CN113478605B - 一种超强芦苇秸秆刨花板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种超强芦苇秸秆刨花板及其制备方法，该方法包括：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；将芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物；将表层秸秆碎料、芯层秸秆碎料筛上物采用表层胶黏剂、芯层胶黏剂进行施胶，得到表层秸秆混料、芯层秸秆混料；按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯；将板坯进行热压及后处理，得到超强芦苇秸秆刨花板。本发明充分利用了现有的芦苇秸秆资源，得到的芦苇秸秆超强刨花板力学性能及防潮性能优异，达到GB/T4897的P8级别，甲醛和TVOC释放量超低，满足TCNFPIA 3002国家无醛标准。

Description

一种超强芦苇秸秆刨花板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种刨花板及其制备方法，特别是涉及一种超强芦苇秸秆刨花板及其制备方法，属于人造板制造技术领域。
背景技术
我国是世界人造板生产、消费第一大国，年产量已超过3亿立方米。我国人造板多以木材为原料制备，但随着国家对森林采取限伐、禁伐措施的力度也一再加大，板材生产行业的原料来源受到巨大挑战，寻求新型材料代替天然木材研制板材成为人造板市场图生存、求发展的当然之选。
芦苇是一种禾本科植物，在我国分布广泛，主要用作制浆造纸原料。近年来，其茎秆部分也开始被用来制备芦苇人造板。芦苇茎秆与大部分秸秆材料一样，其表面的硅酸盐和蜡质薄层会阻碍胶黏剂的渗透，从而极大程度地影响了秸秆人造板的力学性能与防水性能。目前，为提高芦苇人造板的性能，大部分的研究集中在芦苇原料的物理化学预处理以及添加不同种类的功能助剂，但最终的力学性能刚刚达到国家标准规定的干燥条件下家具型刨花板，应用范围受限。
刨花板作为人造板主要的品种之一，被广泛应用于家具制造、建筑装饰材料等领域，不仅需要有良好的强度，还需要有优良的耐水性能。目前我国非木质刨花板的生产线仅有33条，且大部分以脲醛树脂(甲醛释放量较高)或MDI(成本高)为胶黏剂，尚不能满足社会需求。若能够提高现有非木质刨花板的力学强度、尺寸稳定性、防水性能，并同时降低工艺难度及生产成本，非木质刨花板将具有极大的市场潜力。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于，提供一种超强芦苇秸秆刨花板及其制备方法，所要解决的技术问题是在充分利用芦苇秸秆资源的基础上，得到表面胶合强度为1.00-1.55MPa，内胶合强度为0.40-0.83MPa，静曲强度为18.0-38.5MPa的刨花板材，并且可以用于制备符合国家刨花板标准的家具、承重基材。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
依据本发明提出的一种超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
1)将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；
2)将步骤1)得到的芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物；
3)将步骤1)得到的表层秸秆碎料、步骤2)得到的芯层秸秆碎料筛上物分别采用表层胶黏剂、芯层胶黏剂进行施胶，得到表层秸秆混料、芯层秸秆混料；
4)按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯；
5)将步骤4)得到的板坯进行热压，得到所述超强芦苇秸秆刨花板。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其中步骤1)中，所述表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm。
优选的，前述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其中步骤1)中，所述芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm。
优选的，前述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其中步骤2)中，所述芯层秸秆碎料筛上物的长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
优选的，前述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其中步骤3)中，所述表层胶黏剂为木质素基胶黏剂与异氰酸酯胶黏剂的混合物，木质素基胶黏剂(绝干)添加量为表层秸秆碎料质量的6.0-8.5％，异氰酸酯胶黏剂添加量为表层秸秆碎料质量的1.0-3.0％。
优选的，前述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其中步骤3)中，所述的芯层胶黏剂为木质素基胶黏剂与异氰酸酯胶黏剂的混合物，木质素基胶黏剂(绝干)添加量为芯层秸秆碎料筛上物质量的0.5-1.5％，异氰酸酯胶黏剂添加量为芯层秸秆碎料筛上物质量的2.5-6.0％。
