CN112248179A - 一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物质复合装饰材料，特指一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板及其制备方法。具体来说，本发明是以农林剩余物纤维为主要原料，通过添加不含甲醛的大豆蛋白胶粘剂，壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子，利用壳聚糖纳米粒子的抗菌性及改性壳聚糖纳米粒子的吸醛性，制造具有消醛防腐功能的环保农林剩余物纤维板。本发明适于工业化制造，生产成本低、绿色环保、具有净化甲醛、防腐等功能的消醛防腐环保农林剩余物纤维板，其制品可作为家具、室内装饰、地板基材等使用，为纤维板产业的健康发展及扩大应用范围创造条件。

Description

一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板及其制备方法

技术领域

本发明属于生物质复合装饰材料，特指一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板及其制备方法。具体来说，本发明是以农林剩余物纤维为主要原料，通过添加不含甲醛的大豆蛋白胶粘剂，壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子，利用壳聚糖纳米粒子的抗菌性及改性壳聚糖纳米粒子的吸醛性，制造具有消醛防腐功能的环保农林剩余物纤维板。

背景技术

纤维板是以森林抚育过程中产生的枝条、灌木等剩余物及农业生产中产生的秸秆等剩余物经机械分离得到木质纤维为主要原料，再施加脲醛树脂或其它适用的胶粘剂、防水剂等制成的人造板。纤维板是人造板行业的重要组成部分，是实现废弃资源再利用和林业可持续发展的重要手段。大部分纤维板生产，主要使用脲醛树脂作胶粘剂，这种醛类胶粘剂中游离的甲醛会随时间累积释放到室内空气，长期处于甲醛浓度超标的环境中会危害人类的健康安全。大豆蛋白胶粘剂是一种以可再生物质为主要原料的无醛环保型人造板用胶粘剂，它的出现彻底解决了使用胶粘剂时产生的甲醛污染问题。但是，大豆蛋白胶粘剂易腐败变质，这种缺陷在一定程度上限制了它在人造板生产中的应用。与此同时，室内环境甲醛污染问题一直是全民关注的焦点，至今未成功解决。因此，研究一种能够吸附并净化甲醛防腐环保农林剩余物纤维板材势在必行。

壳聚糖作为一种天然的生物质材料，来源广，可再生，可天然降解，并且具有抗菌作用。不仅如此，在壳聚糖的分子骨架上，含有大量的氨基官能团，为甲醛吸附提供了大量的作用位点。壳聚糖在吸附并净化甲醛的应用上具有很大的开发前景。在材料科学领域中，纳米技术和接枝技术是当下研究的热点。纳米结构可以增大材料的比表面积，增加功能作用位点数量，进而提高吸附剂的吸附容量。利用接枝技术可将壳聚糖改性，增加壳聚糖分子骨架上氨基的数量，将有望提高甲醛与氨基官能团作用位点的碰撞几率，提高吸附容量。综上所述，将具有抗菌功能的壳聚糖纳米粒子和对甲醛具有高吸附容量的改性壳聚糖纳米吸附剂分散于无醛的大豆蛋白胶粘剂中，并充分与木纤维混合，制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板，有望推动纤维板产业的高层次健康发展。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板及其制备方法。本发明的目的是由以下技术方案来实现的：农林剩余物采集，农林剩余物纤维制备，农林剩余物纤维施加大豆蛋白胶黏剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子、改性壳聚糖纳米粒子并干燥，纤维板成型及热压，纤维板后续加工，其特征是，它包括按工艺要求选择等质量比例的农林剩余物制备纤维，纤维采用二级气流干燥工艺，纤维在一级气流干燥前完成大豆蛋白胶黏剂、防水剂的添加，一级气流干燥使纤维含水率达到20％～30％，纤维在进行二级气流干燥前，加入壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子，使之与纤维混合均匀，并使其粘附在纤维上后进行纤维二级气流干燥，二级气流干燥使纤维含水率达到8％～12％，纤维板成型及热压，纤维板后续加工，制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板，具体制造步骤如下：

