CN102501285B - 一种采用玉米秸秆皮制备复合地板基材的方法 - Google Patents
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Abstract
一种采用玉米秸秆皮制备复合地板基材的方法，它涉及一种复合地板基材的制备方法。本发明要解决现有制备的微米级长薄片刨花轻质人造板存在内结合强度低，静曲强度低，弹性模量低，吸水厚度膨率低的问题。方法：首先对玉米秸秆进行初步皮瓤分离，再进行机械破碎并筛选，然后采用逐级筛分风选技术再次进行皮瓤分离，即得到玉米秸秆皮碎料，然后将改性异氰酸酯胶均匀喷洒到玉米秸秆皮碎料上，并铺装成厚度均匀板坯，进行板坯预压处理，再将预压处理的板坯热压处理得到玉米秸秆皮板，最后经陈放处理后即得到复合地板基材。本发明主要用于采用玉米秸秆皮制备复合地板基材。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合地板基材的制备方法。
背景技术
我国是世界上木材资源相对短缺的国家，森林覆盖率只相当于世界平均水平的3/5，人均森林面积不到世界平均水平的1/4。随着木材消费量的不断增加，供需矛盾日益突出。现有的复合地板基材其主要来源就是木材，木材虽然是可再生资源，但是由于生长周期长，严重的制约了木材的来源，因此木材消费量的不断增加同时，木材的价格逐年上涨，增加了复合地板基材的制备成本；而且这样大量的木材消耗必然会破坏更多的森林；而我国是一个农业大国，仅各类农作物秸秆一项就达7亿t以上，其中玉米秸秆产量约2.5亿t。这巨大的资源除被用作生活能源外，大部分或弃之于田，或就地焚烧，利用率过低，开发利用农作物秸秆资源，不但可以减少林木采伐，而且还可改善生态环境，形成农业的良性循环，促进高效农业的可持续性发展。因此现有制备复合地板基材的技术存在成本高、原材料短缺的问题。
在《一种微米级长薄片刨花轻质人造板的制备方法》（申请号：201010263284.5），但是根据该专利说明书第5页表1记载内容可知，该专利制备的微米级长薄片刨花轻质人造板的内结合强度为0.43MPa，静曲强度为14.1MPa，弹性模量为2170MPa，吸水厚度膨率为2.8%；所以现有制备的微米级长薄片刨花轻质人造板存在内结合强度低，静曲强度低，弹性模量低，吸水厚度膨率低的问题。
发明内容
本发明要解决现有制备的微米级长薄片刨花轻质人造板存在内结合强度低，静曲强度低，弹性模量低，吸水厚度膨率低的问题，而提供一种采用玉米秸秆皮制备复合地板基材的方法。
一种采用玉米秸秆皮制备复合地板基材的方法，具体是按以下步骤完成的：一、皮瓤分离：首先对玉米秸秆进行初步皮瓤分离，得到玉米秸秆皮原料，再将得到的玉米秸秆皮原料进行机械破碎，并选用目数为10～60目、含水率在8%～15%之间的初选碎料备用，然后在97℃～103℃的温度下将初选碎料烘干至含水率为2%～4%，然后采用逐级筛分风选技术再次进行皮瓤分离，最后将采用逐级筛分风选技术得到不同目数的皮碎料混合均匀即为玉米秸秆皮碎料；二、喷胶搅拌：首先将改性异氰酸酯胶和质量浓度为15%～25%的氯化铵溶液混合均匀，然后均匀的喷洒到步骤一获得的玉米秸秆皮碎料上，得到混合物；三、铺装、预压：将步骤二得到的混合物铺装成厚度均匀板坯，然后在室温的条件下，以2.0MPa～3.0MPa的压力下预压处理20s～30s，即得到预处理后的板材；四、热压处理：在温度为140℃～160℃的条件下，将经步骤三得到的板材以2.0MPa～4.0MPa的压力下热压处理3min～5min，即得到成型板材；五、陈放：将步骤四制备的成型板材在室温条件下陈放24h～36h，得到复合地板基材；步骤二中所述的改性异氰酸酯胶与步骤一制备的碎料的质量比为1:(6～8)；步骤二中所述质量浓度为15%～25%的氯化铵溶液与改性异氰酸酯胶质量比为(1.0～2.0):100。
