CN112140265B - 一种无胶模压人造板的制备方法 - Google Patents

一种无胶模压人造板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种无胶模压人造板的制备方法，包括以下步骤:S1：秸秆预处理：将植物秸秆粉碎后，用纤维素酶和果胶酶混合溶液、碱液两步浸渍；S2：木材预处理：将木材废料粉碎备用；S3：高温处理：将步骤S2和步骤S1原料经高温处理后烘干备用；S4：预压成型：将步骤S3中得到的混合料加入到预压成板坯；S5：热压成板：将步骤S4中所述的板坯热压成无胶模板人造板。本方法使用碱液处理后的秸秆作为粘合剂，以木材中的纤维素和木质素为骨架，经过高温挤压制得一种无胶模压人造板。本工艺不使用粘合剂，制备工艺绿色环保，制得的人造板不含甲醛，满足当代人对健康环保的要求。

Description

一种无胶模压人造板的制备方法
技术领域
本发明属于人造板制备领域，具体涉及一种无胶模压人造板的制备方法。
背景技术
人造板以木材或其他非木材植物为原料，经一定机械加工分离成各种单元材料后，施加或不施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。传统人造板的生产一般都是通过施加一定量的合成树脂胶黏剂将刨花、纤维或单板等材粘结成板，而这类胶黏剂制造的人造板在贮存和使用过程中最大的问题就是游离甲醛的长期释放问题。随着经济社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，对游离甲醛所造成危害的认识也迅速提高。若想从根本上解决人造板的游离甲醛释放问题，最直接有效的方法之一就是在人造板制造过程中不施加胶黏剂，即无胶成板。无胶胶合是一种不用外加胶黏剂，不依赖易产生污染的石油产品作胶黏剂而实现木质材料(生物质)胶结和生产人造板的新技术。无胶胶合的方法有氧化结合法、自由基引发法和天然物质转化法等。
制造无胶人造板的过程中，一方面要利用以半纤维素降解生成物和木质素作为胶粘剂和填充物，另一方面要以纤维素和另一部分木质素作为骨架，以取得静曲强度，平面抗拉和耐水性等多方面的综合性能。在高温高压下纤维素、半纤维素和木质素三大组分会反应生成不溶性树脂，从而可以与另一部分纤维素和木质素结合在一体，制得人造板。
因此，本发明旨在研发一种无胶模压人造板的制备方法，以天然纤维素、半纤维素和木质素高温高压下反应生成不溶性树脂作为粘合剂，制得一种天然、绿色、环保的无胶压人造板。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种无胶模压人造板的制备方法。
本发明提出的一种无胶模压人造板的制备方法，其步骤如下：
S1：秸秆预处理：将植物秸秆粉碎后，先用纤维素酶和果胶酶混合溶液浸渍，然后加入无机碱溶液进行二次浸渍备用；
S2：木材预处理：将木材废料粉碎备用；
S3：高温处理：将步骤S2中所述的粉碎后的木材废料加入步骤S1所述的浸渍液中，经高温处理后得到秸秆混合料，烘干备用；
S4：预压成型：将步骤S3中所述的秸秆混合料加入到预压机预压，得到板坯；
S5：热压成板：将步骤S4中所述的板坯，传输到热压机进行热压成板，即得到无胶模压人造板。
优选的：所述步骤S1中，秸秆为水稻、小麦、玉米秸秆中的一种或多种；粉碎后的秸秆长度为0.1-3cm；纤维素酶和果胶酶混合溶液与秸秆的体积比为1.2:1-3.0:1，溶剂为水，纤维素酶的质量分数为0.1～1％，果胶酶的质量分数为0.1～0.8％；纤维素酶和果胶酶浸渍温度为15～35℃，浸渍时间为2～6h，浸渍过程中充分搅拌；无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾中一种或两种，无机碱溶液与秸秆的体积比为0.5：1～2：1，无机碱溶液的质量分数为5-20％，浸渍温度为15-25℃，浸渍时间为2-6h，浸渍过程中充分搅拌；
优选的：所述步骤S2中，粉碎后的木材废料长度≤5cm，宽度≤3cm，厚度≤2cm；
优选的：所述步骤S3中，加入的粉碎后的木材废料与秸秆的质量比为0.5:1～3:1；高温处理温度为180-230℃，时间为5-30min，高温处理过程搅拌充分混合；秸秆混合料经烘干或自然晾干至水分为5～10％；
优选的：所述步骤S4中，预压机温度为140～180℃，压力为0.8～1Mpa，预压时间为5～8min。
优选的：所述步骤S5中热压机温度为170～210℃，压力为0.8～1.2MPa，时间维持为8～15min。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本法使用植物秸秆处理后作为天然粘合剂，避免了粘合剂的使用；
