一种农作物秸秆制作板材的热压工艺制造技术

一种农作物秸秆制作板材的热压工艺，对板坯进行的热压过程分为压缩、成型和回火处理三个阶段，其中，在成型阶段中的成型压力设定值低于在压缩阶段中的压缩压力设定值，在回火处理阶段中的回火压力设定值再次升高，但处于成型压力设定值与压缩压力设定值之间。本发明专利技术采用压缩、成型和回火处理三个处理阶段，其中，回火阶段类似于金属加工中的回火处理，使板材的应力分布更加均匀，减小板材的变形，可以提高成品精度和合格率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农作物秸秆制作板材方法中的热压工艺，尤其是涉及一种热压过程中变压可控的热压工艺。
技术介绍
随着木材资源的匮乏和环境保护的要求，以木材为原料的板材价格越来越昂贵，且各国相继出台一系列的保护森林资源的法律法规，因此寻找新型材料的板材来替代木质人造板材成为板材市场图生存、求发展的当然之选。而农作物秸秆以其作为农业生产的副产品、产量大，且纤维素和木素含量较高，而成为替代木质人造板材的首选材料，这样不但可以"价廉物美、变废为宝"，而且可以减少秸秆焚烧、减少森林砍伐、避免室内甲醛污染、提高人民生活质量。因为农作物秸秆因其固有的特性，例如纤维短、非纤维细胞多、碎料难以压縮、导热系数低于木材等因素，造成对农作物板材的加工难度远远大于木质人造板材的加工难度，从而造成目前加工出来的农作物秸秆板材不但成本高而且只能是低端的碎料板，尚不能制造出优质、高端的中高密度板材。根据目前的技术，以农作物秸秆作为原料制作板材的工艺步骤一般包括原料分类，原料初处理，刨花制备(原料粉碎)，拌胶，铺装，热压，前处理和成品处理。其中，影响制成品板材质量的因素有很多，但是发展到现在，热压工艺已经成为制约农作物秸秆板材质量的一个瓶颈。参见图l，目前采用的热压工艺，大致可以分为三个阶段，分别为板坯压縮阶段A、 PMDI (异氰酸酯胶)反应固化阶段B和低压排汽阶段D。如中国专利号为CN200410065859.7 、 CN200610045348.8 、 CN200710020632.4 、CN200710135199.9号专利记载的加工方法中，热压工艺基本均是采用上述的三阶段法。但是，该热压工艺存在很多缺陷 一是制造出来的板材的强度不高，应力分布不均匀，板材容易发生变形，成品精度和合格率低；二是整个热压时间长，从而导致生产效率低；三是板坯往往会出现"炸板"或产生鼓泡，从而导致产品合格率下降、成本提高。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术的缺陷，对农作物秸秆制板方法中关键的热压工艺步骤进行了新的设计，从而克服了现有热压工艺的缺陷、使得板材的应力分布更加均匀、縮短整个加工时间、降低成本、提高了产品质量。按照本专利技术提供的一种农作物秸秆制作板材的热压工艺，对板坯进行的热压过程分为压縮、成型和回火处理三个阶段，其中，在成型阶段中的成型压力设定值低于在压縮阶段中的压縮压力设定{直，在回火处理阶段中的回火压力设定值再次升高，但处于成型压力设定值与压縮压力设定值之间。按照本专利技术提供的一种农作物秸秆制作板材的热压工艺更具体说还具有如下技术特征-所述成型阶段中的成型压力设定值的曲线成阶梯状。在所述压縮阶段中施加于板坯上的压縮压力设定值为2. lMPa —4.0MPa，板坯被压縮至设定的厚度，在此阶段对板坯进行加热，致使所述板坯芯层温度达到设定值后切换至所述的成型阶段。在所述成型阶段中施加于板坯上的成型压力设定值为O. 5MPa —2. 0MPa，该阶段中施加给板坯的成型压力设定值小于在压縮阶段中的压縮压力设定值，在此阶段中降低施加在板坯上的温度，当所述板坯的芯层反应固化后，切换至所述回火处理阶段。在所述回火处理阶段中施加于板坯上的回火压力设定值为O. 6MPa—2. 5MPa，该阶段中施加给板坯的回火压力设定值处于成型阶段的成型压力设定值与压縮阶段的压縮压力设定值之间，在此阶段中施加在板坯上的温度再次升高，达到整个热压周期工艺所设定时间、板材芯层蒸汽压力小于所述板材内结合强度时打开所述压机，完成整个热压工艺。基于所制作板材的厚度， 一个热压周期时间的设定值按10 25秒/毫米计算。所述压縮阶段的压縮温度设定值为170。