CN109531765B - 秸秆电木模板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种秸秆电木模板的制备方法，包括以下步骤：S1、将农作物秸秆蒸煮后与生物胶黏剂混合得到混合物，将所述混合物于160～180℃的温度下干燥至含水量为6～9％，即得干料，将所述干料经粉碎、铺装后，形成板坯；S2、将S1中的板坯进行预压、热压，冷却后进行堆垛熟化，得到熟化的毛坯板材；S3、将S2中熟化的毛坯板材进行砂光，得到秸秆纤维电木裸板；S4、将S3中的秸秆纤维电木裸板的表面均匀涂抹所述生物胶黏剂后，热压贴浸渍生物胶黏剂的纸张或实木皮，即得所述秸秆电木模板。本发明能够减少自然资源的浪费，解决现有模板粘合强度和防水性能低，以及甲醛释放量较高等问题。

Description

秸秆电木模板的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑模板制备方法领域，具体是秸秆电木模板的制备方法。
背景技术
随着当前中国经济的高速增长，以及在此背景下建筑业的繁荣快速发展，促使当前社会对于人造建筑模板的需求正在不断地增长，目前使用较广的人造建筑模板主要有以下几种，但或多或少都存在一些不可忽视的缺陷：一、中密度纤维板(medium densityfiberboard缩写MDF)是一种以木质纤维为原料，并以树脂作为粘合剂，石蜡为防水剂经过削片、纤维分离、铺装成型以及热压等工序，制造而成的密度为450～880kg/m3的人造模板。此种中密度纤维板主要存在以下三方面问题：(1)由于中密度纤维板利用木质纤维为原料，消耗大量的森林资源。森林资源是有限的，再生性慢的自然资源。(2)由于中密度纤维板是利用细小的木质纤维和木材碎料通过添加液体胶黏剂热压而成的一种模板。吸水率高，吸水后易膨胀、变型，强度也较低。(3)由于中密度纤维板使用了脲醛树脂等胶黏剂，成品模板的甲醛释放周期长达十几年，甲醛释放量较高，容易致病。二、胶合板建筑模板，是一种用涂胶后的单板按木纹方向纵横交错配成的板坯，在加热或不加热的条件下压制而成。其层数一般为奇数，少数也有偶数；胶合板纵横方向的物理、机械性质差异较小。由于此种胶合板只是在单板层间涂加胶黏剂，大部分是木片本身，所以吸水膨胀率较高，日晒雨淋后容易开胶变形。三、金属类模板，此种模板是一类以金属材料(主要是铁和铝)为原料预制得的建筑模板。此类模板成本高，可加工性差，对于异形建筑构件具有很大的局限性。四、木塑建筑模板是指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，与超过35％～70％以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压生产出的模板。由于聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯耐热、耐气候性差，因此所制造的模板易软化、易变形。
因此寻找一种新的模板已经成为建筑模板制造领域亟待解决的问题。在目前的人造模板原料中，木质纤维素是一种比较环保与理想的材料，每年通过光合作用产生的植物纤维素约有1000亿吨，可以说木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源之一。农作物秸秆即是一种常见的富有高含量木质纤维素的物质。现阶段来看，大部分地区依靠秸秆类作为燃料，或者直接在田间地头焚烧，不仅污染了环境，而且由于秸秆燃烧能量的利用率低，造成资源的严重浪费。利用农业废弃物作原料生产秸秆电木模板不但可以大量的转化生物质等农业废弃物，而且还可以缓解大气污染，改善生态环境、促进农业可持续发展、带动农业产业化和生态良性循环。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供秸秆电木模板的制备方法，能够减少自然资源的浪费，解决现有模板粘合强度和防水性能低，以及甲醛释放量较高等问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种秸秆电木模板的制备方法，包括以下步骤：S1、将农作物秸秆蒸煮后与生物胶黏剂混合得到混合物，将所述混合物于160～180℃的温度下干燥至含水量为6～9％，即得干料，将所述干料经粉碎、铺装后，形成板坯；S2、将S1中的板坯进行预压、热压，冷却后进行堆垛熟化，得到熟化的毛坯板材；S3、将S2中熟化的毛坯板材进行砂光，得到秸秆纤维电木裸板；S4、将S3中的秸秆纤维电木裸板的表面均匀涂抹所述生物胶黏剂后，热压贴浸渍生物胶黏剂的纸张或实木皮，即得所述秸秆电木模板。
