CN1102371A - 多功能人造木材 - Google Patents

Abstract

一种多功能人造木材，它主要由纤维浆、水溶性 淀粉塑料胶联剂和填充料混合均匀，经成型、干燥而 形成。纤维浆由中、长、短纤维构成；水溶性淀粉塑料 胶联剂包括淀粉冷固化胶浆、水溶性树脂、废塑料改 良胶液等。本发明主要以各种野生及农作物的杆秸、 废麻、破布、木材下角料、工业废纤维等为原料，原料 来源广泛，变废为宝，其产品既具有天然木材特性，又 有成本低、成材期短、抗水性好、强度高、使用寿命长、 适用面广等特性。

Description

本发明涉及一种以纤维浆作主料，用稻草、木屑刨花、棉杆、麦草、玉米杆、麻、粗糠等作成材物料，用水溶性胶联剂作粘合剂的人造木材。

随着经济建设的飞速发展，木材短缺现象越来越严重。天然木材存在下述缺陷：成材缓慢，一般需十几年，名贵目材需几十年甚至更长时间；怕火、易燃；在潮湿环境中易变形、腐烂；受潮、水泡易膨胀，干燥后严重裂缝、变形；虫蛀后失去抗折强度。现有的代用木材有纤维板、刨花板、菱苦土木板、中密度板等，其多为代木板材，而不能代替木材。所有代木板材都存在天然木材的怕水、易燃、霉变等缺点，且不具备天然木材可作支元柱、屋顶大梁等优点，即无法真正作天然木材的代替品。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种多功能人造木材代替天然木材。其成材期短；原料多为废料或下角料，且原料来源丰富，成本低廉；抗压强度高；抗水性好，耐腐蚀，虫不蛀；环境温差变化不会产生裂缝、变形；使用寿命长，适用面广；既可制成原木，又可制成各种规格标准材、异形材、特殊防火用材。

本发明的目的可通过以下措施来达到：

一种多功能人造木材，其特殊之处在于，它的配方的重量百分比组成包括：纤维浆40～50%，水溶性淀粉塑料胶联剂40～50%，填充料10～15%；所述纤维浆配方的重量百分比组成包括：长纤维40～60%，中长纤维20～40%，短纤维10～30%；所述水溶性淀粉塑料胶联剂配方的重量百分比组成包括：淀粉冷固化胶浆25～55%，水溶性树脂15～45%，废塑料改良胶液25～35%；所述填充料为20～40目锯沫稻壳类粉粒；生产工艺如下：

①首先按纤维浆配方称取其原料，切碎、浸泡，在40～90℃温度、4～10大气压下蒸球内蒸熟纤维茎杆出料，倒入打浆机中水洗脱脂制浆，出料浓缩成纤维浆以备用；

②按水溶性淀粉塑料胶联剂配方称取原料，分别制胶基，然后按百分比组成混合均匀，制成水溶性淀粉塑料胶联剂备用；

③按配方分别称取制备好的缩水纤维浆、水溶性淀粉塑料胶联剂及填充料，先将纤维浆倒入搅拌机内，边搅拌边加入水溶性淀粉塑料胶联剂，再加入填充料充分搅拌均匀，输入挤出成型机料桶内待用。

④成型，干燥即得产品。

本发明的纤维浆配方的重量百分比组成可包括：长纤维50%，中长纤维30%，短纤维20%。

本发明的成型、干燥，可采用液压成型后在80～120℃温度下烘干；也可采用常温常压下固化成型，或在高温高压下一次成型。

本发明的水溶性淀粉塑料胶联剂中还可包括0.1～1%补助剂。如四溴双酚A阻燃剂、AC防水剂、工业防老剂、二异辛酯增塑剂、胺基固化剂、氯苯防腐防霉剂等。

下面将结合具体实施例对本发明作进一步详述：

本发明主要由三大类原料制成，即纤维浆、水溶性淀粉塑料胶联剂及填充料。纤维浆由长纤维、中长纤维及短纤维构成，其重量百分比组成为：长纤维40～60%，中长纤维20～40%，短纤维10～30%，制造一般木材，可取长纤维50%，中长纤维30%，短纤维20%。纤维浆的原料可选用天然纤维，如：稻草、麦草、山龙须草、芦苇、棉杆、柳条、桑树条、毛竹、枸树皮、麻、杂质树、木屑、刨花、干蔗渣、青藤树皮、红藤树皮等等；也可选用人造纤维，如：人造纱或人造棉的下角料、破布、玻璃丝等等；石棉、岩棉等矿物纤维亦可。纤维的结构组织对本发明的产品的抗折性起着决定性作用：它所形成的网状布局使产品具有抗压、抗冲击和高强耐破度性能结构直接相关。下面是制取本发明纤维浆的原料重量百分比组成的七个实施例：

