CN106493826B - 一种抗菌纤维板的制备方法 - Google Patents

一种抗菌纤维板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗菌纤维板的制备方法，属于纤维板技术领域。本发明通过酶解醇提得到甘草黄酮提取液，再从竹篾中抽取竹麻丝纤维，先用猪粪和沼气液对竹麻丝纤维表面进行微腐处理，使竹麻丝纤维表面布满微孔，再用氯化铝溶液浸渍微腐竹麻丝纤维，使氯化铝负载在竹麻丝纤维表面及其微孔中，再将负载氯化铝的竹麻丝纤维浸入甘草黄酮提取液，利用氯化铝络合甘草黄酮，使其紧密的附着在纤维表面及其孔洞中，制得抗菌纤维，最后将纤维施胶后热压即得抗菌纤维板，本发明制得纤维板不需采用抗菌液浸渍，纤维本身具有抗菌性，且抗菌成分与纤维结合牢固，不会脱落，纤维板本身力学性能极佳，具有广阔的应用前景。

Description

一种抗菌纤维板的制备方法
技术领域
本发明公开了一种抗菌纤维板的制备方法，属于纤维板技术领域。
背景技术
微生物广泛存在于人们的生活周围空间并且拥有庞大的数量以及种类，由于其体积小重量轻等特征，可以随处飘散，随遇而安，只要满足其生存所需要的条件，就会大量繁殖，给我们的生活造成不利影响，带来各种疾病，影响我们的身体健康。随着社会经济和先进科学技术的发展(如电子设备的大量应用)，对材料附加功能要求越来越高。目前我国人造板产品无法适用于抗菌性能要求高的室内领域，更无法适应现代科技发展的特殊使用要求。同时，我国木质复合材料生产中缺少原创性及具有自主知识产权的专利、技术和产品，研究属于我国自己的原创性产品将会对我国人造板生产企业带来新方向，对中国这样的人造板生产大国具有很重大的意义。提高木质资源利用率和材料使用的生命周期，可延缓木材的碳释放，是木材工业支撑低碳经济发展的有效途径。在木质材料抗菌防霉技术方面，集中于环保药剂的选择、浸注工艺的优化及抗菌防霉效果的评价。大多数防霉处理使用的是全身浸溃加压法，防霉剂溶液可以进入汽缸、由吸尘器吸入细胞中，在高库条件下迫使更多防霉剂进入木材中，除去表面上多余的化学品。开发一剂多效的环保型防霉剂和速生人工林防霉工艺技术是木材防领域的研究方向和重点。目前传统纤维板不足之处是处理后的原材料热压成板后板子内部的抗菌剂被包裹住，不能发挥抗菌效果，影响了抗菌效率，造成成本增高。并且抗菌纤维板对耐热性有很高要求，纤维板必须是在热压过程中不产生分解、不变形，而且要与胶黏剂有很好的相容性。目前市场上常见的抗菌纤维板多是采用抗菌液浸泡纤维板的方式使其表面附着抗菌剂，但是这种方式会对纤维板力学性能产生破坏，而且抗菌剂与纤维板结合不稳定，容易脱落使抗菌性能变差的缺陷。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前传统常见的抗菌纤维板多是采用抗菌液浸泡纤维板的方式使其表面附着抗菌剂，但是这种方式会对纤维板力学性能产生破坏，而且抗菌剂与纤维板结合不稳定，容易脱落使抗菌性能变差的缺陷，本发明通过酶解醇提得到甘草黄酮提取液，再从竹篾中抽取竹麻丝纤维，先用猪粪和沼气液对竹麻丝纤维表面进行微腐处理，使竹麻丝纤维表面布满微孔，再用氯化铝溶液浸渍微腐竹麻丝纤维，使氯化铝负载在竹麻丝纤维表面及其微孔中，再将负载氯化铝的竹麻丝纤维浸入甘草黄酮提取液，利用氯化铝络合甘草黄酮，使其紧密的附着在纤维表面及其孔洞中，制得抗菌纤维，最后将纤维施胶后热压即得抗菌纤维板，本发明制得纤维板不需采用抗菌液浸渍，纤维本身具有抗菌性，且抗菌成分与纤维结合牢固，不会脱落，纤维板本身力学性能极佳，具有广阔的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将新鲜甘草放入球磨机中研磨20～30min后转入酶解罐中，向罐中加入甘草总质量1/2的去离子水，混合均匀后得酶解底物，再向底物中加入其总质量3～5%的复合酶，在30～35℃下保温酶解5～7h，所述复合酶是由纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶按质量比为1:1:1混合制得；
（2）待酶解结束后取出酶解物，按料液比为1:60g/mL将酶解物和质量分数为60%乙醇溶液混合后放入超声振荡仪，以200～300W功率超声振荡浸渍2～4h，过滤分离去除滤渣，得到滤液为甘草黄酮提取液，备用；