优选地是，所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1中所述蒸煮的具体步骤为：将农作物秸秆置入蒸煮罐中，然后向蒸煮罐内通入蒸汽使压力为1.0～1.2MPa后，保温保压60～90min。
优选地是，所述的秸秆电木模板的制备方法中，S2中所述预压、热压的具体步骤为：将S1中的板坯送至预压机进行预压，然后通过热压机进行热压，其中所述热压的温度为160～220℃。
优选地是，所述的秸秆电木模板的制备方法中，其特征在于，S3中所述砂光的具体步骤为：将熟化的毛坯板材进行定厚砂光，所述定厚砂光的三级砂带目数分别为60目、120目、180目；然后将定厚砂光后的板材表面进行细砂抛光，所述细砂抛光的两级砂带目数分别为240目、320目。
优选地是，所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1中所述生物胶黏剂与所述农作物秸秆的质量比为：1:1～3。
优选地是，所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1与S4中所述生物胶黏剂为木质素基酚醛树脂胶黏剂。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明制备的秸秆电木模板是一种新型建筑模板，选取废弃的农作物秸秆作为模板的主要原料，进行二次利用，避免了自然资源的浪费。
2、本发明的秸秆电木模板在制备过程中，通过蒸煮、热压、以及添加木质素基酚醛树脂胶黏剂等流程，可以保证制得的秸秆电木模板密度范围在800～1200kg/m3之间，因而具有优异的粘合强度和防水性能、较高的静曲强度及弹性模量，在反复使用的情况下不易变形。
3、本发明中利用了木质素基酚醛树脂胶黏剂制造模板，提高了秸秆电木模板的耐碱性；由于木质素基酚醛树脂胶黏剂主要利用了木质素、苯酚、甲醛在碱性催化剂的条件下加成、缩合而成，因此本发明的秸秆电木模板也相应地具有了优异的耐碱性。
4、本发明在制备模板的过程中，主要利用了蒸煮过程中产生的有机物质与木质素基酚醛树脂胶黏剂在热压过程中的聚合、缩聚以及粘合作用固化成型。由于木质素不仅是一种分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物，也是一种含有酚羟基及醛基的天然的高分子化合物；因此利用木质素的前述特性和苯酚、甲醛在碱性催化剂存在的条件下加成、缩合而成的木质素基酚醛树脂胶黏剂是一种热固性胶黏剂，游离甲醛极低；进一步地，利用利用此胶黏剂制备的本发明的秸秆电木模板的甲醛释放量自然也极低、基本上为零。同时，由于木质素中含有酚羟基、氧代苯丙醇等结构，因此与传统的生物质胶黏剂相比，本发明中的木质素基酚醛树脂胶黏剂在制备中能够利用木质素代替绝大部分的苯酚，整个木质素基酚醛树脂胶黏剂的制备成本较低。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例与附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种秸秆电木模板的制备方法，包括以下步骤：S1、将农作物秸秆蒸煮后与生物胶黏剂混合得到混合物，将所述混合物于160℃的温度下干燥至含水量为6％，即得干料，将干料经粉碎、铺装后，形成板坯；S2、将S1中的板坯进行预压、热压，将热压成型的毛坯板材送入翻板机冷却后，进行堆垛熟化，得到熟化的毛坯板材；S3、将S2中熟化的毛坯板材进行砂光、纵横两方向定尺寸锯截，得到秸秆纤维电木裸板；S4、将S3中的秸秆纤维电木裸板的表面均匀涂抹所述生物胶黏剂后，热压贴浸渍生物胶黏剂的纸张或实木皮，得秸秆电木板，再将秸秆电木板按给定尺寸裁截，然后装配上配套的模板框，即得供实际使用的秸秆电木模板。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1中所述蒸煮的具体步骤为：将分类除杂后的农作物秸秆置入蒸煮罐中，然后向蒸煮罐内通入蒸汽使压力为1.0MPa后，保温保压60min。需要说明的是在完成蒸煮步骤以后，在实际生产中形成干料以及板坯的过程可以按照以下步骤操作，将蒸煮后的农作物秸秆释放到物料接收罐中；再从物料接收罐中输入螺旋分料器中，分料后的物料进入高速混料机的同时施加生物胶黏剂以进行高速混合，混合后经高速混料机出口连接处的负压螺旋进入气流干燥系统，于160℃温度下快速干燥至含水量为6％，然后经高速粉碎机粉碎后即得干料，将所述干料运输进入设置在成型机上部的干料储藏仓，然后通过干料储藏仓底部输送带的匀速向前移动，将干料送至干料储藏仓出料口，由抛料辊强制抛料，向铺装头提供横向均匀且连续等量的料流，料流在铺装头一组斜抛料辊的作用下，均匀的落至铺装线的输送网带上，即可形成一定厚度的板坯。