一种高强度刨花板的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用果胶酶处理生物质原料制备高强度刨花板的方法，所述的刨花板包括木质、非木质或竹材刨花板，所述的刨花板中木质、非木质或竹材刨花质量百分比为90～98%，其余为胶粘剂，所用胶粘剂可为脲醛树脂胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂、异氰酸酯胶粘剂或天然高分子胶粘剂。所述的制备方法包括果胶酶处理、削片、刨花制备、干燥、施胶、铺装、热压、后处理和性能测试等步骤或者原料削片、刨花制备、果胶酶处理、干燥、施胶、铺装、热压、后处理和性能测试。本发明专利技术将木质原料、非木质原料或竹材制备成刨花状原料，本发明专利技术产品具有强度高、施胶量低、游离甲醛释放量低和可循环利用的特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于人造板加工
，具体涉及一种应用果胶酶溶液预处理生物质原料得到的高强度刨花板的制备方法。
技术介绍
果胶是陆生生物质材料细胞壁组成的关键物质，该物质主要分布在胞间层和细胞的初生壁中，与无机物质形成了一种“蛋壳”结构为细胞的生长发育提供力学支撑。此外，果胶还与钙离子等形成了螯合物，并且与纤维素、半纤维素和木质素等形成了非常紧密的化学键，均对纤维表面的浸润性和极性可产生不利影响。利用果胶酶对生物质原料进行处理，可以将生物质原料中的果胶质进行部分或全部降解，破坏果胶与纤维素、半纤维素和木质素之间的化学键，提高生物质原料的表面极性以及生物质原料与胶粘剂之间的浸润性，以达到提高刨花板力学性能的目的；并且可以降低刨花板制备过程中的施胶量，从而达到降低板材原料成本和板材中游离甲醛释放量的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种应用果胶酶对生物质原料进行预处理来制备高强度、低游离甲醛释放量的绿色环保刨花板，降低刨花板的制备成本、保护生态环境、推动刨花板产业的进一步发展。本专利技术的目的还在于提供一种制备所述高强度刨花板的方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现。除非另有说明，本专利技术所采用的百分数均为重量百分数。一种高强度刨花板，其特征在于：利用果胶酶溶液将生物质材料进行预处理后制成刨花或者将生物质材料制成刨花后再利用果胶酶溶液进行预处理，然后添加2%～10%的胶粘剂，再经热压后制成。其中，所述的生物质材料包括木质原料，非木质原料（藤类、稻草、麦草、工业大麻秆等）和竹材。所述的胶粘剂选自脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂、异氰酸酯或天然高分子聚合物中的一种。所述的天然高分子聚合物优选豆胶或淀粉胶。所述的热压选自平压法、模压法、挤压法、喷蒸热压、高频热压或真空热压中的一种。实施步骤（一），制备所述高强度刨花板的方法，包括以下步骤：（1）果胶酶处理原料：利用浓度为0.01%-5%的果胶酶溶液在30-50℃范围内对生物质原料处理5-60min，果胶酶溶液将生物质原料完全浸没即可。（2）原料削片、刨花制备和刨花筛选：当生物质原料的含水率至30～50%时，可将其破碎成长度3～8mm，宽度2～4mm，厚度2～4mm的刨花；经筛选除去尺寸不合格的刨花后，备用；（3）刨花干燥：在温度140～180℃条件下将生物质原料刨花干燥至含水率为3～5%，备用；（4）胶粘剂添加：对干燥好的刨花施胶，施胶量为刨花重量的2～10%，并控制施胶后的刨花含水率为8～10%；（5）板材铺装：将施胶后的刨花进行铺装，并用0.2～1.0MPa的压力对板坯进行预压；（6）板材热压：在热压温度180～220℃，热压压力2.5～5.0MPa条件下对预压后的板坯热压20～40s/mm，设定板材密度为0.45～0.85g/cm3；（7）板材后处理和性能测试：将完成热压的板材置于温度25℃、湿度60%条件下恒温恒湿48h，即得到所需的高强度刨花板；在产品的性能检验合格后即可包装出售。实施步骤（二），制备所述高强度刨花板的方法，包括以下步骤：重复实施步骤（一），有以下不同点，在将生物质原料进行削片制成刨花后，再利用浓度为0.01%-5%的果胶酶溶液在30-50℃范围内对生物质原料处理5-60min，果胶酶溶液将生物质原料完全浸没即可，待生物质刨花经过果胶酶预处理后，进行刨花的筛选和干燥。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：首创性地利用果胶酶对生物质原料进行预处理后，以降解细胞初生壁和胞间层中的果胶质，去除纤维细胞表面的无机质，破坏果胶质与纤维素、木质素和半纤维素之间的化学键，提高生物质材料表面的极性，胶粘剂的浸润性，从而达到降低刨花板板材施胶量、降低板材中游离甲醛释放量和提高板材物理力学性能的目的。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但实施例并不是对本专利技术技术方案的限定。