CN107030840B - 一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，本发明利用木材边角料和秸秆作为原材料制作人造板，与普通人造板相比，对环境更加友好，抗老化、抗菌、防腐、阻燃、防水性能更加优异，使用寿命更长，且能够对木材边角料、农作物秸秆进行废物利用，降低人造板生产成本，社会效益和经济效益显著。

Description

一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法

技术领域

本发明涉及人造板制造技术领域，特别涉及一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法。

背景技术

木材在人们生活中的应用无处不见，如家具、底板、门和窗边框等，在工业和农业也有广泛的应用，然而这些应用造成了大量的树木被砍伐，严重破坏生态环境。而在木材产品生产过程中产生的边角料利用率极低，这些边角料一般会作为燃料烧掉，造成了极大的资源浪费，甚至会随意摆放在工厂的任意角落，影响工作环境。另外，我国是农业生产大国，农业生产中秸秆的利用率也极低，大都被焚烧，丢弃，不仅浪费资源，而且造成环境大气污染。

利用木材边角料、农作物秸秆制造人造板，农作物再生期短，资源量巨大，不仅可以缓解我国木材资源短缺的现象，填补供需缺口，节约成本，实现资源最大化利用，还能减少对环境造成的污染。

近年来，国内外陆续研制出一些以木材边角料、农作物的秸秆等取代木材制造人造板的方法，但是现有的制板方法存在尚不完善之处，如存在着原料品种单一，制造方法粗糙等问题，制造过程中没有考虑不利因素：高量糖份存在的问题，如不加处理，会影响人造板的吸水率，强度等物理力学性能，而且粘接剂用量也会大，过多的糖份不降低，则易受菌类侵蚀，发酵影响纤维强度，当阴雨天受潮或托地浸水时，人造板会为真菌提供良好的生存环境，造成人造板霉变，人造板机械性能逐渐下降，甚至腐烂，大大缩短其使用寿命。同时，霉变会使人造板表面产生肉眼可见的霉菌斑点，影响其美观。另外制造人造板在使用过程中可能会有大量挥发性有机物排放，对周围环境会产生危害，还存在处理剂成本偏高、性能不持久、影响装饰性能等缺点，迫切需要研发出环保、抗菌、防水、阻燃、使用寿命长的人造板的加工方法，从根本上提高木地板的使用性能，改善传统木地板的缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，采用该加工方法制备的人造板物理力学性能好，适用广泛。

为达到上述目的，本发明的技术方案：一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，包括以下步骤：(1)杂木、木材边角料的预处理：取杂木、木材边角料粉碎并筛分成粒径为30～40目的纤维素颗粒，将木材纤维素颗粒在尿氧溶液中恒温浸泡洗涤30～50min，后加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于90～120℃干燥4～6h，加入聚乳酸于30～45℃真空干燥；(2)农作物秸秆的预处理：取农作物秸秆放入磨粉机中磨粉处理，经过筛分处理后得到30～40目秸秆纤维素颗粒，加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于100～120℃干燥处理3～6h，将干燥后的秸秆纤维素颗粒置于密闭的压力浸注罐中，加入改性纳米氧化锌溶液加压到0.8～1MPa，压力保持2～5分钟，用循环泵抽出少量改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐内产生真空，持续一段时间后借助自动调控装置改变四通阀门的方向，使改性纳米氧化锌依靠加液泵又返回到浸注罐中，并使浸注罐内的压力达到0.8～1MPa；经2～5分钟后再次改变四通阀的方向，又由循环泵抽出改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐形成真空；这样反复进行多次；真空-加压法一次为一个周期，处理周期达到40～80次，后将秸秆纤维素颗粒烘干；(3)混合纤维料的改性：将步骤(1)处理后的木材纤维素颗粒与步骤(2)处理后的秸秆纤维素颗粒以一定比例投入高速混合分散机中混合，加入改性纳米脲醛树脂、纳米硼酸锌处理剂、聚乳酸、甲醛吸收剂、防水剂、偶联剂、石英粉、去离子水升温至80～90℃混合30～60分钟，后将混合料进行真空脱水干燥至含水率为3～4％；(4)铺装模压成型：将步骤(3)的混合纤维料真空铺装成型，在压力3～4MPa进行预压3～6h，然后在压力为4～6MPa，温度为180-200℃下，热压3～6h，成型；(5)脱模、剪裁、砂磨即得成品。

