:1.1:0.6:0.8:6:3:4，将三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛加入脲醛树脂胶黏剂中，搅拌均匀，然后在60℃下喷雾干燥，再研磨成120目胶粉，其中脲醛树脂胶黏剂的游离甲醛含量<0.1%，三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛的纯度>96%、固体粉末，喷雾干燥风速10m/s,风压为10MPa；所述的纤维碎料干燥工序是：干燥风管长20m，风速20m/s下干燥纤维，将纤维含水率达到60％，即可；所述的施胶工序是：在气力铺装管道上段1.1m处中心部位安装静电喷嘴，雾化面积大于气力管道横截面积1.15倍，静电压60KV，施胶量以10％为准来控制具体静电压；然后按照常规纤维板、刨花板铺装、预压、热压、陈放、砂光、裁边工艺参数，完成木质先进复合材制造。

Claims

1.一种木纤维先进复合材制造方法，采用常规纤维板、刨花板制造工艺参数，只同时变革胶黏剂制备、施胶、纤维干燥三个工序就能制造出木质先进复合材，其特征是：所述的胶黏剂制备工序是：按照质量比m_{脲醛树脂胶黏剂}:m_三聚氰胺:m_{酚醛树脂胶粉}:m_木质素:m_聚乙烯醇:m_聚十二醇:m_四正 _丁基锡:m_三甲基硼:m_{磷酸三苯甲酯}:m_{氯铬酸吡啶铜}:m_{闭孔膨胀珍珠岩}:m_二氧化钛＝100:0.5～1.5:0.2～1.2:3～5:0.3～0.9:0.7～1.5:0.5～1.1:0.1～0.6:0.2～0.8:2～6:1～3:2～4，将三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛加入脲醛树脂胶黏剂中，搅拌均匀，然后在50℃～60℃下喷雾干燥，再研磨成80目～120目胶粉，其中脲醛树脂胶黏剂的游离甲醛含量<0.1％，三聚氰胺、酚醛树脂胶粉、木质素、聚乙烯醇、聚十二醇、四正丁基锡、三甲基硼、磷酸三苯甲酯、氯铬酸吡啶铜、闭孔膨胀珍珠岩和二氧化钛均为纯度>96％的固体粉末；喷雾干燥参数：风速2m/s～10m/s,风压为0.5MPa～10MPa；所述的纤维干燥工序是：在干燥风管长10m～20m，风速0.2m/s～20m/s下干燥纤维，使纤维含水率达到40％～60％；所述的施胶工序是：在气力铺装管道上段0.9m～1.1m处的中心部位安装静电喷嘴，雾化面积大于气力管道横截面积1.15倍，静电压2KV～60KV，施胶量以6％～10％为准来控制具体静电压；然后按照常规纤维板、刨花板铺装、预压、热压、陈放、砂光、裁边工艺参数，完成木质先进复合材制造。