1)农林剩余物准备：按工艺要求购入等质量比例的森林抚育过程中产生的枝条及农业生产中产生的秸秆。

2)壳聚糖纳米粒子的制备：

将壳聚糖溶于乙酸溶液中，在氮气环境下磁力搅拌直到获得透明的壳聚糖溶液。在室温下，用盐酸溶液调节上述壳聚糖溶液的pH值，并于一定温度下磁力搅拌得到壳聚糖溶液2。将柠檬酸溶解在蒸馏水中得到柠檬酸溶液，用氢氧化钠溶液调节柠檬酸溶液的pH值，再将此柠檬酸溶液逐滴滴加到壳聚糖溶液2中，将所得产物离心分离、冷冻干燥即可得到壳聚糖纳米粒子。

所述乙酸溶液，其体积百分比浓度为1％。

所述壳聚糖溶液中，壳聚糖的质量百分浓度为1.95％。

所述氮气环境下磁力搅拌转速为500rpm，时间为3小时。

所述盐酸溶液的浓度为1M，调节壳聚糖溶液的pH值为4。

所述一定温度下磁力搅拌指于70℃下磁力搅拌7小时，磁力搅拌转速为500rpm。

所述柠檬酸溶液中，柠檬酸的质量百分浓度为2％；氢氧化钠溶液的浓度为1M，调节柠檬酸溶液的pH值为4。

所述柠檬酸溶液与壳聚糖溶液2的体积比为1:20。

所得产物在4000rpm下离心分离40分钟，-50℃温度下冷冻干燥36小时。

3)改性壳聚糖纳米粒子的制备：

(1)将壳聚糖溶于乙酸溶液中，磁力搅拌直到获得透明的壳聚糖溶液。用胶头滴管，将壳聚糖溶液逐滴滴加到氢氧化钠溶液中，将所得到的白色的壳聚糖凝胶依次用蒸馏水，无水乙醇反复洗净，直至壳聚糖凝胶呈中性。

(2)将邻硝基苯甲醛溶于酒精中，得到邻硝基苯甲醛溶液。将步骤(1)得到的壳聚糖凝胶全部倒入三口圆底烧瓶中，然后将邻硝基苯甲醛溶液倒入其中，将此混合物在一定温度下发生回流反应，最终得到黄色的席夫碱，将黄色的席夫碱用酒精反复冲洗三次，去除没有反应的杂质。

(3)将等体积的水合肼，乙醛酸和蒸馏水置于一个烧瓶中搅拌。然后将步骤(2)得到的黄色的席夫碱全部倒进烧瓶中，再加入锌粉，将此混合物在一定温度下搅拌,将所得到的混合物过滤除杂，并用蒸馏水和乙醇反复冲洗三到四遍。最终，将所得到的产物烘干。

步骤(1)中，所述乙酸溶液，其体积百分浓度为1％；所述壳聚糖溶液，其质量百分浓度为1.95％；所述氢氧化钠溶液，其质量百分浓度为4.75％；所述壳聚糖溶液与氢氧化钠溶液的体积比为2～10：10。

步骤(2)中，所述邻硝基苯甲醛溶液，其质量百分浓度为1％；所述在一定温度下发生回流反应，其反应温度为80℃，反应时间为5h。

步骤(3)中，所述锌粉的质量为0.2～1g。所述在一定温度下搅拌，其温度为室温，搅拌时间为30min，磁力搅拌转速为500rpm；所述将产物烘干，其烘干温度为40℃，时间为12h。

4)农林剩余物纤维制备：将步骤1)购入的农林剩余物按工艺及热磨机要求采用削片机及铡草机加工成尺寸为长10～30mm，宽10～25mm，厚2～5mm的木片，通过水洗工艺去除砂石等杂质，将水洗后的农林加工剩余物送入热磨机进行纤维机械分离，农林加工剩余物通过热磨机进行纤维机械分离，使分离后的纤维滤水度达20～55DS。

5)农林剩余物纤维施加大豆蛋白胶黏剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子、改性壳聚糖纳米粒子并干燥：农林剩余物经热磨机机械分离成合格的农林剩余物纤维后，在热磨机纤维出口处加入大豆蛋白胶黏剂、防水剂。大豆蛋白胶黏剂、防水剂与农林剩余物纤维混合均匀后，由纤维喷放管喷射进入一级气流干燥系统进行纤维干燥，使纤维含水率达到工艺要求，在含水率达到工艺要求的纤维中加入壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子，使之与纤维混合均匀，并使其粘附在纤维上后进入纤维二级气流干燥系统，经二级气流干燥系统使纤维满足终含水率要求。