优选的，前述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其中步骤2)中，所述上表层秸秆混料及下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为3:7-5:5。
优选的，前述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其中所述的热压工艺为，热压温度210-230℃，第一段时间为2.7-3.9s/mm，压力为11.0-13.0MPa；第二段时间为3.8-5.1s/mm，压力为6.5-7.5MPa；第三段时间为2.2-3.4s/mm，压力为4.5-6.5MPa；第四段时间0.5-1.1s/mm，压力为0.0-5.0MPa。
本发明的目的及解决其技术问题进一步是采用以下技术方案来实现的。
依据本发明提出的一种超强芦苇秸秆刨花板，所述超强芦苇秸秆刨花板包括相互连接的上表面层、芯层及下表面层；所述超强芦苇秸秆刨花板的密度为0.70-0.85g/cm3，表面胶合强度为1.00-1.55MPa，内胶合强度为0.40-0.83MPa，静曲强度为18.0-38.5MPa。
优选的，前述的超强芦苇秸秆刨花板，其中所述超强芦苇秸秆刨花板通过上述任一的方法制备得到。
借由上述技术方案，本发明所述的超强芦苇秸秆刨花板及其制备方法至少具有下列优点：
1、本发明通过芦苇秸秆碎料尺寸的调控，结合施胶种类及比例、热压工艺等参数综合调试优化后大幅提升了芦苇秸秆刨花板的力学性能；所制备的超强芦苇秸秆刨花板的表面结合强度可达1.00-1.55MPa，内结合强度可达0.40-0.83MPa，静曲强度可达18.0-38.5MPa，力学性能远高于GB/T4897-2015、LY/T 1580-2010规定的刨花板P8潮湿状态下重载型刨花板的要求，甚至高于GB/T 11718-2019规定的干燥状态下承重型中密度纤维板的要求。因此，本发明的超强芦苇秸秆刨花板一定程度上可以替代中密度纤维板用于干燥条件下承重型基材的使用，大幅降低了成本。
2、本发明依次将异氰酸酯胶黏剂与木质素基胶黏剂均匀喷洒在刨花表面，在两者的协同作用下，胶黏剂在热压过程中充分固化，且热稳定性好，可以明显降低复合基材的甲醛释放量与TVOC排放。
3、本发明通过芦苇秸秆碎料尺寸的调控，结合施胶种类及比例、热压工艺等参数综合调试优化后，将热压过程总时间缩减为170-240s，远低于现有技术中相近密度的芦苇秸秆刨花板。不仅可以提高生产效率，同时降低了生产成本。
4、本发明通过芦苇秸秆碎料尺寸的调控，结合施胶种类及比例、热压工艺等参数综合调试优化后，芦苇秸秆刨花板的甲醛释放量低于0.01mg/m3，减少对人类健康的危害。甲醛和TVOC释放量满足TCNFPIA3002国家无醛标准。
5、本发明所述的制备方法得到的刨花板表层、芯层密度分布均匀，且密度梯度较大；较高的表层密度，能更好的提升表面结合强度和静曲强度。因此，本发明的超强芦苇秸秆刨花板表面光滑、断面平整，更利于后续作为基材或家具材料的再加工。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1为本发明对比例1和实施例2的刨花板样品剖面密度图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种超强芦苇秸秆刨花板及其制备方法其具体实施方式、特征及其性能，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
以下提及的材料或试剂，如非特别说明，皆可在市场上购买得到，若没有特殊说明，所涉及的方法皆为常规方法。
下面以具体的实施例对本发明做进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明提供了一种超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：1)将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；考虑到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料的尺寸过小，相应的施胶量需要提高以满足充分包裹原料的需求；尺寸过大，芦苇秸秆表面的蜡质层单位面积大，胶黏剂难以包裹渗透，则会直接影响板材的内胶合强度。在本发明的一些实施例中，选择所述表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；选择所述芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm。
2)将步骤1)得到的芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物；该芯层秸秆碎料如果不筛分，会同时存在特别细小的颗粒，一般是芦苇秸秆表面上的一些物质，这些物质会影响板材的强度。为了提高板材的强度，选择所述芯层秸秆碎料筛上物的长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
3)将步骤1)得到的表层秸秆碎料、步骤2)得到的芯层秸秆碎料筛上物分别采用表层胶黏剂、芯层胶黏剂进行施胶，得到表层秸秆混料、芯层秸秆混料；首先，对于异氰酸酯来说，成本较高，添加量过大会导致板材TVOC含量过高，吸水厚度膨胀率过高；如果添加量过小，则板材的强度会降低。其次，对于木质素胶黏剂来说，如果不添加木质素胶黏剂，只添加MDI，则会在板材热压过程中，出现板材粘在压板上的现象，影响板材表面的品质。而木质素胶黏剂添加量过大，会使板材的防水性能下降。为此，在本发明的一些实施例中，所述表层胶黏剂选择木质素基胶黏剂与异氰酸酯胶黏剂的混合物，木质素基胶黏剂(绝干)添加量为表层秸秆碎料质量的6.0-8.5％，异氰酸酯胶黏剂添加量为表层秸秆碎料质量的1.0-3.0％。所述的芯层胶黏剂选择木质素基胶黏剂与异氰酸酯胶黏剂的混合物，木质素基胶黏剂(绝干)添加量为芯层秸秆碎料筛上物质量的0.5-1.5％，异氰酸酯胶黏剂添加量为芯层秸秆碎料筛上物质量的2.5-6.0％。这样可以更好提高板材的强度等性能。
