用树皮粉改性酚醛树脂为胶黏剂的秸秆刨花板，以秸秆为主要原料，木工碎刨花为次要原料，特点是压制秸秆刨花板的胶黏剂采用树皮粉改性酚醛树脂。利用可再生的大量的木材加工剩余物树皮粉代替部分石化产品苯酚，用苯酚对树皮粉直接进行活化，用于酚醛树脂胶黏剂的制备，操作简单。在施胶过程中使用一种低成本的ＣＨ３Ｓｉ（ＯＨ）３有机硅溶液对胶黏剂进行改性，使胶黏剂易于在秸杆表面润湿、渗透和扩散，从而有利于秸杆的胶接。同时对秸秆进行界面的改性，使树皮粉胶黏剂适用于秸秆刨花板的生产。使用这种胶黏剂生产的秸杆刨花板，注重生物材料的有效利用，产品制造成本低、性能好、操作性强，推广后将带来巨大的生态效益和环境效益。
【技术实现步骤摘要】
专利技术涉及以树皮粉为原料制备改性酚醛树脂胶黏剂，并用于压制秸秆刨花板，属于林业工程中的木材科学与
技术介绍
目前用农作物秸秆，如稻草、麦秸秆为原料压制秸秆人造板，普遍采用异氰酸酯 胶黏剂。但是，此类胶黏剂价格偏高，其中异氰酸酯的价格为木材刨花板用脲醛树脂胶的 10-12倍。目前世界大力提倡使用生物质能源及生物质材料、减少石化产品的同时，将大量 的木材加工剩余物树皮粉这种生物质原料有效利用，利用其化学性质来代替部分苯酚，用 于酚醛树脂的合成，这样既能够降低酚醛树脂的成本，又能够减少石化产品的消耗。 树皮是重要的林业加工废弃物，是生物质能源重要的组成部分之一，因此合理高 效地加工利用树皮，将其转化为高效、清洁、可再生的新能源具有重大意义。据初步预算，树 皮占树木地面以上部分的10-20%。森林采伐以及木材加工每年都会产生大量的树皮。全 球每年大约消耗原木25亿立方米，大约要产生2. 5亿立方米的树皮。长期以来树皮没有得 到人们广泛的重视，被当作废弃物丢掉或烧掉。同时木工车间中产生的刨花等木材加工剩 余物，也没有得到有效利用。树皮的主要成分是纤维素、木素、单宁和天然树脂。其中落叶 松树皮当中凝縮类单宁的含量大约为40%。提高树皮利用价值的方法之一是大力开展将树 皮中含有的酚成份浸出，分离后作为木材胶黏剂使用的研究。日本科研人员根据多种树木 都可以渗出粘液的自然现象，首先选用含油脂较多的松树皮做试验，制得具有耐久性和耐 水性的胶黏剂。现在南非和新西兰这两个国家已进行了工业生产，澳大利亚也在计划进行 成套生产线的建设。南非用合欢树皮，新西兰用辐射松树皮作为原料。但是，这种改性后的 酚醛树脂胶黏剂多用于制造胶合板，比较容易满足标准要求。将这种胶黏剂用于制造秸杆 刨花板的并不多，这是由于稻草等秸杆的自身特性，给胶接带来一定困难。 另外，树皮等的利用多见于从树皮中提取单宁后制取单宁胶黏剂，用于胶合板以 及刨花板的生产，很少见到将树皮直接利用，制备压制稻草等秸杆刨花板的胶黏剂。同时我 国也是一个农业大国，每年约产生2.5-3亿吨稻草、麦秸秆。大部分秸杆作为燃料利用，或 农民在农田中直接燃烧做为肥料，即造成巨大浪费又严重污染环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述不足，将大量的以树皮为主的木材加工剩余物进行有效利用，用其代替部分苯酚制备酚醛树脂胶黏剂，在利用加工剩余物降低成本的同时，使改性后的酚醛树脂能够满足压制秸秆刨花板的理化性能要求，从而提供一种用树皮粉改性酚醛树脂为胶黏剂的秸秆刨花板。 实现本专利技术目的的技术方案是 这种用树皮粉改性酚醛树脂为胶黏剂的秸秆刨花板，以秸秆为主要原料，木工碎 刨花为次要原料，其特点是压制秸秆刨花板的胶黏剂，采用树皮粉改性酚醛树脂为胶黏剂。 所述的主要原料秸秆，可以是含水率6_10%的水稻、小麦或玉米等农作物的秸秆。 并用下述方法制备 (1)树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂的制备 ①树皮粉的液化 将木材加工剩余物树皮研磨成80-160目的树皮粉，在树皮粉中按重量份1比 1-3的比例加入液化剂苯酚以及占苯酚总量1_5%重量份的催化剂无机酸，混合后升温 至100-15(TC，保温1. 