高强度环保型瓦楞纸板制造技术

本发明专利技术包括一种高强度轻质瓦楞纸板。所述瓦楞纸板包括一由大豆蛋白基树脂制成的第一薄板和一层或多层植物基纤维的薄板。所述第一薄板连接于一波状组件。本发明专利技术的一个方面，还提供了一种生产高强度瓦楞纸板的方法。

【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生物可降解的并且不含甲醛的瓦楞纸板，尤其涉及一种具有基于 大豆黏合体系的瓦楞纸板。
技术介绍
脲甲醛(脲醛)树脂被广泛用作定向刨花板和刨花板的粘合剂。这些甲醛树脂价 格低廉，无色，并且能够很快凝固形成刚性聚合物。尽管甲醛树脂非常有效，但是定向刨花 板和刨花板常常是低质量的代名词。低质量问题中值得关注的是，当暴露于水或热和潮湿 条件下时这些复合物的降解比率。甲醛树脂黏合的木制产品还存在另一严重的缺点木制产品会缓慢地向周围 环境释放甲醛。甲醛是一种众所周知的致癌物质，同时也是被称作Volatile Organic Compounds(VOCs)系列化合物中一种。出于环保、健康以及木制品甲醛散发监管标准的需 要，对不同的不含甲醛的粘合剂存在着持续不断的需求。最近一个或多个州的立法中，已经 开始禁止或者严格限制在家具和建筑材料中使用甲醛。大量不含甲醛的化合物已经被研制出来作为木制品的粘合剂。美国专利 4，395，504披露了一种在碎木板生产过程中使用的无甲醛粘合剂，该粘合剂由尿素与乙二 醛的反应而得到。但是这种粘合剂凝固速率过慢，并且凝固需要酸性环境(低PH值)。美国专利5，059，488披露了在尿素循环反应中戊二醛比乙二醛的优势之所在。该 专利披露了使用戊二醛-亚乙基脲树脂生产木制面板。结果显示，这种聚合树脂的凝固速 度快于乙二醛尿素聚合树脂，并且凝固可以在相对较高的pH条件下实现。但是，基于戊二 醛的聚合树脂不够经济可行。美国专利4，692，478披露了一种用于生产刨花板和胶合板的 无甲醛粘合剂，该粘合剂以碳水化合物为原料，如乳清，乳清渗透物，淀粉和糖。合成过程包 括使用无机酸水解碳水化合物，然后使用氨水中和以生成树脂。尽管反应所需的原材料价 格低廉且是可再生的，但是该反应需要在PH值约为0. 5的条件下进行。这种使得处理过程 困难，危险性高且成本昂贵。美国专利6，822，042也披露了一种利用碳水化合物(玉米糖浆)为原料生产的成 本低廉的木材粘合剂。这种粘合剂的优点诸多强劲的粘合力，成本低廉，原材料可再生。 但是，这种粘合剂的使用需要异氰酸盐作为交联剂，异氰酸盐本身具有毒性，因此不能起到 完全替代甲醛的效果。美国专利6，599，455描述了一种用于生产碎木板的不含甲醛的粘合剂，这种粘合 剂包含固化热塑性共聚物和交联剂，其中交联剂选自环氧树脂、异氰酸盐、N-羟甲基以及碳 酸乙烯脂化合物。这种粘合剂在凝固后具有很好的强度和防水性能。但环氧树脂不够经济会使得粘合剂的成本过高。美国专利6，348，530描述了一种用于生产定型木制品的无甲醛粘合剂，该粘合剂 由多胺聚合物和多元羧酸的混合物组成。这种粘合剂的制备过程过于复杂并且不够经济可 行。Purebond 作为一种甲醛替代物而被用于硬木，胶合板，刨花板的制造生产。但是， Purebond 可能也含有有毒的化学物质，如环氧氯丙烷。尽管Purebond 是本领域中的一种 改进，但是从表述上看，它并不能从根本上避免所有的危险以及潜在危险物质，具体可参见 http://www. columbiaforestproducts. com/products/prodpb. aspx。同时也可参见美国专 利 7，252，735。美国专利 7，345，136 (Heartland Resources Technologies)被认为与 H2H 控股公司的产品Soyad 相关。Soyad :被认为包含以树脂形式存在的大豆蛋白，但是它并 没有在使用大豆蛋白的同时避免致癌粘合剂的使用。因此，尽管现有技术对解决尿素甲醛粘合剂的问题做了改进工作，但是仍然需要 研究一种真正无毒的、具有高强度的树脂或者化合物系统，这种化合物系统中不含有任何 甲醛物质或者其他致癌化合物，并且是环境友好的且非常稳固。本领域的目标在于寻找一种树脂，这种树脂能够有效地替代甲醛树脂。还要提供 一种比现有技术中的颗粒板强度更好的板材。最好这种树脂是生物可降解的，原料来源丰 富的，即使不完全是可再生资源，也是环境友好的，并且比现有技术中的颗粒板强度更好。 最好地，家具的板材具有厚实，坚固的轮廓，但同时重量较轻。最好地，这种固化组合物包含 相对高含量的非挥发物质，并且同时这些物质也是稳定的，能快速凝固的，并且在凝固过程 中以及后续过程中不会发出任何有毒气体。最好这些产品在被抛弃时还是对环境无害的。 本专利技术涉及一个或多个前述和其他的目的。
