柔性高密度纤维板及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种柔性高密度纤维板，其基本上不含甲醛和异氰酸酯，并且包括70重量％至90重量％的秸秆纤维和30重量％至10重量％的热塑性弹性体以及一种或多种可选的添加剂。另外，本发明专利技术提供了制造该柔性高密度纤维板的方法，该方法包括以下步骤：提供秸秆纤维；提供粉末状的热塑性弹性体；可选地提供一种或多种添加剂；干混秸秆纤维、热塑性弹性体粉末和可选地一种或多种添加剂，以获得混合物，该混合物包括70重量％至90重量％的秸秆纤维和30重量％至10重量％的热塑性弹性体以及一种或多种可选的添加剂；在热塑性弹性体粉末处于熔融状态的温度下挤出所获得的混合物；以及压制所挤出的混合物。

Flexible high density fiberboard and manufacturing method thereof

The present invention provides a flexible high density fiberboard, does not contain formaldehyde and the isocyanate basically, and comprises 70 to 90 weight percent of straw fiber and 30 to 10 wt.% of thermoplastic elastomer and one or more optional additives. In addition, the present invention provides a method for manufacturing the flexible high density fiberboard, the method comprises the following steps: providing the straw fiber; provide powdered thermoplastic elastomer; providing one or more optional additives; dry mixing of straw fiber, thermoplastic elastomer powder and optionally one or more additive to obtain a mixture, the mixture comprising 70 to 90 wt.% of straw fiber and 30 to 10 wt.% of thermoplastic elastomer and one or more optional additives; extruding the obtained mixture in thermoplastic elastomer powder in the molten state temperature and mixture; the suppression of extrusion.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种柔性高密度纤维板及其制造方法。特别地，本专利技术涉及基本上不含甲醛和异氰酸酯并且包括秸秆纤维和热塑性弹性体的柔性高密度纤维板及其制造方法。
技术介绍
纤维板是一类由各种来源的纤维(通常是来自木材，甘蔗，大麻，稻草等的天然纤维)和粘合剂制成的产品或者甚至不含粘合剂的产品。纤维板的类型包括刨花板、中密度纤维板(MDF)和硬质纤维板。纤维板有时作为刨花板的同义词，但刨花板通常是指低密度的纤维板。纤维板，特别是MDF，在家具行业中被大量地使用。块(pieces)应该看得见的时候，纤维板上通常安装木材饰面(veneer)，使其看起来如同常规木板。在汽车行业中纤维板还用于研制造型自由的模型，例如仪表板和内门壳。下文说明了目前生产和使用的纤维板及其优点和缺点。经典的木质类和农用纤维类复合纤维板目前使用的复合纤维板主要涉及木材粘合产品，其涵盖范围从纤维板扩展到层压梁(作者Arias，C，2008，书名BinderlessFiberboardProductionfromCynaraCardunculusandVitisVinifer，出版社Tarragona-Spain:UniversityRovira)。为了木材的更换，建议在林业活动发生改变之后，将农用纤维作为板的主要组成部分。在这种情况下，农用纤维可以与热固性树脂粘合以形成不同的面板类型，类似于经典的颗粒和纤维板或者甚至定向刨花板(OSB)。制造木质类纤维板和相应的农用纤维类纤维板的方法通常分为两种主要的生产方法。第一种方法是湿法，该方法基于造纸行业中的相应方法，其中，当原纤维以簇(mat)的形式分布时，纤维在水中分布，然后被压制成板。因此，生产过程中的纤维水分含量超过20％。在湿法中，纤维板由木质纤维素纤维形成，该木质纤维素纤维预先通过特定的机械、热和/或化学工序去原纤(de-fibrillated)，其中原纤维被精制和提取。第二种方法是干法，该方法被认为是更环保的，其中，纤维水分含量应小于20％，并且纤维分布是使用具有风道的鼓风机实现的，其中原纤维从干燥机送入以与粘合剂粘合，然后形成为网，再被压制成板。粘合工序通常在热压的帮助下使用少量的合成树脂进行。然而，上述干法中应用的大多数可用的商业树脂包括作为主要组成部分的高含量的甲醛，如脲醛(UF)或酚醛(PF)，其引起严重的环境和健康问题，原因可能是由于随着室温下微量的树脂组分(被称为挥发性有机化合物(VOC))在内部空气中连续不断地蒸发，当它们应用于内部时吸入这些物质引起疾病，这被认为是对人类健康的巨大威胁。此外，甲醛被分类为极易挥发性有机化合物(VVOC)，因为它在19.5℃时已蒸发，这使得它是现今在建筑物中，特别地通过纤维板，推广的最危险的材料。此外，上述干法中应用的一些可用的商业树脂包括异氰酸酯，该异氰酸酯是商业树脂亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)的主要组分。