（3）取竹篾用铡刀切成长度为10～15cm的小段，先将其放入铁锅中，向锅中加蒸馏水直至将竹篾完全浸没，加热煮沸处理20～30min，捞出煮沸后的竹篾平铺在磨盘上，用石磙碾压30～40min后抽取压碎后的细竹麻丝纤维；
（4）将上述细竹麻丝纤维和牛粪按质量比为1:1混合后装入发酵罐，再向发酵罐中加入沼气池中沼气液，加入量为细竹麻丝纤维质量的1/2，搅拌均匀后保温发酵微腐处理7～9天，发酵结束后挑出微腐处理后的细竹麻丝纤维放入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤3～5次，得到微腐竹麻丝纤维；
（5）将上述得到的微腐竹麻丝纤维浸入其总质量5～7倍的质量分数为30%的氯化铝溶液中，放置在摇床上振荡浸渍12～14h，振荡结束后过滤分离得到滤渣，将备用的甘草黄酮提取液装入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶并放置在水浴锅中，加热升温至40～50℃，启动搅拌器，在搅拌的过程中将甘草黄酮提取液总质量1/2的滤渣加入烧瓶中，保温搅拌反应1～2h后过滤分离得到滤渣，即为自制抗菌纤维；
（6）将上述自制抗菌纤维放入混料机中，再向混料机中加入抗菌纤维总质量10～13%的酚醛树脂，混合1～2h后得浆料，将得到的浆料注入铝制纤维板模具中，再将模具放在热压机上，在170～180℃下以12～14MPa的压力热压3～5min后拆模，即得抗菌纤维板。
本发明的应用方法是：将本发明所得的抗菌纤维板涂抹白乳胶拼合制成衣柜，并将板四周打磨、清洁即可，经检测，本发明制得的抗菌纤维板的抗拉强度为38～48MPa，抗弯强度为55～60MPa，抗压强度为65～70MPa。
本发明的有益效果是：
（1）本发明原料获得途径简单，并且操作过程简单，且操作条件易于控制；
（2）本发明所得的抗菌纤维板性质稳定，保温效果、防潮效果、抗菌效果佳，使得本发明实用性强，适应性强适合大规模生产应用。
具体实施方式
首先将新鲜甘草放入球磨机中研磨20～30min后转入酶解罐中，向罐中加入甘草总质量1/2的去离子水，混合均匀后得酶解底物，再向底物中加入其总质量3～5%的复合酶，在30～35℃下保温酶解5～7h，所述复合酶是由纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶按质量比为1:1:1混合制得；待酶解结束后取出酶解物，按料液比为1:60g/mL将酶解物和质量分数为60%乙醇溶液混合后放入超声振荡仪，以200～300W功率超声振荡浸渍2～4h，过滤分离去除滤渣，得到滤液为甘草黄酮提取液，备用；取竹篾用铡刀切成长度为10～15cm的小段，先将其放入铁锅中，向锅中加蒸馏水直至将竹篾完全浸没，加热煮沸处理20～30min，捞出煮沸后的竹篾平铺在磨盘上，用石磙碾压30～40min后抽取压碎后的细竹麻丝纤维；将上述细竹麻丝纤维和牛粪按质量比为1:1混合后装入发酵罐，再向发酵罐中加入沼气池中沼气液，加入量为细竹麻丝纤维质量的1/2，搅拌均匀后保温发酵微腐处理7～9天，发酵结束后挑出微腐处理后的细竹麻丝纤维放入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤3～5次，得到微腐竹麻丝纤维；将上述得到的微腐竹麻丝纤维浸入其总质量5～7倍的质量分数为30%的氯化铝溶液中，放置在摇床上振荡浸渍12～14h，振荡结束后过滤分离得到滤渣，将备用的甘草黄酮提取液装入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶并放置在水浴锅中，加热升温至40～50℃，启动搅拌器，在搅拌的过程中将甘草黄酮提取液总质量1/2的滤渣加入烧瓶中，保温搅拌反应1～2h后过滤分离得到滤渣，即为自制抗菌纤维；将上述自制抗菌纤维放入混料机中，再向混料机中加入抗菌纤维总质量10～13%的酚醛树脂，混合1～2h后得浆料，将得到的浆料注入铝制纤维板模具中，再将模具放在热压机上，在170～180℃下以12～14MPa的压力热压3～5min后拆模，即得抗菌纤维板。
实例1