所述农林剩余物纤维、大豆蛋白胶黏剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子的质量比例为100：8-12：0.4～1：1～5：1～5。

所述一级气流干燥系统的干燥工艺条件为：干燥温度160℃，时间5s。

所述一级气流干燥系统进行纤维干燥，干燥后的纤维含水率为20％～30％。

所述纤维二级气流干燥系统的干燥工艺条件为：干燥温度120℃，时间5s。

经二级气流干燥系统后，纤维的含水率为8％～12％。

6)纤维板成型及热压：按纤维板工艺要求，通过纤维成型设备，铺装成板坯，板坯经预压后进入纤维板热压机，在一定温度、时间、压力的作用下，使大豆蛋白胶黏剂固化制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

所述预压的工艺条件为：压力2MPa,时间20s。

所述热压的温度为160℃，时间为每毫米板厚60s，压力为2.5MPa。

7)纤维板后续加工：将步骤6)制得的纤维板经室温冷却、调质处理、裁边分割处理后，即得到满足使用要求的消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

本发明以森林抚育过程中产生的枝条、灌木等剩余物及农业生产中产生的秸秆等剩余物为主要原料，加入具有抗菌功能的壳聚糖纳米粒子和对甲醛具有高吸附容量的改性壳聚糖纳米吸附剂等材料，适于工业化制造，生产成本低、绿色环保、具有净化甲醛、防腐等功能的消醛防腐环保农林剩余物纤维板，其制品可作为家具、室内装饰、地板基材等使用，为纤维板产业的健康发展及扩大应用范围创造条件。

具体实施方式

实施例1

1)农林剩余物准备：按工艺要求购入50g森林抚育过程中产生的枝条及50g农业生产中产生的秸秆。

2)壳聚糖纳米粒子的制备：将1g壳聚糖溶于200mL的浓度为1％的乙酸溶液中，在氮气环境下磁力搅拌3小时，直到获得透明的壳聚糖溶液。在室温下，用浓度为1M的盐酸溶液将上述壳聚糖溶液的pH值调为4，并于70℃下以500rpm的转速磁力搅拌7小时。将0.2g柠檬酸溶解在10mL蒸馏水中，用浓度为1M的氢氧化钠溶液调节柠檬酸溶液的pH值为4，将此柠檬酸溶液逐滴滴加到pH值为4的壳聚糖溶液中，将所得产物在4000rpm下离心分离40分钟，在-50℃下冷冻干燥36小时即可得到壳聚糖纳米粒子。

3)改性壳聚糖纳米粒子的制备：

1.将1g的壳聚糖溶于200mL的浓度为1％的乙酸溶液中，并磁力搅拌直到获得透明的壳聚糖溶液。用胶头滴管，将壳聚糖溶液逐滴滴加到1000mL质量浓度为4.75％的氢氧化钠溶液中，将所得到白色的壳聚糖凝胶依次用蒸馏水，无水乙醇反复洗净，直至壳聚糖凝胶呈中性。

2.将1g的邻硝基苯甲醛溶于100mL的酒精中，得到邻硝基苯甲醛溶液。将步骤1得到白色的壳聚糖凝胶全部倒入三口圆底烧瓶中，然后将邻硝基苯甲醛溶液倒入其中，将此混合物于80℃下回流反应5小时。将所得到的黄色的席夫碱用酒精反复冲洗三次，去除没有反应的杂质。

3.将10mL的水合肼和10mL的乙醛酸，以及10mL的蒸馏水置于一个烧瓶中搅拌。然后将步骤2得到黄色的席夫碱全部倒进烧瓶中，再加入0.2g的锌粉，将此混合物在室温下以500rpm的转速磁力搅拌30min,将所得到的混合物过滤除杂，并用蒸馏水和乙醇反复冲洗三到四遍。最终，将所得到的产物于40℃下烘干12小时。

4)农林剩余物纤维制备：将步骤1)购入的农林剩余物按工艺及热磨机要求采用削片机及铡草机加工成尺寸为长10mm，宽15mm，厚3mm的木片，通过水洗工艺去除砂石等杂质，将水洗后的农林加工剩余物送入热磨机进行纤维机械分离，使分离后的纤维滤水度达到20DS。