5-3小时后，加入30-40 %氢氧化钠或氧化镁进行中和后，降温至 40_45°C ，得可溶的制备胶黏剂的原料——液化树皮粉。 所述的木材加工剩余物树皮，是指木材加工中剩余的落叶松、杨树、黑荆树、冷杉、水曲柳、柞树、榆树等树皮中的1种或至少1种的混合。 所述的催化剂无机酸，可以是浓硫酸、浓盐酸或磷酸。 ②树脂的合成 将液化树皮粉升温至40-45t:，第一次加入甲醛总量的80%和42%氢氧化钠总量 的20% ，升温至88-90°C时保温20-50分钟，再降温至60-65°C时，第二次加入剩余的甲醛和 42 %氢氧化钠，升温至88-90 °C时保温60-90分钟后，降温至40-45 °C ，得树皮粉改性酚醛树 脂胶黏剂。 甲醛与液化剂苯酚的摩尔比例为1. 8-2. 1，42%氢氧化钠与液化剂苯酚的摩尔比 为0. 5-0. 7。 在上述合成反应中，均加入适量的水调节固体含量和使反应不至于过度剧烈。 (2)秸秆刨花板的制备 ①切段将秸秆除尘后，剪切成15-150毫米长的草段； ②揉搓将草段经揉切加工或冷磨加工，揉搓成长厚比为100比1至100比5的丝 状秸秆碎料； ③改性处理使用0. 5-3 %的氢氧化钠溶液、0. 5-1. 5 %的有机酸、3_5 %的 CH3Si (0H)3有机硅溶液或1_3%的硅烷偶联剂溶液，以溶液与秸杆质量比1至2比1的比例， 将溶液喷洒到秸杆表面，封闭陈放8-10小时后，干燥至含水率为6-14%的改性丝状秸秆碎 料； 所述的有机酸，可以是乙二酸或草酸。 所述的硅烷偶联剂，可以是KH-550、 KH-560或KH-570等。施胶将9重量份的改性丝状秸秆碎料和1重量份的木工碎刨花混合，加入改性 丝状秸秆碎料和木工碎刨花总重量10-12 %的树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂和占树皮粉改性 酚醛树脂胶黏剂总量3_7%的硅烷偶联剂，均匀拌胶； 或将占树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂总量3_7%的硅烷偶联剂加入到9重量份的改 性丝状秸秆碎料和1重量份的木工碎刨花中混合，并同时将改性丝状秸秆碎料和木工碎刨 花总重量10-15%的树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂喷撒到改性丝状秸秆碎料和木工碎刨花 中； 所述的硅烷偶联剂，可以是KH-550、 KH-560或KH-570等。 ⑤热压成型将施胶后的丝状秸秆碎料和木工碎刨花铺装成板坯，密度 0. 7-0. 8g/cm 预压后进行热压，在温度150-170。C、单位压力3. 5-4. OMpa、热压时间8_30s/mm板厚条件下热压成型，即得。 本专利技术将水稻、小麦或玉米等农作物剩余秸杆，以及木材加工中的废弃物树皮及 刨花等生物质材料进行综合利用，以树皮粉代替部分石化产品苯酚制成胶黏剂，以大量的 一年生农作物剩余秸杆代替木材，通过界面的改性，使这种胶黏剂适用于秸秆，能够生产低 成本、性能优良的秸杆刨花板。这种刨花板可用于家具、室内装修，以及包装用材料。 本专利技术的特点在于利用可再生的大量的木材加工剩余物树皮粉代替部分石化产 品苯酚，并且利用苯酚对树皮粉直接进行活化，用于酚醛树脂胶黏剂的制备，操作简单。简 化了对树皮进行热解处理，以及从树皮中提取单宁的复杂工艺操作。同时，在施胶过程中 使用一种低成本的CH3Si (OH) 3有机硅溶液对胶黏剂进行改性，使胶黏剂易于在秸杆表面润 湿、渗透和扩散，从而有利于秸杆的胶接。 本专利技术的另一特点是对秸秆进行界面的改性，使树皮粉胶黏剂适用于秸秆刨花板 的生产。针对秸杆表面的特性，即秸杆外表面存在大量的硅质和蜡质，形成了胶接障碍，利 用化学方法对其进行改性。