一种用植物秸秆代替部分木纤维制作环保型中密度板的方法技术

本发明专利技术公开一种用植物秸秆代替部分木纤维制作环保型中密度板的方法，其成分按重量份数比为木材原料60‑70，植物秸秆20‑25，脲醛树脂15‑20；异氰酸酯胶粘剂4‑6；石蜡0.8‑1.2，片碱0.2‑0.3，甲酸0.2‑0.3，氯化氨0.25‑0.3，三聚氰胺0.15‑0.2；本发明专利技术的优点是：节约木材使用量，同时由于异氰酸脂(MDI)为无醛胶粘剂，其加入大幅降低了密度纤维板的甲醛释放量，提高了其环保性能，提升了生产水平及产品质量，同时促进了人造板产品的技术创新、工艺创新及产品创新。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑材料领域，具体说是一种中密度板的制备方法。
技术介绍
人造板工业是高效利用木材资源的重要产业，是实现林业可持续发展战略的重要手段。在当前世界可采森林资源日渐减少的情况下，充分利用林业“剩余物”、“次小薪材”和人工速生丰产商品林以及农作物秸秆等资源发展人造板以替代大径级木材产品，对保护天然林资源、保护环境，满足经济建设和社会发展对林产品的需求，有着不可替代的作用。由于近几年来林木资源减少，其价格也不断上涨，导致企业利润不断下降，因此，找到一种部分替代林木资源的物美价廉的原料来生产人造中密度板是所有中密度板企业的梦想。我国是一个农业大国，每年农作物秸秆七亿吨，包括棉花秆、小麦秆等，如果能开发利用5％用于人造板，就可以节省2500万立方米木材。目前我国农村大部分农作物秸秆的处理方式是焚烧，不但得不到任何利用，还对生态环境造成了极大的破坏。因此，把生物质能转化为建筑材料，进行循环利用，将是具有重要经济和社会意义的项目。经过研究得知，如果全部使用植物秸秆制作密度板，板材的稳定性很难控制，吸收厚度大，尺寸容易发生变化，同时秸秆原料表面富含蜡质层和灰份，普通脲醛树脂难以完全胶合，对胶合剂的特殊要求导致成本提高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是用部分植物秸秆替代木纤维，填补木材供应缺口，避免了农作物焚烧造成的环境污染和整个生产过程无“三废”，降低成本，提高质量。解决的关键技术问题是：一是选用何种胶黏剂，解决秸秆中二氧化硅和蜡质含量较高，胶合困难的问题；二是植物秸秆加入多少对产品力学性质满足要求而不受影响；三是如何有效的对秸秆纤维进行热磨，备制出合格的纤维原料；四是如果解决秸秆纤维吸水厚度膨胀率高可能会导致产品尺寸稳定性略差的问题；具体技术方案如下：一种用植物秸秆代替部分木纤维制作环保型中密度板的方法，其特征在于：其成分按重量份数比为木材原料60-75，植物秸秆20-25，脲醛树脂15-20；异氰酸酯胶粘剂4-6；石蜡0.8-1.2，片碱0.2-0.3，甲酸0.2-0.3，氯化氨0.25-0.3，三聚氰胺0.15-0.2。制备方法包括以下步骤：(1)削片、破碎：将松杂木材削成符合生产规格的木片，为纤维分离提供更好的条件；将植物秸秆切碎为规格统一的秸秆段。(2)热磨,包括预热蒸煮、纤维分离、施胶；i.将步骤(1)削出的木片经预热蒸煮，机械分离得出纤维；ii.将步骤(1)中切碎的秸秆经预热蒸煮，加入热磨机，与蒸煮好的木片按重量比1:3的比例均匀混合，磨盘间隙控制在0.6-0.85mm，蒸汽压力控制在0.65-0.75MPa，经机械分离得出纤维；iii.