5)纤维施加大豆蛋白胶黏剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子、改性壳聚糖纳米粒子并干燥：农林剩余物经热磨机机械分离成合格的100g纤维后，在热磨机纤维出口处加入8g的胶黏剂、0.4g的防水剂。胶黏剂、防水剂与纤维浆料混合均匀后，由纤维喷放管喷射进入一级气流干燥系统，在温度160℃下，干燥纤维5s，使纤维含水率达到25％，在含水率干燥到25％的纤维中加入1g壳聚糖纳米粒子，1g改性壳聚糖纳米粒子，使之与纤维混合均匀，并使其粘附在纤维上后进入纤维二级气流干燥系统，在温度120℃下，干燥纤维5s，使纤维终含水率达到10％。

6)纤维板成型及热压：按纤维板工艺要求，通过纤维成型设备，铺装成板坯，板坯经压力为2MPa，时间为20s的预压后进入纤维板热压机，在160℃、时间是每毫米板厚60s、压力为2.5MPa.的作用下，使大豆蛋白胶黏剂固化制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

7)纤维板后续加工：将步骤6)制得的纤维板经常温冷却、调质处理(在室温环境下放置使制品含水率均衡)、裁边分割(1222mm*2440mm)等处理后，即得到满足使用要求的消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

实施例2：

1)农林剩余物准备：按工艺要求购入50g森林抚育过程中产生的枝条及50g农业生产中产生的秸秆。

2)壳聚糖纳米粒子的制备：将2g壳聚糖溶于400mL的浓度为1％的乙酸溶液中，在氮气环境下磁力搅拌3小时，直到获得透明的壳聚糖溶液。在室温下，用浓度为1M的盐酸溶液将上述壳聚糖溶液的pH值调为4，并于70℃下以500rpm的转速磁力搅拌7小时。将0.4g柠檬酸溶解在20mL蒸馏水中，用浓度为1M的氢氧化钠溶液调节柠檬酸溶液的pH值为4，将此柠檬酸溶液逐滴滴加到pH值为4的壳聚糖溶液中，将所得产物在4000rpm下离心分离40分钟，在-50℃下冷冻干燥36小时即可得到壳聚糖纳米粒子。

3)改性壳聚糖纳米粒子的制备：

1.将2g的壳聚糖溶于400mL的浓度为1％的乙酸溶液中，并磁力搅拌直到获得透明的壳聚糖溶液。用胶头滴管，将壳聚糖溶液逐滴滴加到1000mL质量浓度为4.75％的氢氧化钠溶液中，将所得到的白色的壳聚糖凝胶依次用蒸馏水，无水乙醇反复洗净，直至壳聚糖凝胶呈中性。

2.将2g的邻硝基苯甲醛溶于200mL的酒精中，得到邻硝基苯甲醛溶液。将步骤1得到白色的壳聚糖凝胶全部倒入三口圆底烧瓶中，然后将邻硝基苯甲醛溶液倒入其中，将此混合物于80℃下回流反应5小时。将所得到的黄色的席夫碱用酒精反复冲洗三次，去除没有反应的杂质。

3.将20mL的水合肼和20mL的乙醛酸，以及20mL的蒸馏水置于一个烧瓶中搅拌。然后将步骤2得到黄色的席夫碱全部倒进烧瓶中，再加入0.4g的锌粉，将此混合物在室温下以500rpm的转速磁力搅拌30min,将所得到的混合物过滤除杂，并用蒸馏水和乙醇反复冲洗三到四遍。最终，将所得到的产物于40℃下烘干12小时。

4)农林剩余物纤维制备：将步骤1)购入的农林剩余物按工艺及热磨机要求采用削片机及铡草机加工成尺寸为长10mm，宽15mm，厚3mm的木片，通过水洗工艺去除砂石等杂质，将水洗后的农林加工剩余物送入热磨机进行纤维机械分离，使分离后的纤维滤水度达到20DS。

5)纤维施加大豆蛋白胶黏剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子、改性壳聚糖纳米粒子并干燥：农林剩余物经热磨机机械分离成合格的100g纤维后，在热磨机纤维出口处加入8g的胶黏剂、0.4g的防水剂。胶黏剂、防水剂与纤维浆料混合均匀后，由纤维喷放管喷射进入一级气流干燥系统，在温度160℃下，干燥纤维5s，使纤维含水率达到25％，在含水率干燥到25％的纤维中加入2g壳聚糖纳米粒子，2g改性壳聚糖纳米粒子，使之与纤维混合均匀，并使其粘附在纤维上后进入纤维二级气流干燥系统，在温度120℃下，干燥纤维5s，使纤维终含水率达到10％。