本发明的利用木材边角料和秸秆制作的人造板和普通人造板相比，对环境更加友好，模量更高，刚性更大，更加抗蠕变，同时可对木材边角料、农作物秸秆进行废物利用，降低产品原料成本，在使用过程中抗菌防霉变性能更加优异，不会发生霉变腐烂，使用寿命更长。其中本发明在步骤(1)、步骤(2)中对原料进行脱胶处理，除去原料中的糖分，增强了原料的粘结性，使得人造板不易受菌侵蚀，有效防止霉变；纳米氧化锌具有极强的氧化活性，可破坏细菌的生物活性和代谢繁殖功能，从而达到抗菌目的，另外，纳米氧化锌在阳光尤其是紫外线的照射下，能自行分解出自由移动的带负电的电子，并留下带正电的空穴，这种空穴将空气中的氧激活为活性氧，活性氧可把大多数病原菌和病毒杀死，本发明将改性纳米氧化锌引入农作物纤维中，能够有效地隔绝农作物秸秆纤维与氧气的接触，能够抑制燃烧的进行，抗老化抗菌防腐更加优异，使用寿命更长；本发明在材料中加入纳米改性脲醛树脂，纳米改性脲醛树脂游离甲醛含量低，胶粘性能好，存放时间长，可以长期控制脲醛树脂中游离甲醛释放，克服了传统低醛树脂胶合性能差，甲醛释放易反弹、存放时间短的弊病，从源头上解决了人造板中的游离甲醛污染问题；经改性纳米硼酸锌处理剂改性后的人造板稳定性好，防潮阻燃，驱虫杀菌，强度更高，且较同材质木地板更为经久耐用，安全性高，市场竞争力强；模压是中纤板制造的一道重要工序，对产品质量和产量存着决定性的作用，它是在热量和压力的联合作用下，板坯中的水分气化，蒸发、密度增加、胶粘剂、防水剂重新分布，原料中的各组分发生一系列变化，从而使纤维间形成各种结合力，使制品达到并符合质量要求的过程；经本发明模压的方法制造的人造板尺寸稳定性好，强度更高，更为经久耐用。

优选地，所述农作物秸秆为棉花秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆中的一种或几种。

进一步地，步骤(1)所述尿氧溶液中尿素与双氧水的摩尔质量比为2:5～3:4，所述木材纤维颗粒与尿氧溶液的重量比为1：5～15。

进一步地，步骤(2)所述改性纳米氧化锌溶液的制备过程为：将氨水滴加到硝酸锌溶液中，使溶液体系pH值大于9，再用漏斗取得沉淀，并用去离子水洗涤沉淀物多次，向沉淀中逐次加入浓度为0.95mol/L硝酸溶液搅拌，至体系pH值到3.5～4.1之间，加入柠檬酸于75～80℃恒温反应1～4h，后抽滤洗涤至PH为6.8～7.2即可。本发明通过柠檬酸对纳米氧化锌表面的羟基进行键合反应，抑制了纳米氧化锌的团聚和溶出，提高了纳米氧化锌的分散性。

进一步地，步骤(3)中，所述改性纳米脲醛树脂的制备方法：将甲醛、尿素以摩尔重量比为5：2～5的比例混合，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液调节体系PH值为8～10，加入三聚氰胺，于120～150℃干燥，干燥后加入甲醛捕捉剂，冷却即可。这些产品中还存在许多缺陷，如强度低、吸水率高、易变形。现有人造板产品大多采用普通脲醛树脂作为胶黏剂，这将导致大量甲醛放出，危害人身健康。本发明将三聚氰胺嵌入脲醛树脂中，能提高脲醛树脂的胶粘性能，将甲醛捕捉剂嵌入脲醛树脂中，利用载体的巨大空隙表面来吸附游离甲醛，在不影响脲醛树脂的胶粘、储存等性能的基础上，大幅降低脲醛树脂中游离甲醛的含量，并控制脲醛树脂中由脲醛树脂结构分解产生的游离甲醛长期释放，从源头上解决了人造板中的游离甲醛污染问题，也从源头上解决了室内甲醛污染的问题，社会意义巨大。

