【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于人造板，具体涉及一种免胶自粘型制板材料及其制备工艺。
技术介绍
1、2022年我国刨花板年生产能力超4000万立方米，预计2023年底全国刨花板总生产能力将超越全国纤维板产能，即突破5000万立方米/年。随着人们对环保的要求逐渐提升，enf级刨花板大受市场的追捧，但大部分无醛胶还是采用异氰酸酯、丙烯酸等价格高昂的化工胶黏剂，因此，开发一种低成本、高性能的生物质基环保型木材胶黏剂，是未来木材胶黏剂和刨花板行业的重要发展方向。
2、木质素是由苯丙烷单元通过碳-碳键和醚键连接而成的无定形聚合物，是植物界中储量仅次于纤维素的第二大生物质资源。作为典型的生物质材料，木质素是芳香族化合物中少有的可再生资源之一。木质素作为植物界继纤维素之后第二大资源的生物质材料，全球每年产量约5000万吨。目前，木质素主要来源于制浆造纸和生物炼制行业，通过蒸煮或者预处理技术分离木质生物质的三个主要组分并分别加以利用，但由于复杂的物理化学结构，木质素高值化利用有较大的理论和技术难度。目前，绝大部分的工业木质素(如制浆工业所产生黑液中的木素)仅通过燃烧产生热量来发电，这无疑降低了木质素的利用价值。
3、将木质素作为制作人造板的原料，能够获得木质素的高附加值产品。如公告号为cn115781858b的中国专利技术专利公开了一种enf级木质素基刨花板的制备方法，该制备方法包括以下步骤：(1)将木质素、多酚、醛和催化剂混合，在85-95℃下聚合反应，得到第一阶段反应产物；其中，木质素、多酚、醛和催化剂的重量分数分别为100-120份
4、该技术采用木质素代替部分苯酚，然而制得的胶黏剂中起粘接作用的仍然是酚醛树脂，未充分利用木质素本身的粘接性能。
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的是提供一种免胶自粘型制板材料及其制备工艺和应用，该免胶自粘型制板材料充分利用了木质素本身的粘接性能，在不需要胶黏剂的情况下也能制板。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案为：
3、一种免胶自粘型制板材料的制备工艺，该制备工艺包括以下步骤：
4、(1)将生物质原料与碱液混合并蒸煮以溶出木质素，获得初级处理物；
5、(2)向初级处理物中加入促沉淀剂以使木质素形成微球并与纤维共沉淀，获得次级处理物；
6、(3)将次级处理物过滤、洗涤、干燥，获得所述的免胶自粘型制板材料。
7、本专利技术先采用碱液蒸煮生物质原料，蒸煮一方面会使生物质原料中的木质素、脂肪、蛋白、糖类等成分溶出，另一方面使得保留下来的纤维的比表面积增大，纤维应力减少，使得后续板坯压缩比减小，有利于降低热压压力和能耗；而后加入促沉淀剂，该促沉淀剂能使木质素形成稳定的微球，该木质素微球会均匀覆盖在体系中的纤维颗粒表面，并发生共沉淀，从而实现木质素与纤维的结构重组；如此在经过步骤(3)的后处理后，免胶自粘型制板材料中的纤维即通过木质素相互粘接，当该材料用于制板时，由于木质素均匀覆盖在纤维表面，二者之间具有较强的亲和力，因此无需使用任何胶黏剂即可实现板材内部的有效粘接，充分发挥了木质素本身优异的粘接性能。
8、作为优选，在上述制备工艺的步骤(1)中，所述的生物质原料为粒径在1-2mm之间的木材或竹材碎料。生物质原料的粒径不可过粗也不可过细，若原料过粗，木质素含量相对较低，会使得后期制得的制板材料的粘接性能不足；若原料过细，会大幅提升碱液的用量。
9、作为优选，在上述制备工艺的步骤(1)中，所述的碱液由以下方式获得：先将烷基咪唑类离子液体和氢氧化钾或氢氧化钠以质量比1：(3-10)混合获得的混合物，而后溶于溶剂中，获得浓度为10-25％的碱液。
10、本专利技术中采用的碱液是由烷基咪唑类离子液体和氢氧化钾或氢氧化钠复配而成的，与氢氧化钠或氢氧化钾相比，烷基咪唑类离子液体具有低挥发性、高热稳定性和良好的溶解性能，可以在有效溶出木质素、脂肪、蛋白、糖类等成分的同时较好地保留纤维与半纤维素的完整性，减少对纤维素的破坏。
11、作为优选，所述的烷基咪唑类离子液体包括1-乙基-3-甲基氢氧化咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑或1-十六烷基-3-甲基咪唑中的至少一种。
12、作为优选，在上述制备工艺的步骤(1)中，生物质原料与碱液以固液比1：(10-20)混合，并在25-100℃下蒸煮1-5h。
13、作为优选，上述制备工艺的步骤(2)包括：
14、(2.1)向初级处理物中加入酸并混匀以使木质素微球与细小纤维颗粒共沉淀；
15、加入酸后，处理物的ph为3-5；
16、(2.2)继续向处理物中加入絮凝剂并混匀以使细小纤维发生絮凝；
17、絮凝剂与生物质原料的质量比为(0.5-1.5)：100。
18、其中，酸的加入能够将碱性木质素中的钠离子或钾离子置换出来，使木质素能形成稳定的微球，并以沉淀的形式析出；而絮凝剂的加入则能够促使细小纤维颗粒絮凝，形成粗纤维颗粒或均匀包裹在粗纤维颗粒表面。
19、作为优选，步骤(2.2)中，加入絮凝剂的同时加入乳化石蜡，乳化石蜡与生物质原料的质量比为(1-5)：100。乳化石蜡可明显增强纤维间的粘接强度并有利于提高刨花板的抗水性。
20、作为优选，所述的絮凝剂包括聚丙烯酰胺、聚合硫酸铝、聚合氯化铁中的至少一种。
21、由于芯层原料(一般是木材或竹材)中所含木质素有限，并且溶出率也有限，使得初级处理物存在木质素含量偏低的风险；为解决这个问题，作为优选，在上述的制备工艺中，所述的步骤(2)还包括向初级处理物中加入碱性木质素的步骤，该步骤在添加促沉淀剂之前进行；
22、碱性木质素与生物质原料的质量比为(10-35)：100。
23、即通过额外添加木质素来提高初级处理物中木质素的含量，进而提升纤维之间的粘结力。
24、作为优选，在上述制备工艺的步骤(3)中，过滤后采用石灰水洗涤沉淀至ph呈中性；而后微波干燥1-3min，将含水率控制在5％以下。
25、过滤能够去除体系中的无机盐类、脂肪、蛋白、糖类等成分；石灰水洗涤不仅能进一步除去体系中的杂质，而且能达到脱水效果；洗涤后采用微波技术快速烘干纤维，可有效控制芯层材料的含水率，确保后续制成的板材的质量。
26、本专利技术还提供了一种免胶自粘型制板材料，该材料即采用上述的制备工艺制成。