对机械分离出的纤维使用蒸汽喷胶，使用剂量罐将脲醛树脂胶与异氰酸脂胶按重量比4:1比例混合均匀喷附于纤维表面；(3)干燥：热磨磨出纤维加上施胶使得纤维含水率达到40％－50％，控制干燥温度在165-168℃；(4)铺装：纤维经送料风机送到铺装机，“之”字形管使纤维流连下降，并保证纤维落料均匀，出成型箱的板坯经扫料辊并由电子测重装置来调整扫料的量，使得板坯经铺装出的纤维获得设置好的密度；(5)预压和热压：由于秸秆纤维吸水厚度膨胀率高，预压的目的是使铺装好的原料经压缩机初步压缩，使板坯略压缩，使板坯在运输和热压过程中不出现散坯和吹散现象；基本成型的板坯经预压机施以一定的压力及锯裁排除内部的空气，使得板坯压缩成块；由于秸秆碎料的传热性能不佳，要控制好热压时间和温度；(6)锯边：锯边的目的在于保证产品均一的规格；(7)砂光：对板面进行砂光处理(8)板胚分选；(9)打包出库。软杂木和硬杂木重量比比例为4：6；木片规格为：长16－30mm，宽15－25mm，厚3－5mm。所述含水量符合标准是指秸秆含水率在15％-18％，切断长度3～8cm。步骤(2)i中：所述预热蒸煮温度135℃－175℃，蒸煮时间为3-6分钟；所述纤维分离采用加热机械法；所述施胶是指：在热磨机纤维出口处，以蒸汽喷胶方式加入液态脲醛树脂和异氰酸酯胶粘剂，附着于纤维表面；脲醛树脂中尿素与甲醛的摩尔比为1:1.15，脲醛树脂和异氰酸酯胶粘剂的比例为重量比4：1。反应介质的PH值、反应温度和反应时间终点控制的方法是：1)、甲醛投入，加片碱，调混合物的pH值为8.5-8.8，投入助剂和尿素U1，加三聚氰胺，开气升温，70-75℃关气，自然升温度到85-90℃，保温30分钟，此阶段混合物的pH值为6.5-6.6；所述助剂是指叔胺类催化助剂，如：三乙烯二胺、三乙胺、三甲基苄胺；2)、控制温度87-88℃，加甲酸，调混合物的pH值为4.9-5.1,反应8-10分钟；缓慢调混合物的pH值为4.6-4.8，在90-94℃反应80-100分钟，粘度达到18.5-19.5S/B433℃；加片碱，调混合物的pH值为6.8-7.0，投入尿素U2，加三聚氰胺，在82-88℃反应30-35分钟，此阶段混合物的pH值为6.5-6.8，粘度18-19.5S/B430℃；3)、加片碱，调混合物的pH值为7.2-7.5，降温到75℃，投入尿素U3，在65-70℃反应30分钟，此阶段混合物的pH值为7.0；4)、降温，同时加水，在45℃加片碱，调混合物的pH值为8.0，固体氯化铵加水稀释到溶度20％后，用泵将氯化铵喷到胶里，提高胶的固化时间；5)40℃以下放胶，将石蜡加热至70-80℃的液态，通过泵在喷放管处将液态石蜡加入纤维：所述异氰酸酯胶粘剂是指水性高分子异氰酸酯胶粘剂，是以水溶性高分子、乳液、填料为主要成分的主剂，和多官能团的异氰酸酯化合物交联剂所构成；水溶性高分子是指醋酸乙烯酯乳液；乳液为苯乙烯一丁二烯胶乳、聚丙烯酸酚乳液、乙酸乙酯一乙烯共聚乳液的一种或几种；填料为碳酸钙粉末。干燥方式采用的是一级正式气流干燥，将热量通过鼓风机引导将纤维烘干，使得纤维在管道中获得热量并将水分汽化，干燥入口温度175-180℃，出口温度60-65℃，干燥介质采用的是用油和气加热散热片组从而实际在短时间内加热干燥系统所需的热空气。预压力为1.0mpa-1.6mpa，预压时间为30秒；热压温度控制在190℃，压力2.5Mpa，热压时间控制在15-30s/mm板厚。本专利技术的优点是：用植物秸秆代替部分木材原料，节约木材使用量，同时由于使用了环保无甲醛的异氰酸酯胶粘剂，大幅降低了纤维板的甲醛释放量，提高了其环保性能，提升了生产水平及产品质量，同时促进了人造板产品的技术创新、工艺创新及产品创新。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式本专利技术的工艺流程如图1所示，下面根据附图具体说明本专利技术；秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分，是一种具有多用途的可再生的生物资源。