进一步地，步骤(3)中，所述纳米硼酸锌处理剂的制备方法：将野菊花、艾叶与乙醇混合浸泡3～5天，浸泡结束后过滤，得到滤液，向滤液中加入纳米硼酸锌、乳酸、偏硼酸钙搅拌混合1～3h，后加入纳米电气石粉高速搅拌2～5h即可。本发明所采用的原料更为安全环保，不含易挥发的毒性有机物，不危害人体和环境；在制备方法上，利用乙醇浸泡野菊花、艾叶快速高效提取出杀菌防腐性活性成分，再结合纳米硼酸锌、偏硼酸钙等原料制备成改性纳米硼酸锌处理剂，更容易渗透入木材内部，有效成分不易流失，以此改性后的人造板稳定性好，防潮阻燃，驱虫杀菌，强度更高，且较同材质木地板更为经久耐用，安全性高，市场竞争力强。

进一步地，步骤(3)中，所述偶联剂为赖氨酸基二异氰酸酯。以赖氨酸基二异氰酸酯作为偶联剂，能够提高人造板界面黏结性，降低吸水性，降低热流动性，同时，能提高人造板的断裂强度和模量。

进一步地，步骤(3)所述防水剂为丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸丁酯中的一种或几种。

进一步地，步骤(1)中，所述浸泡温度为30～45℃。

本发明还公开了采用上述加工方法制作的人造板。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的利用木材边角料和秸秆制作的人造板和普通人造板相比，对环境更加友好，模量更高，刚性更大，更加抗蠕变，同时可对木材边角料、农作物秸秆进行废物利用，降低产品原料成本，另外对原料进行脱胶处理以及加入纳米氧化锌，使得人造板抗老化、抗菌、防腐、阻燃性能更加优异，使用寿命更长；2、本发明在材料中加入纳米改性脲醛树脂，纳米改性脲醛树脂游离甲醛含量低，胶粘性能好，存放时间长，可以长期控制脲醛树脂中游离甲醛释放，克服了传统低醛树脂胶合性能差，甲醛释放易反弹、存放时间短的弊病，从源头上解决了人造板中的游离甲醛污染问题；3、本发明利用乙醇浸泡野菊花、艾叶快速高效提取出杀菌防腐性活性成分，再结合纳米硼酸锌、偏硼酸钙等原料制备成改性纳米硼酸锌处理剂，更容易渗透入木材内部，有效成分不易流失，以此改性后的人造板稳定性好，防潮阻燃，驱虫杀菌，强度更高，且较同材质木地板更为经久耐用，安全性高，市场竞争力强；4、本发明制备的人造板性能达到我国木质中密度纤维板标准和室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量的规定的要求，具有较明显的经济效益和社会效益，适于推广。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，包括以下步骤：(1)杂木、木材边角料的预处理：取杂木、木材边角料粉碎并筛分成粒径为30目的纤维素颗粒，将木材纤维素颗粒在尿氧溶液(尿素与双氧水的摩尔质量比为3：5，木材纤维颗粒与尿氧溶液的重量比为1：10中恒温浸泡洗涤30min，浸泡温度为45℃，后加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于105℃干燥4h，加入聚乳酸于45℃真空干燥；(2)农作物秸秆的预处理：取农作物秸秆放入磨粉机中磨粉处理，经过筛分处理后得到30目秸秆纤维素颗粒，加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于100℃干燥处理3h，将干燥后的秸秆纤维素颗粒置于密闭的压力浸注罐中，加入改性纳米氧化锌溶液加压到1MPa，压力保持3分钟，用循环泵抽出少量改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐内产生真空，持续一段时间后借助自动调控装置改变四通阀门的方向，使改性纳米氧化锌依靠加液泵又返回到浸注罐中，并使浸注罐内的压力达到0.8MPa；经3分钟后再次改变四通阀的方向，又由循环泵抽出改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐形成真空；这样反复进行多次；真空-加压法一次为一个周期，处理周期达到65次，后将秸秆纤维素颗粒烘干；(3)混合纤维料的改性：将步骤(1)处理后的木材纤维素颗粒与步骤(2)处理后的秸秆纤维素颗粒以一定比例投入高速混合分散机中混合，加入改性纳米脲醛树脂、纳米硼酸锌处理剂、聚乳酸、甲醛吸收剂、防水剂(所述防水剂为丙烯酸乙酯)、赖氨酸基二异氰酸酯、石英粉、去离子水升温至80℃混合30分钟，后将混合料进行真空脱水干燥至含水率为3％；(4)铺装模压成型：将步骤(3)的混合纤维料真空铺装成型，在压力4MPa进行预压3h，然后在压力为4MPa，温度为180℃下，热压4h，成型；(5)脱模、剪裁、砂磨即得成品。