C 24(rC。所述成型阶段的成型温度设定值为8(TC 16(rC。所述回火处理阶段的回火温度设定值为13(TC 18(TC。所述成型温度设定值与所述压縮温度设定值之间的温差在io-c —150 。C。按照本专利技术提供的一种农作物秸秆制作板材的热压工艺主要有益效果如下1、 本专利技术采用压縮、成型和回火处理三个处理阶段，其中，回火阶段类似于金属加工中的回火处理，使板材的应力分布更加均匀，减小板材的变形，可以提高成品精度和合格率。2、 本专利技术无传统制板工艺的蒸汽释放阶段工艺设计，并不是通过排放蒸气来释放板坯芯层蒸气压力，而是通过调节施加在板坯上的加热温度来降低板坯芯层的蒸气压力，因此，热压后的板材仍然具有较高的含水率，从而克服了中高密度板的含水率问题，消除了含水率对中高密度板和厚度板所带来的制约，提高成品板材含水率的同时加工出合格的中高密度板和/或厚度板，使得农作物秸秆板材真正可以替代中高端优质木质人造板材。3、 本专利技术采用压縮和成型而无蒸汽释放阶段工艺设计，可以提高加热速度并大大降低整个热压工艺的时间，还可以减少胶粘剂的使用量、节约成本。4、 本专利技术通过调节施加在板坯上的温度和压力，以此来降低板坯芯层的蒸气压力，因此，本专利技术无传统的蒸汽释放阶段工艺设计，能解决板材制作过程中的爆板和鼓泡问题，并节省时间、提高成品率和加工效率。附图说明-图l是现有技术中热压工艺的压力和温度与时间之间的曲线趋势图。图2是本专利技术的热压工艺中的压力和温度与时间之间的曲线趋势图。图3是本专利技术的压縮阶段中板坯的结构及热传导方向示意图。图4是本专利技术的成型阶段中板坯的结构及热传导方向示意图。图5是本专利技术的回火处理阶段中板坯的结构及热传导方向示意图。具体实施例方式参见图2，在本专利技术给出的利用农作物秸秆制作板材的热压工艺，对板坯进行的热压过程分为压縮、成型和回火处理三个阶段，其中，在成型阶段中的成型压力设定值低于在压縮阶段中的压縮压力设定值，在回火处理阶段中的回火压力设定值再次升高，但处于成型压力设定值与压縮压力设定值之间。本专利技术的热压工艺摒弃了传统工艺中的排汽阶段，而是增加了回火处理阶段，通过调整施加在板材上的压力和温度降低板坯芯层的蒸气压力，克服了农作物作为原料制作板材所受到的密度瓶颈和强度瓶颈。解决了热压后板材含水率过低导致板材质量下降的问题。使得板坯的应力分布更加均匀，不易发生变形。其中，附图2中各标记说明及相关参数范围如下整个热压周期的时间根据制板用的农作物秸秆原料、原料含水率、 施胶量以及所制造的秸秆板密度、板厚等不同而不同， 一个热压周期时间根据板厚按10 25秒/毫米之间的一工艺设定值计算，这一数值即为热 压板的热压速率。图2中的P1、 P2、 P3、 P4为一个热压周期中不同阶段面压力设定值(单 位压力设定值)，同样根据制板用的农作物秸秆原料、原料含水率、施 胶量以及所制造的秸秆板密度等不同而不同，其中，压縮阶段施加于板 坯上的最高压縮压力设定值段P1值范围为2. 1 4.0MPa。在所述成型阶 段中施加于板坯上的成型压力设定值P2、 P3范围为0.5MPa—2.0MPa。在 所述回火处理阶段中施加于板坯上的回火压力设定值P4范围为0. 6MPa— 2.5MPa。其中，所述成型阶段中的成型压力设定值的曲线成阶梯状，即 在成型阶段可以设置多个压力设定值，使施加在板材上的压力逐步的降 低，提高板材的成型质量。图2中的T1、 T2、 T3为一个热压周期中不同阶段压机的热压板温度， 压机的热压板温度即为每个阶段时所需温度。其中，Tl为压縮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农作物秸秆制作板材的热压工艺，其特征在于：对板坯进行的热压过程分为压缩、成型和回火处理三个阶段，其中，在成型阶段中的成型压力设定值低于在压缩阶段中的压缩压力设定值，在回火处理阶段中的回火压力设定值再次升高，但处于成型压力设定值与压缩压力设定值之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏定权，薛村禾，
申请(专利权)人：富朗投资管理集团香港有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]