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S2中所述预压、热压的具体步骤为：将S1中的板坯送至预压机进行预压，按照规定尺寸的纵横两方向锯截后，然后运输至热压机进行热压，即得热压成型的毛坯板材，其中所述热压的温度为160℃。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，其特征在于，S3中所述砂光的具体步骤为：将熟化的毛坯板材进行定厚砂光，所述定厚砂光的三级砂带目数分别为60目、120目、180目；然后将定厚砂光后的板材表面进行细砂抛光，所述细砂抛光的两级砂带目数分别为240目、320目。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1中所述生物胶黏剂与所述农作物秸秆的质量比为：1:3。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1与S4中所述生物胶黏剂为木质素基酚醛树脂胶黏剂。
实施例2
一种秸秆电木模板的制备方法，包括以下步骤：S1、将农作物秸秆蒸煮后与生物胶黏剂混合得到混合物，将所述混合物于170℃的温度下干燥至含水量为8％，即得干料，将干料经粉碎、铺装后，形成板坯；S2、将S1中的板坯进行预压、热压，将热压成型的毛坯板材送入翻板机冷却后，进行堆垛熟化，得到熟化的毛坯板材；S3、将S2中熟化的毛坯板材进行砂光、纵横两方向定尺寸锯截，得到秸秆纤维电木裸板；S4、将S3中的秸秆纤维电木裸板的表面均匀涂抹所述生物胶黏剂后，热压贴浸渍生物胶黏剂的纸张或实木皮，制得秸秆电木板，再将秸秆电木板按给定尺寸裁截，然后装配上配套的模板框，即得供实际使用的秸秆电木模板。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1中所述蒸煮的具体步骤为：将分类除杂后的农作物秸秆置入蒸煮罐中，然后向蒸煮罐内通入蒸汽使压力为1.1MPa后，保温保压75min。需要说明的是在完成蒸煮步骤以后，在实际生产中形成干料以及板坯的过程可以按照以下步骤操作，将蒸煮后的农作物秸秆释放到物料接收罐中；再从物料接收罐中输入螺旋分料器中，分料后的物料进入高速混料机的同时施加生物胶黏剂以进行高速混合，混合后经高速混料机出口连接处的负压螺旋进入气流干燥系统，于170℃温度下快速干燥至含水量为8％，然后经高速粉碎机粉碎后即得干料，将所述干料运输进入设置在成型机上部的干料储藏仓，然后通过干料储藏仓底部输送带的匀速向前移动，将干料送至干料储藏仓出料口，由抛料辊强制抛料，向铺装头提供横向均匀且连续等量的料流，料流在铺装头一组斜抛料辊的作用下，均匀的落至铺装线的输送网带上，即可形成一定厚度的板坯。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S2中所述预压、热压的具体步骤为：将S1中的板坯送至预压机进行预压，按照规定尺寸的纵横两方向锯截后，然后运输至热压机进行热压，即得热压成型的毛坯板材，其中所述热压的温度为180℃。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，其特征在于，S3中所述砂光的具体步骤为：将熟化的毛坯板材进行定厚砂光，所述定厚砂光的三级砂带目数分别为60目、120目、180目；然后将定厚砂光后的板材表面进行细砂抛光，所述细砂抛光的两级砂带目数分别为240目、320目。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1中所述生物胶黏剂与所述农作物秸秆的质量比为：1:2。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1与S4中所述生物胶黏剂为木质素基酚醛树脂胶黏剂。
实施例3
一种秸秆电木模板的制备方法，包括以下步骤：S1、将农作物秸秆蒸煮后与生物胶黏剂混合得到混合物，将所述混合物于180℃的温度下干燥至含水量为9％，即得干料，将干料经粉碎、铺装后，形成板坯；S2、将S1中的板坯进行预压、热压，将热压成型的毛坯板材送入翻板机冷却后，进行堆垛熟化，得到熟化的毛坯板材；S3、将S2中熟化的毛坯板材进行砂光、纵横两方向定尺寸锯截，得到秸秆纤维电木裸板；S4、将S3中的秸秆纤维电木裸板的表面均匀涂抹所述生物胶黏剂后，热压贴浸渍生物胶黏剂的纸张或实木皮，得秸秆电木板，再将秸秆电木板按给定尺寸裁截，然后装配上配套的模板框，即得供实际使用的秸秆电木模板。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1中所述蒸煮的具体步骤为：将分类除杂后的农作物秸秆置入蒸煮罐中，然后向蒸煮罐内通入蒸汽使压力为1.2MPa后，保温保压90min。