其中，步骤(2)所述改性纳米氧化锌溶液的制备过程为：将氨水滴加到硝酸锌溶液中，使溶液体系pH值大于9，再用漏斗取得沉淀，并用去离子水洗涤沉淀物多次，向沉淀中逐次加入浓度为0.95mol/L硝酸溶液搅拌，至体系pH值到4之间，加入柠檬酸于75℃恒温反应2h，后抽滤洗涤至PH为7即可。

其中，步骤(3)中，所述改性纳米脲醛树脂的制备方法：将甲醛、尿素以摩尔重量比为5：3的比例混合，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液调节体系PH值为10，加入三聚氰胺，于120℃干燥，干燥后加入甲醛捕捉剂，冷却即可。

其中，步骤(3)中，所述纳米硼酸锌处理剂的制备方法：将野菊花、艾叶与乙醇混合浸泡3天，浸泡结束后过滤，得到滤液，向滤液中加入纳米硼酸锌、乳酸、偏硼酸钙搅拌混合2h，后加入纳米电气石粉高速搅拌2h即可。

实施例2

一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，包括以下步骤：(1)杂木、木材边角料的预处理：取杂木、木材边角料粉碎并筛分成粒径为30目的纤维素颗粒，将木材纤维素颗粒在尿氧溶液(尿素与双氧水的摩尔质量比为2：5，木材纤维颗粒与尿氧溶液的重量比为1：5中恒温浸泡洗涤30min，浸泡温度为40℃，后加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于90℃干燥6h，加入聚乳酸于45℃真空干燥；(2)农作物秸秆的预处理：取农作物秸秆放入磨粉机中磨粉处理，经过筛分处理后得到30目秸秆纤维素颗粒，加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于120℃干燥处理4h，将干燥后的秸秆纤维素颗粒置于密闭的压力浸注罐中，加入改性纳米氧化锌溶液加压到1MPa，压力保持3分钟，用循环泵抽出少量改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐内产生真空，持续一段时间后借助自动调控装置改变四通阀门的方向，使改性纳米氧化锌依靠加液泵又返回到浸注罐中，并使浸注罐内的压力达到1MPa；经3分钟后再次改变四通阀的方向，又由循环泵抽出改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐形成真空；这样反复进行多次；真空-加压法一次为一个周期，处理周期达到40次，后将秸秆纤维素颗粒烘干；(3)混合纤维料的改性：将步骤(1)处理后的木材纤维素颗粒与步骤(2)处理后的秸秆纤维素颗粒以一定比例投入高速混合分散机中混合，加入改性纳米脲醛树脂、纳米硼酸锌处理剂、聚乳酸、甲醛吸收剂、防水剂(所述防水剂为丙烯酸丙酯)、赖氨酸基二异氰酸酯、石英粉、去离子水升温至90℃混合60分钟，后将混合料进行真空脱水干燥至含水率为4％；(4)铺装模压成型：将步骤(3)的混合纤维料真空铺装成型，在压力3MPa进行预压6h，然后在压力为3MPa，温度为200℃下，热压5h，成型；(5)脱模、剪裁、砂磨即得成品。

其中，步骤(2)所述改性纳米氧化锌溶液的制备过程为：将氨水滴加到硝酸锌溶液中，使溶液体系pH值大于9，再用漏斗取得沉淀，并用去离子水洗涤沉淀物多次，向沉淀中逐次加入浓度为0.95mol/L硝酸溶液搅拌，至体系pH值到3.5，加入柠檬酸于80℃恒温反应4h，后抽滤洗涤至PH为7.2即可。