6)纤维板成型及热压：按纤维板工艺要求，通过纤维成型设备，铺装成板坯，板坯经压力为2MPa，时间为20s的预压后进入纤维板热压机，在160℃、时间是每毫米板厚60s、压力为2.5MPa.的作用下，使大豆蛋白胶黏剂固化制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

7)纤维板后续加工：将步骤6)制得的纤维板经常温冷却、调质处理(在室温环境下放置一段时间，使制品含水率均衡)、裁边分割(1222mm*2440mm)等处理后，即得到满足使用要求的消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

实施例3：

1)农林剩余物准备：按工艺要求购入50g森林抚育过程中产生的枝条及50g农业生产中产生的秸秆。

2)壳聚糖纳米粒子的制备：将3g壳聚糖溶于600mL的浓度为1％的乙酸溶液中，在氮气环境下磁力搅拌3小时，直到获得透明的壳聚糖溶液。在室温下，用浓度为1M的盐酸溶液将上述壳聚糖溶液的pH值调为4，并于70℃下以500rpm的转速磁力搅拌7小时。将0.6g柠檬酸溶解在30mL蒸馏水中，用浓度为1M的氢氧化钠溶液调节柠檬酸溶液的pH值为4，将此柠檬酸溶液逐滴滴加到pH值为4的壳聚糖溶液中，将所得产物在4000rpm下离心分离40min，在-50℃下冷冻干燥36小时即可得到壳聚糖纳米粒子。

3)改性壳聚糖纳米粒子的制备：

1.将3g的壳聚糖溶于600mL的浓度为1％的乙酸溶液中，并磁力搅拌直到获得透明的壳聚糖溶液。用胶头滴管，将壳聚糖溶液逐滴滴加到1000mL质量浓度为4.75％的氢氧化钠溶液中，将所得到的白色的壳聚糖凝胶依次用蒸馏水，无水乙醇反复洗净，直至壳聚糖凝胶呈中性。

2.将3g的邻硝基苯甲醛溶于300mL的酒精中，得到邻硝基苯甲醛溶液。将步骤1得到白色的壳聚糖凝胶全部倒入三口圆底烧瓶中，然后将邻硝基苯甲醛溶液倒入其中，将此混合物于80℃下回流反应5小时。将所得到的黄色的席夫碱用酒精反复冲洗三次，去除没有反应的杂质。

3.将30mL的水合肼和30mL的乙醛酸，以及30mL的蒸馏水置于一个烧瓶中搅拌。然后将步骤2得到黄色的席夫碱全部倒进烧瓶中，再加入0.6g的锌粉，将此混合物在室温下以500rpm的转速磁力搅拌30min,将所得到的混合物过滤除杂，并用蒸馏水和乙醇反复冲洗三到四遍。最终，将所得到的产物于40℃下烘干12小时。

4)农林剩余物纤维制备：将步骤1)购入的农林剩余物按工艺及热磨机要求采用削片机及铡草机加工成尺寸为长10mm，宽15mm，厚3mm的木片，通过水洗工艺去除砂石等杂质，将水洗后的农林加工剩余物送入热磨机进行纤维机械分离，使分离后的纤维滤水度达到20DS。

5)纤维施加大豆蛋白胶黏剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子、改性壳聚糖纳米粒子并干燥：农林剩余物经热磨机机械分离成合格的100g纤维后，在热磨机纤维出口处加入8g的胶黏剂、0.4g的防水剂。胶黏剂、防水剂与纤维浆料混合均匀后，由纤维喷放管喷射进入一级气流干燥系统，在温度160℃下，干燥纤维5s，使纤维含水率达到25％，在含水率干燥到25％的纤维中加入3g壳聚糖纳米粒子，3g改性壳聚糖纳米粒子，使之与纤维混合均匀，并使其粘附在纤维上后进入纤维二级气流干燥系统，在温度120℃下，干燥纤维5s，使纤维终含水率达到10％。