例一，麦草65%，废麻15%，破布20%；

例二，木材下角料15%，棉杆45%，柳条30%，废麻10%；

例三，废纸板50%，废麻20%，废化纤10%，破布20%；

例四，玻璃纤维65%，矿棉30%，废化纤5%；

例五，毛竹70%，龙须草20%，青藤树皮10%；

例六，甘蔗渣或杂质树25%，稻草60%，废麻15%；

例七，麦草40%，玉米杆30%，废麻20%，柳条10%。

纤维浆的制备法依以下制纤维浓缩法为准。

本发明浓缩纤维浆的制取法为：按配方称取各种原料，分类制浆、蓄存备用，然后按上述1～7例中各自百分配比制备浓缩纤维浆，并分别蓄存备用。如：稻草纤维，先将稻草在切草机分切成5～15公分长度草段，麦草、棉杆、柳条等均如此切段，其他如杂质树、毛竹用片机处理，破布、废麻用抓破机处理。然后将草段投入浸泡池用稀酸液0.3%与100公斤自来水配比投入池中浸泡8～15小时后排出稀酸水，废液回收可循环使用；将草料加入造纸蒸球罐内，以40～90℃温度、4～10大气压下5～8小时转动蒸球将草料蒸熟后，断电源停止转动；启动蒸球阀门放出熟草料进入造纸打浆机池内，先用自来水清洗脱脂，排出废水，废水回收可用于浸泡池用水；再放进清水中进行纤维制浆-停车净浆排出水后，放纤维浆进入罐式浓缩容器内常温常压浓缩分离出余水，即得稻草缩水纤维浆料待用。其它原料的缩水纤维浆制备方法同上。

将各原料纤维浆按纤维浆原料配方的重量百分比组成称取各配料，混合搅均，即得纤维浆，备用。

水溶性淀粉塑料胶联剂是连接纤维浆和填充料的粘接剂，它由高分子塑料树脂制成乳胶型和水溶型的塑料液体胶再与冷制淀粉胶混溶转化为水溶性塑料型胶联剂，该胶联剂可决定本发明产品的强度及使用寿命。为便于生产或使产品的性能更好地适用于不同环境场合及特殊工程需求，可按设计要求随时增加各种补助剂，如防霉防腐剂、高强增塑剂、防老剂、防水剂、防火阻燃剂以及增加轻钢龙骨及钢网等，使产品具有钢、柔特征，也可保持天然木材抗冲击反弹性功能。为使水溶性淀粉塑料胶联剂能保持良好的贮存稳定性，本发明胶联剂的PH值以5～8为宜，为了调节胶联剂的PH值，可采用工业挥发性碱，即氨水，它可在产物成材后同时与水分子一起挥发掉。水是水溶性胶联剂中的溶剂，应采用软水蒸馏水为佳；为使塑料胶联剂能很好地分散在水中，可加入表面活性剂的焦磷酸金属盐类，如焦磷酸钠等作分散剂；为了在冬季能顺利进行生产，在水溶性淀粉塑料胶联剂中临时可加入适量的防冻剂，如，乙二醇等。下面是水溶性淀粉塑料胶联剂的六个配方实施例的重量百分比组成：

例一，淀粉冷固化胶浆30%，水溶性酚醛树脂40%，废塑料改良胶液30%；在本配方中可加入0.2%增塑剂、0.1%防霉剂在反应器中搅拌1～2小时后滴加氨水，调节PH值至5～8即可。

例二，淀粉冷固化胶浆30%，水溶性废塑料改良胶液60%、液态松香脂15%构成的混合物；在本配方中可加入0.5%防霉剂。搅拌下滴加氨水调节至PH值为5～8。

例三，淀粉冷固化胶浆30%，水溶性环氧树脂40%，废塑料改良胶液30%，在搪瓷反应釜内，开动搅拌机，打开蒸气阀，升温至40℃度保温1小时后降温，滴加适量氨水调节PH值至5～8即可；乙二胺固化剂10～25%在纤维浆加入搅拌均匀后，才徐徐加入防止胶凝现象产生。