其中，步骤(3)中，所述改性纳米脲醛树脂的制备方法：将甲醛、尿素以摩尔重量比为5：2的比例混合，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液调节体系PH值为8，加入三聚氰胺，于150℃干燥，干燥后加入甲醛捕捉剂，冷却即可。

其中，步骤(3)中，所述纳米硼酸锌处理剂的制备方法：将野菊花、艾叶与乙醇混合浸泡5天，浸泡结束后过滤，得到滤液，向滤液中加入纳米硼酸锌、乳酸、偏硼酸钙搅拌混合3h，后加入纳米电气石粉高速搅拌4h即可。

实施例3

一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，包括以下步骤：(1)杂木、木材边角料的预处理：取杂木、木材边角料粉碎并筛分成粒径为40目的纤维素颗粒，将木材纤维素颗粒在尿氧溶液(尿素与双氧水的摩尔质量比为3:4，木材纤维颗粒与尿氧溶液的重量比为1：15)中恒温浸泡洗涤50min，浸泡温度为30℃，后加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于120℃干燥4h，加入聚乳酸于30℃真空干燥；(2)农作物秸秆的预处理：取农作物秸秆放入磨粉机中磨粉处理，经过筛分处理后得到40目秸秆纤维素颗粒，加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于110℃干燥处理6h，将干燥后的秸秆纤维素颗粒置于密闭的压力浸注罐中，加入改性纳米氧化锌溶液加压到0.9MPa，压力保持5分钟，用循环泵抽出少量改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐内产生真空，持续一段时间后借助自动调控装置改变四通阀门的方向，使改性纳米氧化锌依靠加液泵又返回到浸注罐中，并使浸注罐内的压力达到0.9MPa；经5分钟后再次改变四通阀的方向，又由循环泵抽出改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐形成真空；这样反复进行多次；真空-加压法一次为一个周期，处理周期达到80次，后将秸秆纤维素颗粒烘干；(3)混合纤维料的改性：将步骤(1)处理后的木材纤维素颗粒与步骤(2)处理后的秸秆纤维素颗粒以一定比例投入高速混合分散机中混合，加入改性纳米脲醛树脂、纳米硼酸锌处理剂、聚乳酸、甲醛吸收剂、防水剂(所述防水剂为丙烯酸丁酯)、赖氨酸基二异氰酸酯、石英粉、去离子水升温至85℃混合40分钟，后将混合料进行真空脱水干燥至含水率为4％；(4)铺装模压成型：将步骤(3)的混合纤维料真空铺装成型，在压力4MPa进行预压5h，然后在压力为6MPa，温度为190℃下，热压3h，成型；(5)脱模、剪裁、砂磨即得成品。

其中，步骤(2)所述改性纳米氧化锌溶液的制备过程为：将氨水滴加到硝酸锌溶液中，使溶液体系pH值大于9，再用漏斗取得沉淀，并用去离子水洗涤沉淀物多次，向沉淀中逐次加入浓度为0.95mol/L硝酸溶液搅拌，至体系pH值到4.1，加入柠檬酸于80℃恒温反应1h，后抽滤洗涤至PH为6.8即可。

其中，步骤(3)中，所述改性纳米脲醛树脂的制备方法：将甲醛、尿素以摩尔重量比为5：5的比例混合，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液调节体系PH值为9，加入三聚氰胺，于140℃干燥，干燥后加入甲醛捕捉剂，冷却得到改性纳米脲醛树脂。

其中，步骤(3)中，所述纳米硼酸锌处理剂的制备方法：将野菊花、艾叶与乙醇混合浸泡4天，浸泡结束后过滤，得到滤液，向滤液中加入纳米硼酸锌、乳酸、偏硼酸钙搅拌混合1h，后加入纳米电气石粉高速搅拌5h，纳米硼酸锌处理剂。