4)按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯；所述上表层秸秆混料及下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为3:7-5:5；其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1。表层秸秆混料的质量主要是为了保证表面胶合强度，如果表层混料太少，力学强度变低，同时防水性能变差；如果表层混料太多，施胶量就相应变大，成本增加。芯层秸秆混料主要决定内胶合强度，如果芯层混料太少，成本增高，如果芯层秸秆混料太多，会影响热压效率，导致内胶合强度降低。
5)将步骤4)得到的板坯进行热压，得到所述超强芦苇秸秆刨花板；对于热压的时间和温度，若时间过短，温度过低，胶黏剂不能充分固化，影响板材的力学强度；若时间过长，温度过高，则会大幅增加成本，降低了生产效率；故所述的热压工艺可以为，热压温度210-230℃，第一段时间为2.7-3.9s/mm，压力为11.0-13.0MPa；第二段时间为3.8-5.1s/mm，压力为6.5-7.5MPa；第三段时间为2.2-3.4s/mm，压力为4.5-6.5MPa；第四段时间0.5-1.1s/mm，压力为0.0-5.0MPa；通过控制上述热压工艺对应的多段热压压力曲线，使胶黏剂能够充分地固化，同时可以保证板材内部的水蒸气流动通畅，避免爆板的情况产生。
本发明还提供了一种超强芦苇秸秆刨花板，所述超强芦苇秸秆刨花板包括相互连接的上表面层、芯层及下表面层，可通过上述任一的方法制备得到；所述超强芦苇秸秆刨花板的密度为0.70-0.85g/cm3，表面胶合强度为1.00-1.55MPa，内胶合强度为0.40-0.83MPa，静曲强度为18.0-38.5MPa。
芦苇秸秆刨花板的超高力学性能主要通过芦苇秸秆碎料尺寸的调控，结合施胶种类及比例、热压工艺等参数综合调试优化后实现的。
上述的超高力学性能指的是刨花板材料的表面胶合强度超过1.00MPa，内胶合强度超过0.40MPa，静曲强度超过18.0MPa。
以下结合具体实施例进行进一步说明。
实施例1
本实施例提供了一种超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)芦苇秸秆原料预处理：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm；之后将该芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物，其长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
(2)将表层秸秆碎料依次均匀喷洒占表层秸秆碎料质量1.5％的异氰酸酯胶黏剂和占该表层秸秆碎料质量6.5％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到表层秸秆混料。将芯层秸秆碎料筛上物依次均匀喷洒占该芯层秸秆碎料筛上物质量4.0％的异氰酸酯胶黏剂和占芯层秸秆碎料筛上物质量1.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到芯层秸秆混料。
(3)以目标厚度18mm为例，按照下表层秸秆混料、秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行均匀铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯，所述上表层秸秆混料、下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为4:6，其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1；将得到的板坯进行热压。热压温度为210℃；第一段时间为50s，压力为12.0MPa；第二段时间为80s，压力为7.5MPa；第三段时间为60s，压力为5.0MPa；第四段时间10s，压力为2.0MPa。
(4)将得到的芦苇秸秆刨花板经常规的砂光、裁切等后处理后按国标GB/T 11718-2009和T/CNFPIA 3002-2018进行性能检测，结果列于表1。
实施例2
本实施例提供了一种超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)芦苇秸秆原料预处理：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm；之后将该芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物，其长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
(2)将表层秸秆碎料依次均匀喷洒占该表层秸秆碎料质量2.5％的异氰酸酯胶黏剂和占该表层秸秆碎料质量8.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到表层秸秆混料。将芯层秸秆碎料筛上物依次均匀喷洒占该芯层秸秆碎料筛上物质量5.0％的异氰酸酯胶黏剂和占该芯层秸秆碎料质量1.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到芯层秸秆混料。