本发明的优点：一、本发明以玉米秸秆皮为原料制备复合地板基材，合理的利用废弃农业剩余物资源，即降低了复合地板基材的制备成本，又解决了原材料短缺的问题；二、本发明制备的复合地板基材的密度为0.8g/cm3～1.0g/cm3、静曲强度为26.25MPa～38.49MPa，弯曲弹性模量为2423.37MPa～2981.97MPa，内结合强度为0.85MPa～1.31MPa，吸水厚度膨胀率为8.37%～15.33%，因此各项性能指标均符合地板基材的性能指标。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种采用玉米秸秆皮制备复合地板基材的方法，具体是按以下步骤完成的：
一、皮瓤分离：首先对玉米秸秆进行初步皮瓤分离，得到玉米秸秆皮原料，再将得到的玉米秸秆皮原料进行机械破碎，并选用目数为10～60目、含水率在8%～15%之间的初选碎料备用，然后在97℃～103℃的温度下将初选碎料烘干至含水率为2%～4%，然后采用逐级筛分风选技术再次进行皮瓤分离，最后将采用逐级筛分风选技术得到不同目数的皮碎料混合均匀即为玉米秸秆皮碎料；二、喷胶搅拌：首先将改性异氰酸酯胶和质量浓度为15%～25%的氯化铵溶液混合均匀，然后均匀的喷洒到步骤一获得的玉米秸秆皮碎料上，得到混合物；三、铺装、预压：将步骤二得到的混合物铺装成厚度均匀板坯，然后在室温的条件下，以2.0MPa～3.0MPa的压力下预压处理20s～30s，即得到预处理后的板材；四、热压处理：在温度为140℃～160℃的条件下，将经步骤三得到的板材以2.0MPa～4.0MPa的压力下热压处理3min～5min，即得到成型板材；五、陈放：将步骤四制备的成型板材在室温条件下陈放24h～36h，得到复合地板基材。
本实施方式步骤二中所述的改性异氰酸酯胶与步骤一制备的碎料的质量比为1:(6～8)。
本实施方式步骤二中所述质量浓度为15%～25%的氯化铵溶液与改性异氰酸酯胶质量比为(1.0～2.0):100。
本实施方式以玉米秸秆皮为原料制备复合地板基材，合理的利用废弃农业剩余物资源，即降低了复合地板基材的制备成本，又解决了原材料短缺的问题。
本实施方式制备的复合地板基材的密度为0.8g/cm3～1.0g/cm3、静曲强度为26.25MPa～38.49MPa，弯曲弹性模量为2423.37MPa～2981.97MPa，内结合强度为0.85MPa～1.31MPa，吸水厚度膨胀率为8.37%～15.33%，因此各项性能质指标均符合地板基材的性能指标。
采用下述试验验证发明效果：
一种采用玉米秸秆皮制备复合地板基材的方法，具体是按以下步骤完成的：
一、皮瓤分离：首先对玉米秸秆进行初步皮瓤分离，得到玉米秸秆皮原料，再将得到的玉米秸秆皮原料进行机械破碎，并选用目数为10～60目、含水率在8%～15%之间的初选碎料备用，然后在100℃的温度下将初选碎料烘干至含水率为3.0%，然后采用逐级筛分风选技术再次进行皮瓤分离，最后将采用逐级筛分风选技术得到不同目数的皮碎料混合均匀即为玉米秸秆皮碎料；二、喷胶搅拌：首先将改性异氰酸酯胶和质量浓度为20%的氯化铵溶液混合均匀，然后均匀的喷洒到步骤一获得的玉米秸秆皮碎料上，得到混合物；三、铺装、预压：将步骤二得到的混合物铺装成厚度均匀板坯，然后在室温的条件下，以2.5MPa的压力下预压处理25s，即得到预处理后的板材；四、热压处理：在温度为150℃的条件下，将经步骤三得到的板材以3MPa的压力下热压处理4min，即得到成型板材；五、陈放：将步骤四制备的成型板材在室温条件下陈放30h，得到复合地板基材。
本试验步骤一中所述的玉米秸秆为在气干状态下陈放6个月的成熟玉米秸秆。
本试验步骤二中所述的改性异氰酸酯胶与步骤一制备的碎料的质量比为1:7。
本试验步骤二中所述质量浓度为20%的氯化铵溶液与改性异氰酸酯胶质量比为(1.5):100。
本试验步骤二中所述的改性异氰酸酯胶是由70份的改性脲醛胶和30份的异氰酸酯胶混合制成；所述的改性脲醛胶由尿素和甲醛按质量比1:1.3混合而成，且改性脲醛胶的固体含量为58%；所述的异氰酸酯胶的固体含量为85%。