实施例4

一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，包括以下步骤：(1)杂木、木材边角料的预处理：取杂木、木材边角料粉碎并筛分成粒径为40目的纤维素颗粒，将木材纤维素颗粒在尿氧溶液(尿素与双氧水的摩尔质量比为2:3，木材纤维颗粒与尿氧溶液的重量比为1：10)中恒温浸泡洗涤40min，浸泡温度为35℃，后加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于100℃干燥4h，加入聚乳酸于35℃真空干燥；(2)农作物秸秆的预处理：取农作物秸秆放入磨粉机中磨粉处理，经过筛分处理后得到40目秸秆纤维素颗粒，加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于105℃干燥处理5h，将干燥后的秸秆纤维素颗粒置于密闭的压力浸注罐中，加入改性纳米氧化锌溶液加压到0.8MPa，压力保持2分钟，用循环泵抽出少量改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐内产生真空，持续一段时间后借助自动调控装置改变四通阀门的方向，使改性纳米氧化锌依靠加液泵又返回到浸注罐中，并使浸注罐内的压力达到0.8MPa；经2分钟后再次改变四通阀的方向，又由循环泵抽出改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐形成真空；这样反复进行多次；真空-加压法一次为一个周期，处理周期达到50次，后将秸秆纤维素颗粒烘干；(3)混合纤维料的改性：将步骤(1)处理后的木材纤维素颗粒与步骤(2)处理后的秸秆纤维素颗粒以一定比例投入高速混合分散机中混合，加入改性纳米脲醛树脂、纳米硼酸锌处理剂、聚乳酸、甲醛吸收剂、防水剂(所述防水剂为丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯构成)、赖氨酸基二异氰酸酯、石英粉、去离子水升温至90℃混合50分钟，后将混合料进行真空脱水干燥至含水率为4％；(4)铺装模压成型：将步骤(3)的混合纤维料真空铺装成型，在压力4MPa进行预压3h，然后在压力为6MPa，温度为180℃下，热压3h，成型；(5)脱模、剪裁、砂磨即得成品。

其中，步骤(2)所述改性纳米氧化锌溶液的制备过程为：将氨水滴加到硝酸锌溶液中，使溶液体系pH值大于9，再用漏斗取得沉淀，并用去离子水洗涤沉淀物多次，向沉淀中逐次加入浓度为0.95mol/L硝酸溶液搅拌，至体系pH值到3.5，加入柠檬酸于80℃恒温反应3h，后抽滤洗涤至PH为7.2即可。

其中，步骤(3)中，所述改性纳米脲醛树脂的制备方法：将甲醛、尿素以摩尔重量比为5：4的比例混合，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液调节体系PH值为9，加入三聚氰胺，于120℃干燥，干燥后加入甲醛捕捉剂，冷却得到改性纳米脲醛树脂。

其中，步骤(3)中，所述纳米硼酸锌处理剂的制备方法：将野菊花、艾叶与乙醇混合浸泡5天，浸泡结束后过滤，得到滤液，向滤液中加入纳米硼酸锌、乳酸、偏硼酸钙搅拌混合3h，后加入纳米电气石粉高速搅拌5h，纳米硼酸锌处理剂。

对比例1

本对比例人造板的加工方法与实施例1的区别仅在于：步骤(2)中不加纳米氧化锌，其他步骤相同。

对比例2

本对比例人造板的加工方法与实施例1的区别仅在于：步骤(3)中，将改性纳米脲醛树脂换成普通脲醛树脂，其他步骤相同。

对比例3

本对比例人造板的加工方法与实施例1的区别仅在于：步骤(3)中不添加纳米硼酸锌处理剂，其他步骤相同。

采用实施例1-4和对比例3的加工方法制作人造板，对各人造板的性能进行测试，测试结果如下表：

从上述结果可以看出，采用本发明加工方法制备的人造板在各种性能参数上都优于对比例人造板，其中采用实施例1的加工方法制备的人造板综合性能最优，实施例1人造板与对比例1人造板的数据表明，加入纳米氧化锌，使得人造板抗老化、抗菌、防腐性能更加优异；实施例1人造板与对比例2人造板的数据表明，在材料中加入纳米改性脲醛树脂，胶粘性能好，可以长期控制脲醛树脂中游离甲醛释放，减少了人造板中游离甲醛的释放量；实施例1人造板与对比例3人造板的数据表明，在材料中加入纳米硼酸锌处理剂，使得人造板稳定性好，防潮阻燃，驱虫杀菌，强度更高。