(2)本法使用纤维素酶和果胶为处理秸秆，有助于细胞壁破裂，纤维素、木质素等流出；
(3)本法使用碱液处理纤维素等，加快了半纤维素等分解和水解，提高天然粘合剂粘度；
(4)本法制备的人造板不含甲醛等对人体有害物质；
(5)本法工艺简单，将秸秆和木材废料变废为宝，对于环境保护具有重要意义。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中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作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：
一种无胶模压人造板的制备方法，操作步骤依序如下：
S1：秸秆预处理：将小麦秸秆粉碎成0.1-3cm秸秆段，加入体积比1.2的纤维素酶和果胶酶混合溶液，包含纤维素酶(0.5％)果胶酶(0.5％)，20℃浸渍3h后，加入体积比1：1，质量分数为1％的氢氧化钠水溶液20℃浸泡2h；
S2：木材预处理：将木材废料粉碎成长度≤5cm，宽度≤3cm，厚度≤2cm小块备用；
S3：高温处理：将步骤S2中所述的粉碎后的木材废料加入步骤S1所述的浸渍液中，木材废料与秸秆的质量比为1:1，180℃蒸煮20min，然后烘干至水分为10％。
S4：预压成型：将步骤S3中所述的秸秆混合料加入到预压机，150℃，0.8Mpa，预压5min，得到板坯；
S5：热压成板：将步骤S4中所述的板坯，传输到热压机，200℃，1Mpa，预压10min，热压成无胶模压人造板。
实施例2：
一种无胶模压人造板的制备方法，操作步骤依序如下：
S1：秸秆预处理：将小麦秸秆粉碎成0.1-3cm秸秆段，加入体积比1.2的纤维素酶和果胶酶混合溶液，包含纤维素酶(0.5％)果胶酶(0.5％)，20℃浸渍3h后，加入体积比1：1，质量分数为1％的氢氧化钠水溶液20℃浸泡2h；
S2：木材预处理：将木材废料粉碎成长度≤5cm，宽度≤3cm，厚度≤2cm小块备用；
S3：高温处理：将步骤S2中所述的粉碎后的木材废料加入步骤S1所述的浸渍液中，木材废料与秸秆的质量比为1:1，180℃蒸煮20min，然后烘干至水分为10％。
S4：预压成型：将步骤S3中所述的秸秆混合料加入到预压机，160℃，0.8Mpa，预压6min，得到板坯；
S5：热压成板：将步骤S4中所述的板坯，传输到热压机，200℃，1.2Mpa，预压15min，热压成无胶模压人造板。
实施例3：
一种无胶模压人造板的制备方法，操作步骤依序如下：
S1：秸秆预处理：将小麦秸秆粉碎成0.1-3cm秸秆段，加入体积比1.2的纤维素酶和果胶酶混合溶液，包含纤维素酶(0.5％)果胶酶(0.5％)，20摄氏度浸渍3h后，加入体积比1：1，质量分数为1％的氢氧化钠水溶液20℃浸泡2h；
S2：木材预处理：将木材废料粉碎成长度≤5cm，宽度≤3cm，厚度≤2cm小块备用；
S3：高温处理：将步骤S2中所述的粉碎后的木材废料加入步骤S1所述的浸渍液中，木材废料与秸秆的质量比为2:1，190℃蒸煮15min，然后烘干至水分为10％。
S4：预压成型：将步骤S3中所述的秸秆混合料加入到预压机，150℃，1Mpa，预压5min，得到板坯；
S5：热压成板：将步骤S4中所述的板坯，传输到热压机，200℃，1Mpa，预压15min，热压成无胶模压人造板。
实施例4：
一种无胶模压人造板的制备方法，操作步骤依序如下：
S1：秸秆预处理：将小麦秸秆粉碎成0.1-3cm秸秆段，加入体积比1.2的纤维素酶和果胶酶混合溶液，包含纤维素酶(0.5％)果胶酶(0.5％)，20摄氏度浸渍3h后，加入体积比1：1，质量分数为1％的氢氧化钠水溶液20℃浸泡2h；
S2：木材预处理：将木材废料粉碎成长度≤5cm，宽度≤3cm，厚度≤2cm小块备用；
S3：高温处理：将步骤S2中所述的粉碎后的木材废料加入步骤S1所述的浸渍液中，木材废料与秸秆的质量比为1:1，200℃蒸煮20min，然后烘干至水分为9％。
S4：预压成型：将步骤S3中所述的秸秆混合料加入到预压机，160℃，1Mpa，预压5min，得到板坯；
S5：热压成板：将步骤S4中所述的板坯，传输到热压机，210℃，1.2Mpa，预压8min，热压成无胶模压人造板。
将实施例1-4制得的人造板分别进行性能测试，实验结果如下表：
Figure BDA0002681810540000061
通过以上数据发现，随着木材废料的比例增大(实施例3)，静曲曲度和平面抗拉强度增加，这是因为人造板中的骨架纤维素较多。通过密度、含水率、静曲曲度、平面抗拉强度和弹性模量等性能数据的测试，制得的人造板的性能数据均比较优异，满足现在市场上的加工要求。