首先将新鲜甘草放入球磨机中研磨20min后转入酶解罐中，向罐中加入甘草总质量1/2的去离子水，混合均匀后得酶解底物，再向底物中加入其总质量3%的复合酶，在30℃下保温酶解5h，所述复合酶是由纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶按质量比为1:1:1混合制得；待酶解结束后取出酶解物，按料液比为1:60g/mL将酶解物和质量分数为60%乙醇溶液混合后放入超声振荡仪，以200W功率超声振荡浸渍2h，过滤分离去除滤渣，得到滤液为甘草黄酮提取液，备用；取竹篾用铡刀切成长度为10cm的小段，先将其放入铁锅中，向锅中加蒸馏水直至将竹篾完全浸没，加热煮沸处理20min，捞出煮沸后的竹篾平铺在磨盘上，用石磙碾压30min后抽取压碎后的细竹麻丝纤维；将上述细竹麻丝纤维和牛粪按质量比为1:1混合后装入发酵罐，再向发酵罐中加入沼气池中沼气液，加入量为细竹麻丝纤维质量的1/2，搅拌均匀后保温发酵微腐处理7天，发酵结束后挑出微腐处理后的细竹麻丝纤维放入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤3次，得到微腐竹麻丝纤维；将上述得到的微腐竹麻丝纤维浸入其总质量5倍的质量分数为30%的氯化铝溶液中，放置在摇床上振荡浸渍12h，振荡结束后过滤分离得到滤渣，将备用的甘草黄酮提取液装入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶并放置在水浴锅中，加热升温至40℃，启动搅拌器，在搅拌的过程中将甘草黄酮提取液总质量1/2的滤渣加入烧瓶中，保温搅拌反应1h后过滤分离得到滤渣，即为自制抗菌纤维；将上述自制抗菌纤维放入混料机中，再向混料机中加入抗菌纤维总质量10%的酚醛树脂，混合1h后得浆料，将得到的浆料注入铝制纤维板模具中，再将模具放在热压机上，在170℃下以12MPa的压力热压3min后拆模，即得抗菌纤维板。
本发明的应用方法是：将本发明所得的抗菌纤维板涂抹白乳胶拼合制成衣柜，并将板四周打磨、清洁即可，经检测，本发明制得的抗菌纤维板的抗拉强度为38MPa，抗弯强度为55MPa，抗压强度为65MPa。
实例2
首先将新鲜甘草放入球磨机中研磨30min后转入酶解罐中，向罐中加入甘草总质量1/2的去离子水，混合均匀后得酶解底物，再向底物中加入其总质量5%的复合酶，在35℃下保温酶解7h，所述复合酶是由纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶按质量比为1:1:1混合制得；待酶解结束后取出酶解物，按料液比为1:60g/mL将酶解物和质量分数为60%乙醇溶液混合后放入超声振荡仪，以300W功率超声振荡浸渍4h，过滤分离去除滤渣，得到滤液为甘草黄酮提取液，备用；取竹篾用铡刀切成长度为15cm的小段，先将其放入铁锅中，向锅中加蒸馏水直至将竹篾完全浸没，加热煮沸处理30min，捞出煮沸后的竹篾平铺在磨盘上，用石磙碾压40min后抽取压碎后的细竹麻丝纤维；将上述细竹麻丝纤维和牛粪按质量比为1:1混合后装入发酵罐，再向发酵罐中加入沼气池中沼气液，加入量为细竹麻丝纤维质量的1/2，搅拌均匀后保温发酵微腐处理9天，发酵结束后挑出微腐处理后的细竹麻丝纤维放入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤5次，得到微腐竹麻丝纤维；将上述得到的微腐竹麻丝纤维浸入其总质量7倍的质量分数为30%的氯化铝溶液中，放置在摇床上振荡浸渍14h，振荡结束后过滤分离得到滤渣，将备用的甘草黄酮提取液装入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶并放置在水浴锅中，加热升温至50℃，启动搅拌器，在搅拌的过程中将甘草黄酮提取液总质量1/2的滤渣加入烧瓶中，保温搅拌反应2h后过滤分离得到滤渣，即为自制抗菌纤维；将上述自制抗菌纤维放入混料机中，再向混料机中加入抗菌纤维总质量13%的酚醛树脂，混合2h后得浆料，将得到的浆料注入铝制纤维板模具中，再将模具放在热压机上，在180℃下以14MPa的压力热压5min后拆模，即得抗菌纤维板。
本发明的应用方法是：将本发明所得的抗菌纤维板涂抹白乳胶拼合制成衣柜，并将板四周打磨、清洁即可，经检测，本发明制得的抗菌纤维板的抗拉强度为42MPa，抗弯强度为58MPa，抗压强度为68MPa。
实例3