将实施例1人造板与对比例1人造板的进行热释放效率试验，试验结果，实施例1人造板于40s和180S出现的两个热释放峰明显减弱，热释放速率明显降低。平均热释放速率下降了35％，热释放速率峰值下降了20％。这说明农作物秸秆纤维中引入纳米氧化锌，凝胶可有效地延缓热量的传递，使得细胞壁成分只能脱水碳化，从而压制的复合板热解时生成可燃性挥发产物的速度明显降低，同时热量传递到人造板表面的速度变缓，阻燃效果明显。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)杂木、木材边角料的预处理：取杂木、木材边角料粉碎并筛分成粒径为30～40目的纤维素颗粒，将木材纤维素颗粒在尿氧溶液中恒温浸泡洗涤30～50min，后加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于90～120℃干燥4～6h，加入聚乳酸于30～45℃真空干燥；

(2)农作物秸秆的预处理：取农作物秸秆放入磨粉机中磨粉处理，经过筛分处理后得到30～40目秸秆纤维素颗粒，加入纤维素酶、果胶酶脱胶处理并过滤，于100～120℃干燥处理3～6h，将干燥后的秸秆纤维素颗粒置于密闭的压力浸注罐中，加入改性纳米氧化锌溶液加压到0.8～1MPa，压力保持2～5分钟，用循环泵抽出少量改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐内产生真空，持续一段时间后借助自动调控装置改变四通阀门的方向，使改性纳米氧化锌依靠加液泵又返回到浸注罐中，并使浸注罐内的压力达到0.8～1MPa；经2～5分钟后再次改变四通阀的方向，又由循环泵抽出改性纳米氧化锌溶液，使浸注罐形成真空；这样反复进行多次；真空-加压法一次为一个周期，处理周期达到40～80次，后将秸秆纤维素颗粒烘干；

所述改性纳米氧化锌溶液的制备过程为：将氨水滴加到硝酸锌溶液中，使溶液体系pH值大于9，再用漏斗取得沉淀，并用去离子水洗涤沉淀物多次，向沉淀中逐次加入浓度为0.95mol/L硝酸溶液搅拌，至体系pH值到3.5～4.1之间，加入柠檬酸于75～80℃恒温反应1～4h，后抽滤洗涤至PH为6.8～7.2即可；

(3)混合纤维料的改性：将步骤(1)处理后的木材纤维素颗粒与步骤(2)处理后的秸秆纤维素颗粒以一定比例投入高速混合分散机中混合，加入改性纳米脲醛树脂、纳米硼酸锌处理剂、聚乳酸、甲醛吸收剂、防水剂、偶联剂、石英粉、去离子水升温至80～90℃混合30～60分钟，后将混合料进行真空脱水干燥至含水率为3～4％；

所述纳米硼酸锌处理剂的制备方法：将野菊花、艾叶与乙醇混合浸泡3～5天，浸泡结束后过滤，得到滤液，向滤液中加入纳米硼酸锌、乳酸、偏硼酸钙搅拌混合1～3h，后加入纳米电气石粉高速搅拌2～5h即可；

(4)铺装模压成型：将步骤(3)的混合纤维料真空铺装成型，在压力3～4MPa进行预压3～6h，然后在压力为4～6MPa，温度为180-200℃下，热压3～6h，成型；

(5)脱模、剪裁、砂磨既得成品。

2.根据权利要求1所述的一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，其特征在于，步骤(1)所述尿氧溶液中尿素与双氧水的摩尔质量比为2:5～3:4，所述木材纤维颗粒与尿氧溶液的重量比为1：5～15。

3.根据权利要求1所述的一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述改性纳米脲醛树脂的制备方法：将甲醛、尿素以摩尔重量比为5：2～5的比例混合，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液调节体系PH值为8～10，加入三聚氰胺，于120～150℃干燥，干燥后加入甲醛捕捉剂，冷却即可。

4.根据权利要求1所述的一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述偶联剂为赖氨酸基二异氰酸酯。

5.根据权利要求1所述的一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，其特征在于，步骤(3)所述防水剂为丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸丁酯中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种利用木材边角料和秸秆制作人造板的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述浸泡温度为30～45℃。

7.采用权利要求1～6任一所述方法制作的人造板。