尽管非甲醛树脂也是一样，但它被认为会导致癌症，因此自2010年12月起已被欧盟归类为“R40第3类致癌物”。所有这些有害问题不仅在板的使用寿命期间，而且甚至在它们的使用寿命结束之后产生。特别地，适当的焚烧将是非常昂贵的，并且在这种情况下不可能进行回收或降级回收。因此，经典的木质类和农用纤维类复合纤维板的破坏影响人类、各种其他生物体以及最终地整个生态系统。WPCs(木塑复合材料)木粉与热塑性粘合剂一起存在，使得WPCs落入生物复合板类别，其使用塑料工业机械加工，从这个角度看，这种类型的复合材料类似于本申请中公开的纤维板。典型的商业WPC的组成成分是约70％的平均填充负荷(fillingload)的木粉以及25％的热塑性聚烯烃粘合剂和5％的添加剂(作者Vogt，D，2005，书名WoodPlasticComposites(WPC)：MarketsinNorthAmerica，JapanandEuropewithemphasisonGermany，出版社Hürth-Germany:nova-InstitutGmbH)。WPCs的缺点主要是由主要成分木材造成的，木材是非年生资源，在世界的许多地块是不可获得的，这与农用纤维的可再生性和可获得性相反。此外，对UV(紫外线)添加剂作进一步说明，大量的阻燃添加剂必须添加到WPCs中。最后，虽然WPCs可以回收，但在几个回收循环后，缺乏进一步的生命终期选项(End-of-lifeoption)，如可堆肥性。无粘合剂板再者，无粘合剂板存在于市场中，如板和不需要粘合剂，但利用热和压力来将纤维粘合在一起以形成板的类似产品。这种无粘合剂板仍然存在许多问题，特别是通过相应的加工技术只能实现大的厚度，并且存在对用于稳定的附加外部材料如纸板的依赖。除了纤维从芯中的释放以及可以将农业纤维压实的额外材料的需要之外，这些类型的纤维板的主要缺点是它们每平方米的重量和宽的面板厚度。额外材料为例如纸板或外部处理的天然纤维板。农业纤维和弹性体到目前为止，提供秸秆与弹性体的混合物是很少应用的。这种组合的一个示例是用于隔音的废旧回收轮胎的组合，其也可适于防止冲击损坏并且被发现具有比应用于相同场合的木质隔热面板更好的性能。面板具有不同的纤维含量，该纤维含量中稻草秸秆的重量百分比高达30％。还公开了废旧轮胎复合材料利用稻草秸秆来加强作为建筑材料的用途(作者HS，Y，2004，文章Possibilityofusingwastetirecompositesreinforcedwithricestrawasconstructionmaterials，October95(1))。根据先前的研究，由于弹性粘合剂的复杂性质，所公开的农用纤维在弹性体基质中的填充负荷相当低。这妨碍了这种以可承受的价格在商业规模上发展的良好的应用前景。弹性/柔性纤维板木材、软木、乳胶和聚氨酯(PU)的组合可作为公司BSWBerleburgerSchaumstoffwerkGmbH的柔性纤维板然而，非年生可再生木材与昂贵的缓慢可再生软木的结合是该产品的主要缺点。与所建议的农用纤维相反，软木被认为是昂贵的可再生资源，由于软木是不可获得的，除了在世界的某些地区具有有限的数量之外。再者，天然组分与聚氨酯的结合及其异氰酸酯含量导致高的健康风险。此外，该产品只有一个生命终期选项，该生命终期选项是可回收性。韩国专利申请KR20100031790公开了一种高强度、轻质塑料板合成物，其包括重量占10-70份的主要原料、重量占10-70份的填料、重量占1-30份的用于重整性能的树脂化合物、重量占0-15份的用于赋予弹性的树脂和重量占0-10份的增塑剂。该主要原料是选自由PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)和其它类型的废旧回收的含乙烯基的树脂构成的组中的至少一种或两种的混合物。
技术实现思路
鉴于以上所述，本专利技术的目的是提供一种具有高度柔性的柔性高密度纤维板以及相应的制造方法，该柔性高密度纤维板不含甲醛和异氰酸酯，包括来自于廉价的年生资源的天然纤维，并且可以回收并较好地堆肥。上述目的通过如权利要求1的柔性高密度纤维板和如权利要求9的制造柔性高密度纤维板的方法来实现。本专利技术的其它实施例在从属权利要求中阐述。特别地，本专利技术提供了一种基本上不含甲醛和异氰酸酯的柔性高密度纤维板，该柔性高密度纤维板包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基本上不含甲醛和异氰酸酯的柔性高密度纤维板，包括：70重量％至90重量％的秸秆纤维；以及30重量％至10重量％的热塑性弹性体；以及一种或多种可选的添加剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.08 EP 14002343.31.一种基本上不含甲醛和异氰酸酯的柔性高密度纤维板，包括：70重量％至90重量％的秸秆纤维；以及30重量％至10重量％的热塑性弹性体；以及一种或多种可选的添加剂。2.如权利要求1所述的柔性高密度纤维板，其特征在于，所述柔性高密度纤维板包括80重量％至90重量％的秸秆纤维和20重量％至10重量％的热塑性弹性体。3.如权利要求1或2所述的柔性高密度纤维板，其特征在于，所述秸秆纤维选自由小麦秸秆纤维、玉米秸秆纤维、稻草秸秆纤维、燕麦秸秆纤维、大麦秸秆纤维和黑麦秸秆纤维构成的组。4.如权利要求1至3中任一项权利要求所述的柔性高密度纤维板，其特征在于，所述秸秆纤维具有小于或等于5.0mm的长度。5.如权利要求1至4中任一项权利要求所述的柔性高密度纤维板，其特征在于，所述一种或多种可选的添加剂选自由彩色颜料、偶联剂、防水剂和阻燃剂构成的组，所述彩色颜料优选为应用于热塑类产品和柔性PVC产品中的亚光颜料，且不被润湿或转变成液体形式，所述偶联剂优选为硅烷偶联剂和马来酸酐，所述防水剂优选为氯化钙，所述阻燃剂优选为磷类/矿物类阻燃添加剂。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈娜·达伊，扬·克尼佩尔斯，
申请(专利权)人：斯图加特大学建筑结构与结构设计学院，
类型：发明
国别省市：德国;DE