6)纤维板成型及热压：按纤维板工艺要求，通过纤维成型设备，铺装成板坯，板坯经压力为2MPa，时间为20s的预压后进入纤维板热压机，在160℃、时间是每毫米板厚60s、压力为2.5MPa.的作用下，使大豆蛋白胶黏剂固化制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

7)纤维板后续加工：将步骤6)制得的纤维板经常温冷却、调质处理(在室温环境下放置一段时间，使制品含水率均衡)、裁边分割(1222mm*2440mm)等处理后，即得到满足使用要求的消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

实施例4：

1)农林剩余物准备：按工艺要求购入50g森林抚育过程中产生的枝条及50g农业生产中产生的秸秆。

2)壳聚糖纳米粒子的制备：将4g壳聚糖溶于800mL的浓度为1％的乙酸溶液中，在氮气环境下磁力搅拌3小时，直到获得透明的壳聚糖溶液。在室温下，用浓度为1M的盐酸溶液将上述壳聚糖溶液的pH值调为4，并于70℃下以500rpm的转速磁力搅拌7小时。将0.8g柠檬酸溶解在40mL蒸馏水中，用浓度为1M的氢氧化钠溶液调节柠檬酸溶液的pH值为4，将此柠檬酸溶液逐滴滴加到pH值为4的壳聚糖溶液中，将所得产物在4000rpm下离心分离40分钟，在-50℃下冷冻干燥36小时即可得到壳聚糖纳米粒子。

3)改性壳聚糖纳米粒子的制备：

1.将4g的壳聚糖溶于800mL的浓度为1％的乙酸溶液中，并磁力搅拌直到获得透明的壳聚糖溶液。用胶头滴管，将壳聚糖溶液逐滴滴加到1000mL质量浓度为4.75％的氢氧化钠溶液中，将所得到的白色的壳聚糖凝胶依次用蒸馏水，无水乙醇反复洗净，直至壳聚糖凝胶呈中性。

2.将4g的邻硝基苯甲醛溶于400mL的酒精中，得到邻硝基苯甲醛溶液。将步骤1得到白色的壳聚糖凝胶全部倒入三口圆底烧瓶中，然后将邻硝基苯甲醛溶液倒入其中，将此混合物于80℃下回流反应5小时。将所得到的黄色的席夫碱用酒精反复冲洗三次，去除没有反应的杂质。

3.将40mL的水合肼和40mL的乙醛酸，以及40mL的蒸馏水置于一个烧瓶中搅拌。然后将步骤2得到黄色的席夫碱全部倒进烧瓶中，再加入0.8g的锌粉，将此混合物在室温下以500rpm的转速磁力搅拌30min,将所得到的混合物过滤除杂，并用蒸馏水和乙醇反复冲洗三到四遍。最终，将所得到的产物于40℃下烘干12小时。

4)农林剩余物纤维制备：将步骤1)购入的农林剩余物按工艺及热磨机要求采用削片机及铡草机加工成尺寸为长10mm，宽15mm，厚3mm的木片，通过水洗工艺去除砂石等杂质，将水洗后的农林加工剩余物送入热磨机进行纤维机械分离，使分离后的纤维滤水度达到20DS。

5)纤维施加大豆蛋白胶黏剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子、改性壳聚糖纳米粒子并干燥：农林剩余物经热磨机机械分离成合格的100g纤维后，在热磨机纤维出口处加入8g的胶黏剂、0.4g的防水剂。胶黏剂、防水剂与纤维浆料混合均匀后，由纤维喷放管喷射进入一级气流干燥系统，在温度160℃下，干燥纤维5s，使纤维含水率达到25％，在含水率干燥到25％的纤维中加入4g壳聚糖纳米粒子，4g改性壳聚糖纳米粒子，使之与纤维混合均匀，并使其粘附在纤维上后进入纤维二级气流干燥系统，在温度120℃下，干燥纤维5s，使纤维终含水率达到10％。

6)纤维板成型及热压：按纤维板工艺要求，通过纤维成型设备，铺装成板坯，板坯经压力为2MPa，时间为20s的预压后进入纤维板热压机，在160℃、时间是每毫米板厚60s、压力为2.5MPa.的作用下，使大豆蛋白胶黏剂固化制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

7)纤维板后续加工：将步骤6)制得的纤维板经常温冷却、调质处理(在室温环境下放置一段时间，使制品含水率均衡)、裁边分割(1222mm*2440mm)等处理后，即得到满足使用要求的消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