例四，淀粉冷固化胶浆40%，水溶性丙烯酸树脂30%，废塑料改良胶液30%，氨水适量，在搅拌配缸内，边搅拌边滴加氨水调节PH值至5～8时，即可出料备用。

例五，淀粉冷固化胶浆40%，水溶性脲醛树脂30%，废塑料改良胶液30%；本配方中可加入0.5%三甘醇作补助剂。

例六，淀粉冷固化胶浆30%，低聚合废酚醛水溶液25%，废塑料改良胶液30%；在本配方中可加入0.5%水溶性油及5%废橡胶乳液或10%三甘醇作补助剂。制取水溶性淀粉塑料胶联剂时，先选取原料，如：取淀粉冷固化胶浆30kg，水溶性酚醛树脂40kg，废塑料改良胶液30kg，再取0.2kg增塑剂，0.1kg防霉剂及0.1kg，氨水滴加调节PH值，混合均匀即可。

本发明的填充料可选取木屑、谷壳、玉米杆、各类粗糠等，用粉碎机粉碎为20～40目粉粒料即可。

生产本发明产品时，首先按1∶1∶0.3的比例分别选取上述制备好的各种原料，如：取纤维浆100kg，水溶性淀粉塑料胶联剂100kg，填充料30kg。先将纤维浆放入罐式搅拌机内，然后边搅拌边加入水溶性淀粉塑料胶联剂，搅匀后再加入填充料充分搅拌，然后输送入螺杆式挤出机中，按所需产品形状挤压成型。若采用常温液压成型，则需在80～120℃温度下经烘干氧化处理；若采用在常温常压下固化成型，或在高温高压下成型，则无需烘干设备处理。特殊材料还要进行二次表面处理，也可在成型中事先设置钢筋、钢网或按工程用材设计的要求增加一定计算系数的轻钢龙骨架。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、充分利用废物、废料，原料来源广泛。

2、成材迅速，周期极短。一根长50米、宽0.45米、高0.9米的含钢筋木材大梁，八小时内即可成材，10日后即可调整安装。

3、既可制成方木、圆木，又可制成曲体异型材，或据特殊需求制成特种功能木材以及新型三合板。

4、抗水性能好，耐腐蚀，虫不蛀。吸水率12%，长期浸入污水中，不霉、不腐、不变形，脱水干后不裂缝。

5、比重较小，一般为0.9，可浮于水面上。

6、承载力大，强度高。一般材料强度可达308～400kg/cm²。

7、既具天然木材的特性，可锯、可刨、可凿，又可防火、阻燃。

8、适用面广，使用寿命长，成本低廉。

Claims (4)

1、一种多功能人造木材，其特征在于：它的配方的重量百分比组成包括：纤维浆40～50%，水溶性淀粉塑料胶联剂40～50%，填充料10～15%；所述纤维浆配方的重量百分比组成包括：长纤维40～60%，中长纤维20～40%，短纤维10～30%；所述水溶性淀粉塑料胶联剂配方的重量百分比组成包括：淀粉冷固化胶浆25～55%，水溶性树脂15～45%，废塑料改良胶液25～35%；所述填充料为20～40目锯沫稻壳类粉粒；生产工艺如下：

①首先按纤维浆配方称取其原料，切碎、浸泡，在40～90℃温度、4～10大气压下蒸球内蒸熟纤维茎杆，出料，倒入打浆机中水洗脱脂制浆，出料浓缩成纤维浆以备用；

②按水溶性淀粉塑料胶联剂配方称取原料，分别制胶基，然后按百分比组成混合均匀，制成水溶性淀粉塑料胶联剂备用；

③按配方分别称取制备好的缩水纤维浆、水溶性淀粉塑料胶联剂及填充料，先将纤维浆倒入搅拌机内，边搅拌边加入水溶性淀粉塑料胶联剂，再加入填充料充分搅拌均匀，输入挤出成型机料桶内待用。

④成型，干燥即得产品。

2、如权利要求1所述的多功能人造木材，其特征在于：所述纤维浆配方的重量百分比组成包括：长纤维50%，中长纤维30%，短纤维20%。

3、如权利要求1或2所述的多功能人造木材，其特征在于：所述的成型、干燥，可采用液压成型后在80～120℃温度下烘干；也可采用常温常压下固化成型，或在高温高压下一次成型。

4、如权利要求3所述的多功能人造木材，其特征在于：所述的水溶性淀粉塑料胶联剂中还包括0.1～1%的补助剂。