需要说明的是在完成蒸煮步骤以后，在实际生产中形成干料以及板坯的过程可以按照以下步骤操作，将蒸煮后的农作物秸秆释放到物料接收罐中；再从物料接收罐中输入螺旋分料器中，分料后的物料进入高速混料机的同时施加生物胶黏剂以进行高速混合，混合后经高速混料机出口连接处的负压螺旋进入气流干燥系统，于180℃下快速干燥至含水量为9％，经高速粉碎机粉碎后即得干料，将所述干料运输进入设置在成型机上部的干料储藏仓，然后通过干料储藏仓底部输送带的匀速向前移动，将干料送至干料储藏仓出料口，由抛料辊强制抛料，向铺装头提供横向均匀且连续等量的料流，料流在铺装头一组斜抛料辊的作用下，均匀的落至铺装线的输送网带上，即形成一定厚度的板坯。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S2中所述预压、热压的具体步骤为：将S1中的板坯送至预压机进行预压，按照规定尺寸的纵横两方向锯截后，然后运输至热压机进行热压，即得热压成型的毛坯板材，其中所述热压的温度为220℃。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，其特征在于，S3中所述砂光的具体步骤为：将熟化的毛坯板材进行定厚砂光，所述定厚砂光的三级砂带目数分别为60目、120目、180目；然后将定厚砂光后的板材表面进行细砂抛光，所述细砂抛光的两级砂带目数分别为240目、320目。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1中所述生物胶黏剂与所述农作物秸秆的质量比为：1:1。
所述的秸秆电木模板的制备方法中，S1与S4中所述生物胶黏剂为木质素基酚醛树脂胶黏剂。
对比例1
同实施例1，不同在于，将S1与S4中木质素基酚醛树脂胶黏剂替换为木质素。
对比例2
同实施例2，不同在于，将S1与S4中木质素基酚醛树脂胶黏剂替换为E0级脲醛树脂胶黏剂。
取实施例1～3、对比例1以及对比例2中的秸秆电木模板，分别测量其各项性能，数据如表1所示：
表1、秸秆电木模板性能数据
Figure BDA0001900421460000071
从表1的数据可知，在秸秆电木模板的静曲强度、弹性模量、最大破坏载荷、耐温、耐碱性、甲醛释放量等方面，本发明中实施例1、实施例2、实施例3中的秸秆电木模板都拥有非常好的性能。从实施例1～3的数据结果可以看出，在秸秆电木模板的制备原料成分中，随着木质素基酚醛树脂胶黏剂的含量增加，制备的秸秆电木模板的性能便越优异。此外，从实施例1与对比例1的数据结果可以看出，在秸秆电木模板的制备中，添加木质素基酚醛树脂胶黏剂比添加纯粹的木质素能够取得更好地制备效果，可以大幅提高秸秆电木模板的性能。从实施例2与对比例2的数据结果可以看出，在秸秆电木模板的制备中，添加木质素基酚醛树脂胶黏剂比添加传统技术中的脲醛树脂胶黏剂能够取得更好地制备效果，特别在甲醛释放量和防水性能方面可以大幅提高秸秆电木模板的性能。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (1)

1.秸秆电木模板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将农作物秸秆蒸煮后与生物胶黏剂混合得到混合物，将所述混合物于160～180℃的温度下干燥至含水量为6～9％，即得干料，将所述干料经粉碎、铺装后，形成板坯；
S2、将S1中的板坯进行预压、热压，冷却后进行堆垛熟化，得到熟化的毛坯板材；
S3、将S2中熟化的毛坯板材进行砂光，得到秸秆纤维电木裸板；
S4、将S3中的秸秆纤维电木裸板的表面均匀涂抹所述生物胶黏剂后，热压贴浸渍生物胶黏剂的纸张或实木皮，即得所述秸秆电木模板；
S1与S4中所述生物胶黏剂为木质素基酚醛树脂胶黏剂；
S1中所述蒸煮的具体步骤为：将农作物秸秆置入蒸煮罐中，然后向蒸煮罐内通入蒸汽使压力为1.0～1.2MPa后，保温保压60～90min；
S2中所述预压、热压的具体步骤为：将S1中的板坯送至预压机进行预压，然后通过热压机进行热压，其中所述热压的温度为160～220℃；
秸秆电木模板密度范围在800～1200kg/m3；
S3中所述砂光的具体步骤为：将所述熟化的毛坯板材进行定厚砂光，所述定厚砂光的三级砂带目数分别为60目、120目、180目；然后将所述定厚砂光后的板材表面进行细砂抛光，所述细砂抛光的两级砂带目数分别为240目、320目；
S1中所述生物胶黏剂与所述农作物秸秆的质量比为：1:1～3。
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