CN104526831A - 一种秸秆板及其制备方法 - Google Patents

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王洪
刘云
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    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent
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Abstract

本发明提出一种水稻或者小麦秸秆板的制备方法，制备中通过对秸秆进行湿法化学处理来提高其与胶黏剂的结合强度，具体的制备过程包含以下步骤：1)将水稻或者小麦秸秆粉碎；2)将秸秆碎料放入蒸锅中蒸煮，使秸秆表面的蜡状物质和果胶等被蒸出；3)将以上获得的秸秆碎料放入有加热装置的铁桶中，分别加入水及硅烷偶联剂，并控温搅拌。4)将表面处理后的秸秆干燥并粉碎成纤维粉状；5)将处理后的秸秆纤维粉和脲醛树脂胶利用多功能搅拌机混合均匀，再将混合物放入压板机中热压成型可制得秸秆板。该方法通过硅烷偶联剂对秸秆表面进行修饰，加强其与胶黏剂的结合力，从而提高秸秆板强度。

Description

一种秸秆板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种利用粮食作物秸秆尤其是水稻或小麦秸秆生产制备秸轩板的方法。
背景技术
中国是一个农业大国，每年在生产农产品的同时也产生大量的农作物秸秆资源。据统计，全国每年的农作物秸秆产量均在7亿吨左右，农作物秸秆是一年生草本植物的茎秆，原料周期比木材要短得多，如果能够利用秸秆资源来生产人造板，则每年能够节省大量的木材。此外，秸秆焚烧一直是引起环境污染的重要原因之一，秸秆板的生产能够给农民的废弃秸秆找到一个合适的变废为宝的途径，从而从经济利益的角度杜绝秸秆的焚烧。
我国对秸秆人造板的研究起始于20世纪50年代末，并于70年代末在广东建设了10条蔗渣纤维板生产线。然而，由于胶粘剂市工艺技术的限制及价格因素的影响，稻草和麦秸人造板的研究开始较晚，生产出来的产品的力学性能、耐水性等都比较差，发展相对缓慢。
水稻和小麦秸秆外形尺寸较小，材质相对匀称，也是各地粮食作物的主体部分。这两种秸秆主要由纤维素、半纤维素、木质素和抽提物组成，内层质地松软，密度较小，但是秸秆外表面富集蜡状物质，并含有一定量的二氧化硅，在秸秆板制生产过程中秸秆外表面与胶黏剂的结合强度明显弱于内表面，因而秸秆外表面的角质层与胶黏剂的结合强度较低是秸秆板生产制备过程中的主要障碍。
发明内容
本发明提出一种水稻或者小麦秸秆板的制备方法，制备中通过对秸秆进行湿法化学处理来提高其与胶黏剂的结合强度。
本发明所提出的方法包含以下步骤：
1)利用粉碎机将水稻或者小麦秸秆粉碎为长度0.1-30cm的秸秆碎料；
2)将秸秆碎料放入蒸锅中蒸煮，利用蒸汽在湿热作用下，使秸秆表面的蜡状物质和果胶等析出，提高了秸秆表面极性，增强秸秆与粘合剂的胶合性能。秸秆碎料在蒸汽中湿热作用20min，充分除去蜡质，并将湿热处理后的秸秆碎料放入烘干机中烘干；
3)将湿热处理并烘干后的秸秆碎料放入有加热装置的铁桶中，分别加入水及0.01-1％质量分数(以热水体积计)的硅烷偶联剂，优选KH550或KH560，并加热搅拌0.5-2小时。硅烷偶联剂为双性分子，一部分官能团能与秸秆表面反应形成化学键，另一部分官能团能与胶黏剂反应形成化学键。这样偶联剂就在树脂与秸秆纤维素表面起到一个化学媒介的作用，将二者牢固地连在一起。
4)将表面处理后的秸秆粉碎成纤维粉状。
5)将处理后的秸秆纤维粉和脲醛树脂胶利用多功能搅拌机混合均匀，再将混合物放入压板机中热压成型。
具体实施方式
下面结合具体实施实例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1、一种水稻秸秆板及其制备
将一年新的稻草秸秆粉碎为0.5cm左右的秸秆碎料，并将秸秆碎料放入蒸锅中蒸煮20min，使秸秆表面的蜡状物质和果胶等充分去除，并将湿热处理后的秸秆碎料放入烘干机中烘干。
将湿热处理并烘干后的秸秆碎料放入有加热装置的铁桶中，分别加入水及0.1％质量分数(以热水体积计)的KH550。然后将秸秆碎料加入其中，并升温至60℃并轻微搅拌1小时，其后将秸秆捞出干燥，并将表面处理后的秸秆碎料用搅拌机粉碎成纤维粉状。
将市场购得的脲醛胶粉与水按照重量比100:60配置成脲醛胶。将处理后的秸秆纤维粉和脲醛胶按照10:1的重量比利用多功能搅拌机混合均匀，再将混合物放入压板机中热压成型，从而制得水稻秸秆板。
实施例2、一种小麦秸秆板的制备
用粉碎机将小麦秸秆处理为长度为1cm左右的秸秆碎料，并将秸秆碎料放入蒸锅中蒸煮20min，充分除去蜡质，处理后的秸秆碎料放入烘干机中烘干。
将以上得到的秸秆碎料放入有加热装置的铁桶中，分别加入水及0.2％质量分数(以热水体积计)的硅烷偶联剂KH560。然后将秸秆碎料加入其中，并升温至60℃并轻搅拌半小时。随后，将表面处理后的秸秆碎料用搅拌机粉碎成纤维粉状。
市场购得的脲醛胶粉与水按照重量比100:60配置成脲醛胶。将处理后的秸秆纤维粉和脲醛胶按照10:1重量利用多功能搅拌机混合均匀，再将混合物放入压板机中热压成型，从而制得小麦秸秆板。

Claims (6)

1.本发明提出一种水稻或者小麦秸秆板的制备方法，制备中通过对秸秆进行湿法化学处理来提高其与胶黏剂的结合强度，具体的制备过程包含以下步骤：
1)将水稻或者小麦秸秆粉碎；
2)将秸秆碎料放入蒸锅中蒸煮，使秸秆表面的蜡状物质和果胶等被蒸出，从而提高秸秆表面极性，增强秸秆与粘合剂的胶合性能。之后将秸秆碎料捞出并干燥；
3)将以上获得的干燥秸秆碎料放入有加热装置的铁桶中，分别加入水及硅烷偶联剂，并控温搅拌。硅烷偶联剂为双性分子，一部分官能团能与秸秆表面反应形成化学键，另一部分官能团能与胶黏剂反应形成化学键。这样偶联剂就在树脂与秸秆纤维素表面起到一个化学媒介的作用，将二者牢固地连在一起；
4)将表面处理后的秸秆粉碎成纤维粉状；
5)将处理后的秸秆纤维粉和脲醛树脂胶利用多功能搅拌机混合均匀，再将混合物放入压板机中热压成型。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，硅烷偶联剂具有通式YSiX3,其中，X为可水解的基团，优选-OCH3,-OC2H5基团，Y为非水解基团，包括有机胺基、链烯基等(主要为乙烯基)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，所用硅烷偶联剂在水中的浓度为0.001％-5％，优选0.1％-1％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，控制温度在10-80℃,优选20-60℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，蒸煮的时间在10-60分钟，优选15-30分钟。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，水稻或者小麦秸秆被粉碎至0.1-30cm，优选0.5-10cm。
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