(3)以目标厚度18mm为例，按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行均匀铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯，所述上表层秸秆混料、下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为4:6，其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1；将得到的板坯均匀铺装后进行热压。热压温度为220℃；第一段时间为60s，压力为12.0MPa；第二段时间为70s，压力为6.5MPa；第三段时间为60s，压力为5.0MPa；第四段时间10s，压力为3.0MPa。
(4)将得到的芦苇秸秆刨花板经常规的砂光、裁切等后处理后按国标GB/T 11718-2009和T/CNFPIA 3002-2018进行性能检测，结果列于表1。
实施例3
本实施例提供了一种超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)芦苇秸秆原料预处理：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm；之后将该芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物，其长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
(2)将表层秸秆碎料依次均匀喷洒占该表层秸秆碎料质量1.0％的异氰酸酯胶黏剂和占该表层芦苇秸秆碎料质量6.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到表层秸秆混料。将芯层秸秆碎料筛上物依次均匀喷洒占该芯层秸秆碎料筛上物质量3.0％的异氰酸酯胶黏剂和1.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到芯层秸秆混料。
(3)以目标厚度18mm为例，按照下表层秸秆混料、秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行均匀铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯，所述上表层秸秆混料、下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为4:6，其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1；将得到的板坯进行热压。热压温度为220℃；第一段时间为40s，压力为11.5MPa；第二段时间为60s，压力为7.0MPa；第三段时间为30s，压力为6.0MPa；第四段时间10s，压力为3.0MPa。
(4)将得到的芦苇秸秆刨花板经常规的砂光、裁切等后处理后按国标GB/T 11718-2009和T/CNFPIA 3002-2018进行性能检测，结果列于表1。
实施例4
本实施例提供了一种超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)芦苇秸秆原料预处理：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm；之后将该芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物，其长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
(2)将表层秸秆碎料依次均匀喷洒占该表层秸秆碎料质量2.5％的异氰酸酯胶黏剂和占该表层秸秆碎料质量8.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到表层秸秆混料。将芯层芦苇秸秆碎料筛上物依次均匀喷洒占该芯层秸秆碎料筛上物质量5.0％的异氰酸酯胶黏剂和占该芯层秸秆碎料质量1.5％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到芯层秸秆混料。
(3)以目标厚度18mm为例，按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行均匀铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯，所述上表层秸秆混料、下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为4:6，其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1；将得到的板坯均匀铺装后进行热压。热压温度为220℃；第一段时间为60s，压力为12.0MPa；第二段时间为70s，压力为6.5MPa；第三段时间为60s，压力为5.0MPa；第四段时间10s，压力为3.0MPa。
(4)将得到的芦苇秸秆刨花板经常规的砂光、裁切等后处理后按国标GB/T 11718-2009和T/CNFPIA 3002-2018进行性能检测，结果列于表1。
实施例5