首先将新鲜甘草放入球磨机中研磨25min后转入酶解罐中，向罐中加入甘草总质量1/2的去离子水，混合均匀后得酶解底物，再向底物中加入其总质量4%的复合酶，在33℃下保温酶解6h，所述复合酶是由纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶按质量比为1:1:1混合制得；待酶解结束后取出酶解物，按料液比为1:60g/mL将酶解物和质量分数为60%乙醇溶液混合后放入超声振荡仪，以250W功率超声振荡浸渍3h，过滤分离去除滤渣，得到滤液为甘草黄酮提取液，备用；取竹篾用铡刀切成长度为13cm的小段，先将其放入铁锅中，向锅中加蒸馏水直至将竹篾完全浸没，加热煮沸处理25min，捞出煮沸后的竹篾平铺在磨盘上，用石磙碾压35min后抽取压碎后的细竹麻丝纤维；将上述细竹麻丝纤维和牛粪按质量比为1:1混合后装入发酵罐，再向发酵罐中加入沼气池中沼气液，加入量为细竹麻丝纤维质量的1/2，搅拌均匀后保温发酵微腐处理8天，发酵结束后挑出微腐处理后的细竹麻丝纤维放入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤4次，得到微腐竹麻丝纤维；将上述得到的微腐竹麻丝纤维浸入其总质量6倍的质量分数为30%的氯化铝溶液中，放置在摇床上振荡浸渍13h，振荡结束后过滤分离得到滤渣，将备用的甘草黄酮提取液装入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶并放置在水浴锅中，加热升温至45℃，启动搅拌器，在搅拌的过程中将甘草黄酮提取液总质量1/2的滤渣加入烧瓶中，保温搅拌反应1.5h后过滤分离得到滤渣，即为自制抗菌纤维；将上述自制抗菌纤维放入混料机中，再向混料机中加入抗菌纤维总质量12%的酚醛树脂，混合1.5h后得浆料，将得到的浆料注入铝制纤维板模具中，再将模具放在热压机上，在175℃下以13MPa的压力热压4min后拆模，即得抗菌纤维板。
本发明的应用方法是：将本发明所得的抗菌纤维板涂抹白乳胶拼合制成衣柜，并将板四周打磨、清洁即可，经检测，本发明制得的抗菌纤维板的抗拉强度为48MPa，抗弯强度为60MPa，抗压强度为70MPa。

Claims (1)

1.一种抗菌纤维板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将新鲜甘草放入球磨机中研磨20～30min后转入酶解罐中，向罐中加入甘草总质量1/2的去离子水，混合均匀后得酶解底物，再向底物中加入其总质量3～5%的复合酶，在30～35℃下保温酶解5～7h，所述复合酶是由纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶按质量比为1:1:1混合制得；
（2）待酶解结束后取出酶解物，按料液比为1:60g/mL将酶解物和质量分数为60%乙醇溶液混合后放入超声振荡仪，以200～300W功率超声振荡浸渍2～4h，过滤分离去除滤渣，得到滤液为甘草黄酮提取液，备用；
（3）取竹篾用铡刀切成长度为10～15cm的小段，先将其放入铁锅中，向锅中加蒸馏水直至将竹篾完全浸没，加热煮沸处理20～30min，捞出煮沸后的竹篾平铺在磨盘上，用石磙碾压30～40min后抽取压碎后的细竹麻丝纤维；
（4）将上述细竹麻丝纤维和牛粪按质量比为1:1混合后装入发酵罐，再向发酵罐中加入沼气池中沼气液，加入量为细竹麻丝纤维质量的1/2，搅拌均匀后保温发酵微腐处理7～9天，发酵结束后挑出微腐处理后的细竹麻丝纤维放入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤3～5次，得到微腐竹麻丝纤维；
（5）将上述得到的微腐竹麻丝纤维浸入其总质量5～7倍的质量分数为30%的氯化铝溶液中，放置在摇床上振荡浸渍12～14h，振荡结束后过滤分离得到滤渣，将备用的甘草黄酮提取液装入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶并放置在水浴锅中，加热升温至40～50℃，启动搅拌器，在搅拌的过程中将甘草黄酮提取液总质量1/2的滤渣加入烧瓶中，保温搅拌反应1～2h后过滤分离得到滤渣，即为自制抗菌纤维；
（6）将上述自制抗菌纤维放入混料机中，再向混料机中加入抗菌纤维总质量10～13%的酚醛树脂，混合1～2h后得浆料，将得到的浆料注入铝制纤维板模具中，再将模具放在热压机上，在170～180℃下以12～14MPa的压力热压3～5min后拆模，即得抗菌纤维板。
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