任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，根据本专利技术的方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应该涵盖在本专利技术的保护范围内。实施例1制备木质刨花板以杨木、西南桦、思茅松和云南松按照3：1：1：1的比例进行混合制备刨花板。对原料进行果胶酶溶液处理，果胶酶溶液浓度为0.05%,处理温度为40℃，处理时间45min，将原料置于处理池中，果胶酶溶液没过原料表面即可，等原料处理后，控制原料的含水率为40%。用削片机将原料制成长度为5～10mm的碎料，再使用双鼓轮刨片机对原料进一步粉碎，得到长度3～8mm，宽度2～4mm，厚度2～4mm的刨花，并利用震动筛除去过大的刨花。使用单通道干燥机在140℃条件下对工业大麻秆刨花进行干燥，干燥至含水率为3～5%。使用喷雾式喷胶机向干燥后的工业大麻杆刨花中施加脲醛树脂胶黏剂，胶黏剂的固体含量为60～65%，施胶量为工业大麻秆刨花绝干重的10%，同时添加固体含量为20%的石蜡乳液，添加量为工业大麻秆刨花绝干重的1.6%。控制施胶后的刨花含水率为8-10%。利用气流式铺装机将板坯铺装成三层结构的刨花板，再用0.8MPa的压力对板坯进行预压。在热压温度180℃，热压时间30s/mm，热压压力4.5MPa，板材密度0.70g/cm3的条件下，利用多层热压机进行板材压制。将板材冷却至室温，利用纵横锯机进行锯截，制成尺寸为2440mmX1220mm的板材，将锯制好的板材置于温度25℃，湿度60%的条件下进行调质处理，处理时间为48h，即得到所需的纯工业大麻杆刨花板。对成品板材进行砂光定厚并按饰面人造板的标准来进行测定；测试结果见表1所示。实施例2重复实施例1，有以下不同点：果胶酶溶液处理温度45℃，处理时间60min，测试结果见表1所示。实施例3重复实施例1，有以下不同点：果胶酶溶液处理温度50℃，处理时间60min，测试结果见表1所示。实施例4重复实施例1，有以下不同点：果胶酶浓度0.01%，果胶酶溶液处理温度45℃，处理时间60min，测试结果见表1所示。实施例5重复实施例1，有以下不同点：果胶酶浓度0.03%，果胶酶溶液处理温度45℃，处理时间60min，测试结果见表1所示。实施例6重复实施例1，有以下不同点：果胶酶浓度0.04%，果胶酶溶液处理温度45℃，处理时间60min，测试结果见表1所示。实施例7重复实施例1，有以下不同点：将原料制备成刨花后，再利用果胶酶溶液对刨花进行预处理，果胶酶溶液浓度为0.05%，处理温度30℃，处理时间60min，测试结果见表1所示。实施例8重复实施例1，有以下不同点：将原料制备成刨花后，再利用果胶酶溶液对刨花进行预处理，果胶酶溶液浓度为0.05%，处理温度35℃，处理时间60min，测试结果见表1所示。实施例9重复实施例1，有以下不同点：将原料制备成刨花后，再利用果胶酶溶液对刨花进行预处理，果胶酶溶液浓度为0.05%，处理温度45℃，处理时间15min，测试结果见表1所示。实施例10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度刨花板，其特征在于所述的高强度刨花板包括木质、非木质或竹材刨花板，所述的木质、非木质或竹材刨花质量百分比为90~98%，其余为胶粘剂; 木质、非木质或竹材等生物质原料经过果胶酶溶液处理后被制备成刨花，或者将木质、非木质或竹材等生物质原料制备成刨花后，再利用果胶酶溶液对刨花进行处理以制备刨花板。

【技术特征摘要】
1.一种高强度刨花板，其特征在于所述的高强度刨花板包括木质、非木质或竹材刨花板，所述的木质、非木质或竹材刨花质量百分比为90~98%，其余为胶粘剂;木质、非木质或竹材等生物质原料经过果胶酶溶液处理后被制备成刨花，或者将木质、非木质或竹材等生物质原料制备成刨花后，再利用果胶酶溶液对刨花进行处理以制备刨花板。
2.根据权利要求1所述的高强度刨花板，其特征在于所述的高强度刨花板还包括质量百分比2-5%的防水剂即石蜡。
3.根据权利要求1所述的高强度刨花板，其特征在于所述的胶粘剂包括脲醛树脂胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂、异氰酸酯胶粘剂、三聚氰胺改性胶粘剂和高分子天然胶粘剂，添加量为2-10%。
4.根据权利要求1所述的果胶酶包括果胶裂解酶、果胶酯酶、原果胶酶等可以降解果胶质的一类酶的总称。
5.根据权利要求1所述的果胶酶溶液的处理条件为：果胶酶溶液的浓度为0.01-5%，处理温度为30-50℃，处理时间为5min-60min。
6.根据权利要求1~5任一所述的高强度刨花板的制备方法，其特征在于包括（1）果胶酶溶液处理、原料削片、刨花制备、刨花干燥、胶粘剂添加、板材成型、板材热压、板材后处理和性能测定；（2）原料削片、刨花制备、果胶酶溶液处理、刨花干燥、胶粘剂添加、板材成型、板材热压、板材后处理和性能测定;具体包括：
A．果胶酶处理原料：利用浓度为0.01%-5%的果胶酶溶液在30-50℃范围内对生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜官本，李晓平，王齐玮，吴宁，肖瑞，
申请(专利权)人：西南林业大学，
类型：发明
国别省市：云南;53