本实施例提供了一种超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)芦苇秸秆原料预处理：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm；之后将该芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物，其长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
(2)将表层秸秆碎料依次均匀喷洒占该表层秸秆碎料质量2.5％的异氰酸酯胶黏剂和占该表层秸秆碎料质量8.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到表层秸秆混料。将芯层芦苇秸秆碎料筛上物依次均匀喷洒占该芯层秸秆碎料质量5.0％的异氰酸酯胶黏剂和占该芯层秸秆碎料筛上物质量0.5％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到芯层秸秆混料。
(3)以目标厚度18mm为例，按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行均匀铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯，所述上表层秸秆混料、下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为4:6，其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1；将得到的板坯均匀铺装后进行热压。热压温度为220℃；第一段时间为60s，压力为12.0MPa；第二段时间为70s，压力为6.5MPa；第三段时间为60s，压力为5.0MPa；第四段时间10s，压力为3.0MPa。
(4)将得到的芦苇秸秆刨花板经常规的砂光、裁切等后处理后按国标GB/T 11718-2009和T/CNFPIA 3002-2018进行性能检测，结果列于表1。
实施例6
本实施例提供了一种超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)芦苇秸秆原料预处理：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm；之后将该芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物，其长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
(2)将表层秸秆碎料依次均匀喷洒占该表层秸秆碎料质量2.5％的异氰酸酯胶黏剂和占该表层秸秆碎料质量8.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到表层秸秆混料。将芯层芦苇秸秆碎料筛上物依次均匀喷洒占该芯层秸秆碎料质量5.0％的异氰酸酯胶黏剂和占该芯层秸秆碎料筛上物质量1.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到芯层秸秆混料。
(3)以目标厚度18mm为例，按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行均匀铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯，所述上表层秸秆混料、下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为4:6，其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1；将得到的板坯均匀铺装后进行热压。热压温度为230℃；第一段时间为60s，压力为12.0MPa；第二段时间为70s，压力为6.5MPa；第三段时间为60s，压力为5.0MPa；第四段时间10s，压力为3.0MPa。
(4)将得到的芦苇秸秆刨花板经常规的砂光、裁切等后处理后按国标GB/T 11718-2009和T/CNFPIA 3002-2018进行性能检测，结果列于表1。
对比例1
本对比例提供了一种芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)芦苇秸秆原料预处理：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm。
(2)将表层秸秆碎料依次均匀喷洒占该表层秸秆碎料质量2.5％的异氰酸酯胶黏剂和占该表层秸秆碎料质量8.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到表层秸秆混料。将芯层秸秆碎料依次均匀喷洒占该芯层秸秆碎料质量5.0％的异氰酸酯胶黏剂和占该芯层秸秆碎料质量1.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到芯层秸秆混料。
(3)以目标厚度18mm为例，按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行均匀铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯，所述上表层秸秆混料、下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为4:6，其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1；将得到的板坯均匀铺装后进行热压。热压温度为220℃；第一段时间为60s，压力为12.0MPa；第二段时间为70s，压力为6.5MPa；第三段时间为60s，压力为5.0MPa；第四段时间10s，压力为3.0MPa。