技术实现思路
本专利技术包括一种高强度且轻质的瓦楞纸板。该纸板由大豆蛋白基树脂制得的第一 压缩薄板和一层或多层植物纤维制备的薄板组成。第一层压缩薄板与波浪形组件相连。在 本专利技术的一个实施例中，植物纤维选自以下组合中的一种或多种亚麻，大麻，苎麻，剑麻， 黄麻，木棉，香蕉，菠萝和红麻。在另一个实施例中，本专利技术还包含一第二压缩薄板。可选地， 第二压缩板是由大豆蛋白基树脂和一层或多层植物纤维制备的薄板组成。第一压缩薄板比 第二压缩薄板平坦很多。两层压缩薄板都与波浪形组件相连。在本专利技术的一个实施例中，高强度的瓦楞纸板由大豆蛋白基树脂和一层或多层植 物纤维材质的薄板组成。波浪形组件与第一层相连，连接之处厚度的最大值约为7cm，瓦楞 纸板的最小厚度为1. 8mm，瓦楞纸板的密度小于300kg/m3，ASTM D790的三点弯曲实验表明 瓦楞纸板的强度大于600KPa。术语“瓦楞”指任何相对轻质的材料，这些材料被设计和成型附着于一层或者两层 之间的夹心层，使得相对于单独的薄板，不同层之间会被分开并可增强瓦楞纸板的强度，同 时大幅度降低瓦楞纸板的密度。一种波浪形组件在其中一个实施例中包含凹槽单元。在另 一个实施例中，波浪形组件可包括一系列彼此之间进行周期性粘附的条纹，并且这些条纹 像手风琴一样被拉开以形成如像蜂巢一样的式样。波浪形组件还包括轻型填充物和泡沫， 这些物质能够被设置于两层之间的中间层或夹心层。在一个实施例中，瓦楞纸板相对于制备该瓦楞纸板的单个纸板具有更好的强度性 能。通常，在ASTM D790的ASTM D790三点弯曲实验中，纸板的强度大于约600KPa，或者约 700KPa,或者约800KPa，或者约900KPa或者约IMPa。相对于同样厚度的实心板，瓦楞纸板具有轻质的特性。本专利技术中，纸板的密度小于 约 3kg/m3，约 2. 8kg/m3 或约 2. 7kg/m3。在另一个实施例中，瓦楞由一系列周期或系统分开的固定销或垫片组成。优选地，波浪形组件是生物可降解的、无毒的、环境友好的并且来源于可再生资 源。在一个实施例中，波浪形组件由膨胀的填充物制备，这些填充物由疏松的谷物制得，如 小麦、稻米和玉米。在另一个实施例中，波浪形组件是可形成凹槽单元的纸质产品。本专利技术还提供了一种制备高强度瓦楞纸板的方法。该方法包括提供一系列植物基 纤维的薄板。在一个实施例中，植物纤维选自以下组合中一种或多种亚麻，大麻，高粱，芒 麻，剑麻，黄麻，木棉，香蕉，菠萝及红麻。该方法还包括将大豆基树脂注入前述薄板的步骤。 然后，薄板被单独干燥。在干燥过程中要防止折叠或弯曲这些薄板。然后分别堆叠这些薄 板。堆叠的薄板在温度至少为80°C，压强至少为3MPa，和时间至少为10分钟的条件下被压 缩为第一压缩薄板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度瓦楞纸板，其特征在于包括：一由大豆蛋白基树脂制成的第一薄板和一层或多层植物基纤维的薄板；一连接于所述第一薄板的波浪形组件，其中，所述第一薄板的最大厚度约为７毫米，且所述瓦楞纸板的最小厚度为１．８毫米，所述纸板的密度低于３００ｋｇ／ｍ↑［３］，且在ＡＳＴＭ　Ｄ７９０的ＡＳＴＭ　Ｄ７９０三点弯曲试验中的强度大于６００Ｋｐａ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尼尔耐特瓦利，帕特里克高万，
申请(专利权)人：E二E材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]