实施例5

1)农林剩余物准备：按工艺要求购入50g森林抚育过程中产生的枝条及50g农业生产中产生的秸秆。

2)壳聚糖纳米粒子的制备：将5g壳聚糖溶于1000mL的浓度为1％的乙酸溶液中，在氮气环境下磁力搅拌3小时，直到获得透明的壳聚糖溶液。在室温下，用浓度为1M的盐酸溶液将上述壳聚糖溶液的pH值调为4，并于70℃下以500rpm的转速磁力搅拌7小时。将1g柠檬酸溶解在50mL蒸馏水中，用浓度为1M的氢氧化钠溶液调节柠檬酸溶液的pH值为4，将此柠檬酸溶液逐滴滴加到pH值为4的壳聚糖溶液中，将所得产物在4000rpm下离心分离40分钟，在-50℃下冷冻干燥36小时即可得到壳聚糖纳米粒子。

3)改性壳聚糖纳米粒子的制备：

1.将5g的壳聚糖溶于1000mL的浓度为1％的乙酸溶液中，并磁力搅拌直到获得透明的壳聚糖溶液。用胶头滴管，将壳聚糖溶液逐滴滴加到1000mL质量浓度为4.75％的氢氧化钠溶液中，将所得到的白色的壳聚糖凝胶依次用蒸馏水，无水乙醇反复洗净，直至壳聚糖凝胶呈中性。

2.将5g的邻硝基苯甲醛溶于500mL的酒精中，得到邻硝基苯甲醛溶液。将步骤1得到白色的壳聚糖凝胶全部倒入三口圆底烧瓶中，然后将邻硝基苯甲醛溶液倒入其中，将此混合物于80℃下回流反应5小时。将所得到的黄色的席夫碱用酒精反复冲洗三次，去除没有反应的杂质。

3.将50mL的水合肼和50mL的乙醛酸，以及50mL的蒸馏水置于一个烧瓶中搅拌。然后将步骤2得到黄色的席夫碱全部倒进烧瓶中，再加入1g的锌粉，将此混合物在室温下以500rpm的转速磁力搅拌30min,将所得到的混合物过滤除杂，并用蒸馏水和乙醇反复冲洗三到四遍。最终，将所得到的产物于40℃下烘干12小时。

4)农林剩余物纤维制备：将步骤1)购入的农林剩余物按工艺及热磨机要求采用削片机及铡草机加工成尺寸为长10mm，宽15mm，厚3mm的木片，通过水洗工艺去除砂石等杂质，将水洗后的农林加工剩余物送入热磨机进行纤维机械分离，使分离后的纤维滤水度达到20DS。

5)纤维施加大豆蛋白胶黏剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子、改性壳聚糖纳米粒子并干燥：农林剩余物经热磨机机械分离成合格的100g纤维后，在热磨机纤维出口处加入8g的胶黏剂、0.4g的防水剂。胶黏剂、防水剂与纤维浆料混合均匀后，由纤维喷放管喷射进入一级气流干燥系统，在温度160℃下，干燥纤维5s，使纤维含水率达到25％，在含水率干燥到25％的纤维中加入5g壳聚糖纳米粒子，5g改性壳聚糖纳米粒子，使之与纤维混合均匀，并使其粘附在纤维上后进入纤维二级气流干燥系统，在温度120℃下，干燥纤维5s，使纤维终含水率达到10％。

6)纤维板成型及热压：按纤维板工艺要求，通过纤维成型设备，铺装成板坯，板坯经压力为2MPa，时间为20s的预压后进入纤维板热压机，在160℃、时间是每毫米板厚60s、压力为2.5MPa.的作用下，使大豆蛋白胶黏剂固化制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

7)纤维板后续加工：将步骤6)制得的纤维板经常温冷却、调质处理(在室温环境下放置一段时间，使制品含水率均衡)、裁边分割(1222mm*2440mm)等处理后，即得到满足使用要求的消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

本发明消醛防腐环保农林剩余物纤维板制造原料易得，为市售产品。

本发明所述的壳聚糖纳米粒子直径为75～110nm，壳聚糖纳米粒子具有很大的比表面积，其表面有很多的甲醛作用位点，同时也具有很好的抗菌防腐功能，可制备良好的抗菌或吸附材料。