(4)将得到的芦苇秸秆刨花板经常规的砂光、裁切等后处理后按国标GB/T 11718-2009和T/CNFPIA 3002-2018进行性能检测，结果列于表1。将得到的芦苇秸秆刨花板进行剖面密度测试，其结果列于图1。
对比例2
本对比例提供了一种芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)芦苇秸秆原料预处理：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm；之后将该芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物，其长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
(2)将表层秸秆碎料均匀喷洒占该表层秸秆碎料质量2.5％的异氰酸酯胶黏剂，得到表层秸秆混料。芯层秸秆碎料筛上物均匀喷洒占该芯层秸秆碎料筛上物质量5.0％的异氰酸酯胶黏剂)，得到芯层秸秆混料。
(3)以目标厚度18mm为例，按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行均匀铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯，所述上表层秸秆混料、下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为4:6，其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1；将得到的板坯均匀铺装后进行热压。热压温度为220℃；第一段时间为60s，压力为12.0MPa；第二段时间为70s，压力为6.5MPa；第三段时间为60s，压力为5.0MPa；第四段时间10s，压力为3.0MPa。
(4)将得到的芦苇秸秆刨花板经常规的砂光、裁切等后处理后按国标GB/T 11718-2009和T/CNFPIA 3002-2018进行性能检测，结果列于表1。
对比例3
本对比例提供了一种芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)芦苇秸秆原料预处理：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm；之后将该芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物，其长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
(2)将表层秸秆碎料依次均匀喷洒占该表层秸秆碎料质量2.5％的异氰酸酯胶黏剂和占该表层秸秆碎料质量10.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到表层秸秆混料。将芯层芦苇秸秆碎料依次均匀喷洒占该芯层秸秆碎料质量5.0％的异氰酸酯胶黏剂和占该芯层秸秆碎料质量2.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到芯层秸秆混料。
(3)以目标厚度18mm为例，按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行均匀铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯，所述上表层秸秆混料、下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为4:6，其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1；将得到的板坯均匀铺装后进行热压。热压温度为220℃；第一段时间为60s，压力为12.0MPa；第二段时间为70s，压力为6.5MPa；第三段时间为60s，压力为5.0MPa；第四段时间10s，压力为3.0MPa。
(4)将得到的芦苇秸秆刨花板经常规的砂光、裁切等后处理后按国标GB/T 11718-2009和T/CNFPIA 3002-2018进行性能检测，结果列于表1。
对比例4
本对比例提供了一种超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，包括以下步骤：
(1)芦苇秸秆原料预处理：将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm；之后将该芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物，其长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm。
(2)将表层秸秆碎料依次均匀喷洒占该表层秸秆碎料质量2.5％的异氰酸酯胶黏剂和占该表层秸秆碎料质量8.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到表层秸秆混料。将芯层秸秆碎料筛上物依次均匀喷洒占该芯层秸秆碎料筛上物质量5.0％的异氰酸酯胶黏剂和占该芯层秸秆碎料质量1.0％的木质素基胶黏剂(湖南绿达新材料有限公司)，得到芯层秸秆混料。