本试验所述的逐级筛分风选技术具体操作步骤如下：首先将干燥后含水率为3%的初选的10目～60目的碎料依次采用20目、30目、40目和50目的筛子进行筛分，对各筛分好的碎料进行风选，即得到风选后不同目数的外皮碎料，最后将风选出来的各组外皮碎料混合均匀得到最终试验用料。
对本试验制备的复合地板基材进行性能检测，得到的数据如下：
内结合强度为1.34MPa，静曲强度为41.12MPa，弹性模量为3664.05MPa，吸水厚度膨率为9.66%，含水率为4.96%，密度为0.85g/cm3，板内密度偏差为3.56%。
通过上述检测的结果可知本试验制备的复合地板基材各项性能完全符合地板基材的性能指标。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一中所述的玉米秸秆为在气干状态下陈放4～8个月的成熟玉米秸秆。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤二中所述的改性异氰酸酯胶是由50～90份的改性脲醛胶和10～50份的异氰酸酯胶混合而成；所述的改性脲醛胶由尿素和甲醛按质量比1:(1～1.5)混合而成，且改性脲醛胶的固体含量为55%～60%；所述的异氰酸酯胶的固体含量为80%～90%。其它与具体实施方式一或二相同。
异氰酸酯胶粘剂中含有极强活性基团异氰酸根(-NCO)，能与玉米秸秆外皮纤维素等存在羟基的成分发生反应，产生强度高，对酸、碱及水有较好稳定性的结合键。而加入脲醛胶，由于其在相同的固体含量时液体胶量较大，即可减少异氰酸酯胶的用量，还可以解决在异氰酸酯胶单胶种制板时由于用量少、相对的液体胶量太少、施胶不均匀、难以覆盖全部秸秆碎料，致使出现漏胶的问题。因此本实施方式采用两种胶液混合制成改性异氰酸酯胶使用，实现互补，而且降低成本、提高产品性能的作用。
Claims (1)
1.一种采用玉米秸秆皮制备复合地板基材的方法，其特征在于采用玉米秸秆皮碎料制备复合地板基材是按以下步骤完成的：
一、皮瓤分离：首先对玉米秸秆进行初步皮瓤分离，得到玉米秸秆皮原料，再将得到的玉米秸秆皮原料进行机械破碎，并选用目数为10～60目、含水率在8%～15%之间的初选碎料备用，然后在100℃的温度下将初选碎料烘干至含水率为3.0%，然后采用逐级筛分风选技术再次进行皮瓤分离，最后将采用逐级筛分风选技术得到不同目数的皮碎料混合均匀即为玉米秸秆皮碎料；二、喷胶搅拌：首先将改性异氰酸酯胶和质量浓度为20%的氯化铵溶液混合均匀，然后均匀的喷洒到步骤一获得的玉米秸秆皮碎料上，得到混合物；三、铺装、预压：将步骤二得到的混合物铺装成厚度均匀板坯，然后在室温的条件下，以2.5MPa的压力下预压处理25s，即得到预处理后的板材；四、热压处理：在温度为150℃的条件下，将经步骤三得到的板材以3MPa的压力下热压处理4min，即得到成型板材；五、陈放：将步骤四制备的成型板材在室温条件下陈放30h，得到复合地板基材；
步骤一中所述的玉米秸秆为在气干状态下陈放6个月的成熟玉米秸秆；
步骤二中所述的改性异氰酸酯胶与步骤一制备的碎料的质量比为1:7；
步骤二中所述质量浓度为20%的氯化铵溶液与改性异氰酸酯胶质量比为(1.5):100；
步骤二中所述的改性异氰酸酯胶是由70份的改性脲醛胶和30份的异氰酸酯胶混合制成；所述的改性脲醛胶由尿素和甲醛按质量比1:1.3混合而成，且改性脲醛胶的固体含量为58%；所述的异氰酸酯胶的固体含量为85%；
步骤一中所述的逐级筛分风选技术具体操作步骤如下：首先将干燥后含水率为3%的初选的10目～60目的碎料依次采用20目、30目、40目和50目的筛子进行筛分，对各筛分好的碎料进行风选，即得到风选后不同目数的外皮碎料，最后将风选出来的各组外皮碎料混合均匀得到最终试验用料。
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