其特点是粗纤维含量高(30％-40％)，并含有纤维素、木质素等，同时可以用作建筑材料。1、本专利技术的主要成分(按重量分数比)如表1所示表12、技术方法本项目是一种用植物秸秆代替部分木纤维制作环保型中密度板的方法，通过配合使用环保胶合剂，严格控制热磨、蒸煮、热压过程，制成符合国家E1标准的中密度人造板。3、工艺路线环保型中密度纤维板制造工艺如图1所示，其中：↑施胶：该工序是在热磨机纤维出口处，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用植物秸秆代替部分木纤维制作环保型中密度板的方法，其特征在于：其成分按重量份数比为木材原料60‑75，植物秸秆20‑25，脲醛树脂15‑20；异氰酸酯胶粘剂4‑6；石蜡0.8‑1.2，片碱0.2‑0.3，甲酸0.2‑0.3，氯化氨0.25‑0.3，三聚氰胺0.15‑0.2。

【技术特征摘要】
1.一种用植物秸秆代替部分木纤维制作环保型中密度板的方法，其特征在于：其成分按重量份数比为木材原料60-75，植物秸秆20-25，脲醛树脂15-20；异氰酸酯胶粘剂4-6；石蜡0.8-1.2，片碱0.2-0.3，甲酸0.2-0.3，氯化氨0.25-0.3，三聚氰胺0.15-0.2。2.根据权利要求1所述的环保型中密度板，其特征在于制备方法包括以下步骤：(1)削片、破碎：将松杂木材削成符合生产规格的木片，为纤维分离提供更好的条件；将植物秸秆切碎为规格统一的秸秆段。(2)热磨,包括预热蒸煮、纤维分离、施胶；i.将步骤(1)削出的木片经预热蒸煮，机械分离得出纤维；ii.将步骤(1)中切碎的秸秆经预热蒸煮，加入热磨机，与蒸煮好的木片按重量比1:3的比例均匀混合，磨盘间隙控制在0.6-0.85mm，蒸汽压力控制在0.65-0.75MPa，经机械分离得出纤维；iii.对机械分离出的纤维使用蒸汽喷胶，使用剂量罐将脲醛树脂胶与异氰酸脂胶按重量比4:1比例混合均匀喷附于纤维表面；(3)干燥：热磨磨出纤维加上施胶使得纤维含水率达到40％－50％，控制干燥温度在165-168℃；(4)铺装：纤维经送料风机送到铺装机，“之”字形管使纤维流连下降，并保证纤维落料均匀，出成型箱的板坯经扫料辊并由电子测重装置来调整扫料的量，使得板坯经铺装出的纤维获得设置好的密度；(5)预压和热压：由于秸秆纤维吸水厚度膨胀率高，预压的目的是使铺装好的原料经压缩机初步压缩，使板坯略压缩，使板坯在运输和热压过程中不出现散坯和吹散现象；基本成型的板坯经预压机施以一定的压力及锯裁排除内部的空气，使得板坯压缩成块；由于秸秆碎料的传热性能不佳，要控制好热压时间和温度；(6)锯边：锯边的目的在于保证产品均一的规格；(7)砂光：对板面进行砂光处理(8)板胚分选；(9)打包出库。3.根据权利要求2所述的环保型中密度板，其特征在于步骤(1)中：软杂木和硬杂木重量比比例为4：6；木片规格为：长16－30mm，宽15－25mm，厚3－5mm。所述含水量符合标准是指秸秆含水率在15％-18％，切断长度3～8cm。4.根据权利要求2所述的环保型中密度板，其特征在于步骤(2)i中：所述预热蒸煮温度135℃－175℃，蒸煮时间为3-6分钟；所述纤维分离采用加热机械法；所述施胶是指：在热磨机纤维出口处，以蒸汽喷胶方式加入液态脲醛树脂和异氰酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋明东，张少君，马凯，刘保健，曾祥月，蒋玉函，
申请(专利权)人：辽宁蓝亿实业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21