(3)以目标厚度18mm为例，按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行均匀铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯，所述上表层秸秆混料、下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为4:6，其中上、下表层秸秆混料的质量之比为1:1；将得到的板坯均匀铺装后进行热压。热压温度为220℃；第一段时间为40s，压力为12.0MPa；第二段时间为50s，压力为6.5MPa；第三段时间为50s，压力为5.0MPa；第四段时间10s，压力为3.0MPa。
(4)将得到的芦苇秸秆刨花板经常规的砂光、裁切等后处理后按国标GB/T 11718-2009和T/CNFPIA 3002-2018进行性能检测，结果列于表1。
将对比例1和实施例2得到的芦苇秸秆刨花板进行剖面密度测试，其结果列于图1。从图1可以看出，对比例1的整体密度低于实施例2；并且能够看出，对比例1的芯层密度变化波动较大，说明不均匀。对于芯层来说，对比例1并没有继续进行筛分，因此芯层料存在很多细小的颗粒，阻碍胶黏剂的均匀喷洒，因此对比例1的芯层密度明显较低，导致内胶合强度较低。此外，芯层胶合强度也会直接影响表面胶合强度。这是因为芯层施胶不均匀，导致在热压过程中传质传热不均匀，因此整体板材的力学性能都会相应下降。而表面胶合强度也直接影响静曲强度。
表1实施例1-6及对比例1-4的芦苇秸秆刨花板的各项指标
Figure GDA0003843690610000131
Figure GDA0003843690610000141
从表1的数据可以看出，将对比例1-4与实施例2相比，原料的尺寸大小、胶黏剂的选择及添加量、热压时间和温度均对板材的强度有影响；原料的尺寸过大或过小，胶黏剂添加量过大或过小，热压时间过长或过短、热压温度过大或过小均可能使得板材的强度如内胶合强度、表面胶合强度或静曲强度降低。相比于其他实施例，实施例3的强度低是因为实施例3的整体施胶量较低，且热压的压力较低。
可见，原料的尺寸大小对板材的强度有重要的影响，对于芯层秸秆来说，合适的尺寸与均一性可以明显提高板材的内胶合强度。对于施胶工艺，胶黏剂的添加量与复配的比例很重要。不同的胶黏剂热固化性能不同，因此需要综合考虑热压工艺。此外，异氰酸酯胶黏剂在使用的过程中存在易黏板、不易加工等问题，加入木质素基胶黏剂后可以有效地解决上述问题。木质素基环保胶黏剂的甲醛、TVOC释放量超低，但是防水性能较差。因此木质素基环保胶黏剂的添加会影响板材的强度以及耐水性能。特别强调的是，对于本发明的全芦苇秸秆人造板来说，由于原料的特殊性，需要通过芦苇秸秆碎料尺寸的调控，结合施胶种类及比例、热压工艺等参数综合调试优化后来提升芦苇秸秆刨花板的力学性能。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将芦苇秸秆依次进行粉碎和筛分，分别得到表层秸秆碎料和芯层秸秆碎料；所述表层秸秆碎料的长度为0.2-0.7mm，宽度为0.01-0.1mm；所述芯层秸秆碎料的长度为0.1-30.0mm，宽度为0.01-2.5mm；
2)将步骤1)得到的芯层秸秆碎料进行筛分，得到芯层秸秆碎料筛上物；所述芯层秸秆碎料筛上物的长度为20.0-30.0mm，宽度为1.0-2.5mm；
3)将步骤1)得到的表层秸秆碎料、步骤2)得到的芯层秸秆碎料筛上物分别采用表层胶黏剂、芯层胶黏剂进行施胶，得到表层秸秆混料、芯层秸秆混料；
4)按照下表层秸秆混料、芯层秸秆混料及上表层秸秆混料的顺序从下到上进行铺装，得到具有下表面层、芯层及上表面层的板坯；
5)将步骤4)得到的板坯进行热压，得到所述超强芦苇秸秆刨花板；
所述超强芦苇秸秆刨花板的密度为0.70-0.85g/cm3，表面胶合强度为1.00-1.55MPa，内胶合强度为0.40-0.83MPa，静曲强度为18.0-38.5MPa。
2.如权利要求1所述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述表层胶黏剂为木质素基胶黏剂与异氰酸酯胶黏剂的混合物，木质素基胶黏剂添加量为表层秸秆碎料质量的6.0-8.5％，异氰酸酯胶黏剂添加量为表层秸秆碎料质量的1.0-3.0％。
3.如权利要求1所述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述的芯层胶黏剂为木质素基胶黏剂与异氰酸酯胶黏剂的混合物，木质素基胶黏剂添加量为芯层秸秆碎料筛上物质量的0.5-1.5％，异氰酸酯胶黏剂添加量为芯层秸秆碎料筛上物质量的2.5-6.0％。
4.如权利要求1所述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述上表层秸秆混料及下表层秸秆混料的质量之和与芯层秸秆混料的质量之比为3:7-5:5。
5.如权利要求1所述的超强芦苇秸秆刨花板的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述热压为，热压温度210-230℃，第一段时间为2.7-3.9s/mm，压力为11.0-13.0MPa；第二段时间为3.8-5.1s/mm，压力为6.5-7.5MPa；第三段时间为2.2-3.4s/mm，压力为4.5-6.5MPa；第四段时间0.5-1.1s/mm，压力为0.0-5.0MPa。
6.一种超强芦苇秸秆刨花板，其特征在于，所述超强芦苇秸秆刨花板包括相互连接的上表面层、芯层及下表面层；所述超强芦苇秸秆刨花板的密度为0.70-0.85g/cm3，表面胶合强度为1.00-1.55MPa，内胶合强度为0.40-0.83MPa，静曲强度为18.0-38.5MPa；所述超强芦苇秸秆刨花板通过1-5任一项的方法制备得到。
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