Claims (1)

1.一种无胶模压人造板的制备方法，其特征在于：操作步骤依序如下：
S1：秸秆预处理：将植物秸秆粉碎后，先用纤维素酶和果胶酶混合溶液浸渍，然后加入无机碱溶液进行二次浸渍备用；
S2：木材预处理：将木材废料粉碎备用；
S3：高温处理：将步骤S2中所述的粉碎后的木材废料加入步骤S1所述的浸渍液中，经高温处理后得到秸秆混合料，烘干备用；
S4：预压成型：将步骤S3中所述的秸秆混合料加入到预压机预压，得到板坯；
S5：热压成板：将步骤S4中所述的板坯，传输到热压机进行热压成板，即得到无胶模压人造板；
所述步骤S1中，秸秆为水稻、小麦、玉米秸秆中的一种或多种；粉碎后的秸秆长度为0.1-3cm；纤维素酶和果胶酶混合溶液与秸秆的体积比为1.2:1-3.0:1，溶剂为水，纤维素酶的质量分数为0.1～1％，果胶酶的质量分数为0.1～0.8％；纤维素酶和果胶酶浸渍温度为15～35℃，浸渍时间为2～6h，浸渍过程中充分搅拌；无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾中一种或两种，无机碱溶液与秸秆的体积比为0.5：1～2：1，无机碱溶液的质量分数为5-20％，浸渍温度为15-25℃，浸渍时间为2-6h，浸渍过程中充分搅拌；所述步骤S2中，粉碎后的木材废料长度≤5cm，宽度≤3cm，厚度≤2cm；所述步骤S3中，加入的粉碎后的木材废料与秸秆的质量比为0.5:1～3:1；高温处理温度为180-230℃，时间为5-30min，高温处理过程搅拌充分混合；秸秆混合料经烘干或自然晾干至水分为5～10％；所述步骤S4中，预压机温度为140～180℃，压力为0.8～1Mpa，预压时间为5～8min；所述步骤S5中，热压机温度为170～210℃，压力为0.8～1.2MPa，时间维持为8～15min。
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