27、本专利技术还提供了一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种免胶自粘型制板材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述的生物质原料为粒径在1-2mm之间的木材或竹材碎料。
3.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述的碱液由以下方式获得：先将烷基咪唑类离子液体氢氧化钾或氢氧化钠以质量比1：(3-10)混合获得的混合物，而后溶于溶剂中，获得浓度为10-25％的碱液。
4.如权利要求3所述的制备工艺，其特征在于，所述的烷基咪唑类离子液体包括1-乙基-3-甲基氢氧化咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑或1-十六烷基-3-甲基咪唑中的至少一种。
5.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，生物质原料与碱液以固液比1：(10-20)混合，并在25-100℃下蒸煮1-5h。
6.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述的促沉淀剂包括酸和絮凝剂，步骤(2)包括：
7.如权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，步骤(2.2)中，加入絮凝剂的同时加入乳化石蜡，乳化石蜡
8.如权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，所述的絮凝剂包括聚丙烯酰胺、聚合硫酸铝和聚合氯化铁中的至少一种。
9.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述的步骤(2)还包括向初级处理物中加入碱性木质素的步骤，该步骤在添加促沉淀剂之前进行；
10.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中，过滤后采用石灰水洗涤沉淀至pH呈中性；而后微波干燥1-3min，将含水率控制在5％以下。
11.一种免胶自粘型制板材料，其特征在于，采用如权利要求1-10中任意一项所述的制备工艺制成。
12.一种免胶板材，其特征在于，由将如权利要求11所述的免胶自粘型制板材料组坯后热压获得。
13.一种ENF级刨花板，包括芯层和设于芯层两侧的表层，其特征在于，至少所述的芯层采用如权利要求11所述的免胶自粘型制板材料制成。
14.如权利要求13所述的ENF级刨花板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
15.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述的表层原料为粒径在0.2-0.5mm的木材或竹材碎料。
16.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述的无醛胶黏剂包括木质素胶黏剂、碱性木质素钠、酸性木质素磺酸钙中的至少一种。
17.如权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述的木质素胶黏剂由以下方式获得：
18.如权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述的表层原料与木质素胶黏剂的混合比例为100：(10-20)。
19.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，表层材料-芯层材料-表层材料的质量比为3:5:3。
20.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述的热压在150-250℃、1.5-3MPa下进行，热压时间为25-40s/mm。
...【技术特征摘要】
1.一种免胶自粘型制板材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述的生物质原料为粒径在1-2mm之间的木材或竹材碎料。
3.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述的碱液由以下方式获得：先将烷基咪唑类离子液体氢氧化钾或氢氧化钠以质量比1：(3-10)混合获得的混合物，而后溶于溶剂中，获得浓度为10-25％的碱液。
4.如权利要求3所述的制备工艺，其特征在于，所述的烷基咪唑类离子液体包括1-乙基-3-甲基氢氧化咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑或1-十六烷基-3-甲基咪唑中的至少一种。
5.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，生物质原料与碱液以固液比1：(10-20)混合，并在25-100℃下蒸煮1-5h。
6.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述的促沉淀剂包括酸和絮凝剂，步骤(2)包括：
7.如权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，步骤(2.2)中，加入絮凝剂的同时加入乳化石蜡，乳化石蜡与生物质原料的质量比为(1-5)：100。
8.如权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，所述的絮凝剂包括聚丙烯酰胺、聚合硫酸铝和聚合氯化铁中的至少一种。
9.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述的步骤(2)还包括向初级处理物中加入碱性木质素的步骤，该步骤在添加促沉淀剂之前进行；
10.如权利要求1所述的制备工...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡成伟，魏任重，李创业，陆铜华，芦童，沈周，
申请(专利权)人：千年舟新材科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。