本发明所述的改性壳聚糖纳米粒子直径为75～110nm，改性壳聚糖纳米粒子具有很大的比表面积，其表面有大量的氨基官能团，为甲醛吸附提供了大量的作用位点，具有很高的甲醛吸附容量，可制备良好的甲醛吸附材料。

本发明所述的胶黏剂为不含甲醛的大豆蛋白胶粘剂，绿色环保。

本发明所述防水剂为熔点在52～58℃的工业石蜡，经熔化后与胶黏剂一起加入到纤维中。

本发明主要利用壳聚糖纳米粒子的抗菌性防止大豆蛋白胶粘剂腐败变质，并抵抗环境中的细菌，进而使纤维板具有防腐功能。同时利用改性壳聚糖纳米粒子吸附室内环境中游离的甲醛，进而降低室内环境中甲醛含量，使纤维板具有消醛的功能；采用二级干燥工艺，纤维在完成一级干燥的同时，在二级干燥前在加入壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子可有效避免壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子因高温失去活性而导致其后续抗菌和吸附作用的降低，最大限度的发挥壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子的作用。

经过五个具体实施方式所制得的消醛防腐环保农林剩余物纤维板的防腐性能测试结果如下：

消醛防腐环保农林剩余物纤维板防腐检测试验结果

选用由五个具体实施方式所制得的消醛防腐环保农林剩余物纤维板装修后的空住房，在密闭360h后，检测室内环境空气甲醛含量分别如下：

结果表明，由方案5所制得的消醛防腐环保农林剩余物纤维板消醛防腐性能最优。

本发明消醛防腐环保农林剩余物纤维板制造的具体实施方式并非穷举，本领域技术人员根据本发明所获得的启示，不经过创造性劳动的任何复制和改进均属于本发明权利保护的范围。

Claims (4)

1.一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板的制备方法，其特征在于，

1)农林剩余物纤维制备：将农林剩余物按工艺及热磨机要求采用削片机及铡草机加工成一定尺寸的木片，通过水洗工艺去除砂石杂质，将水洗后的农林加工剩余物送入热磨机进行纤维机械分离，农林加工剩余物通过热磨机进行纤维机械分离，使分离后的纤维滤水度达20～55DS；

2)农林剩余物纤维施加大豆蛋白胶黏剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子、改性壳聚糖纳米粒子并干燥：农林剩余物经热磨机机械分离成合格的农林剩余物纤维后，在热磨机纤维出口处加入大豆蛋白胶黏剂、防水剂；大豆蛋白胶黏剂、防水剂与作为浆料的农林剩余物纤维混合均匀后，由纤维喷放管喷射进入一级气流干燥系统进行纤维干燥，使纤维含水率达到工艺要求，在含水率达到工艺要求的纤维中加入壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子，使之与纤维混合均匀，并使其粘附在纤维上后进入纤维二级气流干燥系统，经二级气流干燥系统使纤维满足终含水率要求；

3)纤维板成型及热压：按纤维板工艺要求，通过纤维成型设备，铺装成板坯，板坯经预压后进入纤维板热压机，在一定温度、时间、压力的作用下，使大豆蛋白胶黏剂固化制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板；

4)纤维板后续加工：将步骤6)制得的纤维板经室温冷却、调质处理、裁边分割处理后，即得到满足使用要求的消醛防腐环保农林剩余物纤维板。

2.如权利要求1所述的一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述农林剩余物为等质量比例的森林抚育过程中产生的枝条及农业生产中产生的秸秆；一定尺寸的木片指尺寸为长10～30mm，宽10～25mm，厚2～5mm的木片。

3.如权利要求1所述的一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述农林剩余物纤维、大豆蛋白胶粘剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子的质量比例为100：8～12：0.4～1：1～5：1～5；所述一级气流干燥系统的干燥工艺条件为：干燥温度160℃，时间5s；所述一级气流干燥系统进行纤维干燥，干燥后的纤维含水率为20％～30％；所述纤维二级气流干燥系统的干燥工艺条件为：120℃，时间5s；经二级气流干燥系统后，纤维的含水率为8％～12％。

4.如权利要求1所述的一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述预压的工艺条件为：压力2MPa,时间20s；所述热压的温度为160℃，时间为每毫米板厚60s，压力为2.5MPa。