即使用0. 5-3%浓度的NaOH溶液、浓度0. 5_1. 5%的有机酸、 3_5%浓度的有机硅溶液或1-3%的的硅烷偶联剂，以溶液与秸杆质量比1-2 : l的比例，将 溶液喷洒到秸杆表面，封闭陈放8-10小时后，干燥至含水率为6-14%。使用这种胶黏剂生 产的秸杆刨花板，注重生物材料的有效利用，产品制造成本低、性能好、操作性强，推广后将 带来巨大的生态效益和环境效益。具体实施例方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用树皮粉改性酚醛树脂为胶黏剂的秸秆刨花板，以秸秆为主要原料，木工碎刨花为次要原料，其特征在于压制秸秆刨花板的胶黏剂采用树皮粉改性酚醛树脂为胶黏剂， 并用下述方法制备： （１）树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂的制备 ①树皮粉的液化 将木材加工剩余物树皮研磨成８０－１６０目的树皮粉，在树皮粉中按重量份１比１－３的比例加入液化剂苯酚以及占苯酚总量１－５％重量份的催化剂无机酸，混合后升温至１００－１５０℃，保温１．５－３小时后，加入３０－４０％氢氧化钠或氧化镁进行中和后，降温至４０－４５℃，得可溶的制备胶黏剂的原料－－液化树皮粉； ②树脂的合成 将液化树皮粉升温至４０－４５℃，第一次加入甲醛总量的８０％和４２％氢氧化钠总量的２０％，升温至８８－９０℃时保温２０－５０分钟，再降温至６０－６５℃时，第二次加入剩余的甲醛和４２％氢氧化钠，升温至８８－９０℃时保温６０－９０分钟后，降温至４０－４５℃，得树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂， 甲醛与液化剂苯酚的摩尔比例为１．８－２．１，４２％氢氧化钠与液化剂苯酚的摩尔比为０．５－０．７， 在上述合成反应中，均加入适量的水调节固体含量和使反应不至于过度剧烈； （２）秸秆刨花板的制备 ①切段：将秸秆除尘后，剪切成１５－１５０毫米长的草段； ②揉搓：将草段经揉切加工或冷磨加工，揉搓成长厚比为１００比１至１００比５的丝状秸秆碎料； ③改性处理：使用０．５－３％的氢氧化钠溶液、０．５－１．５％的有机酸、３－５％的ＣＨ↓［３］Ｓｉ（ＯＨ）↓［３］有机硅溶液或１－３％的硅烷偶联剂溶液，以溶液与秸杆质量比１至２比１的比例，将溶液喷洒到秸杆表面，封闭陈放８－１０小时后，干燥至含水率为６－１４％的改性丝状秸秆碎料； ④施胶：将９重量份的改性丝状秸秆碎料和１重量份的木工碎刨花混合，加入改性丝状秸秆碎料和木工碎刨花总重量１０－１２％的树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂和占树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂总量３－７％的硅烷偶联剂，均匀拌胶； 或将占树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂总量３－７％的硅烷偶联剂加入到９重量份的改性丝状秸秆碎料和１重量份的木工碎刨花中混合，并同时将改性丝状秸秆碎料和木工碎刨花总重量１０－１５％的树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂喷撒到改性丝状秸秆碎料和木工碎刨花中； ⑤热压成型：将施胶后的丝状秸秆碎料和木工碎刨花铺装成板坯，密度０．７－０．８ｇ／ｃｍ↑［３］，预压后进行热压，在温度１５０－１７０℃、单...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：时君友，温明宇，
申请(专利权)人：北华大学，
类型：发明
国别省市：22[]
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