CN109049263A - 一种农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将麻作物茎秆粉碎，加入重量为麻作物茎秆的3％～8％的第一聚合MDI胶以及重量为麻作物茎秆的3％～5％的无甲醛改性剂搅拌混合；步骤二，将棉花茎秆粉碎，加入重量为棉花茎秆的2％～6％的第二聚合MDI胶以及重量为棉花茎秆的2％～5％的无甲醛改性剂搅拌混合；步骤三，将搅拌混合后的棉花茎秆作为芯层、麻作物茎秆作为面层，分层铺装成板坯；步骤四，将板坯压制成型，再经后处理制得人造板。

Description

一种农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法
技术领域
本发明涉及无甲醛人造板技术领域，特别涉及一种棉花茎秆作为面层、麻作物茎秆作为芯层的无甲醛人造板的制造方法。
背景技术
传统人造板使用木材为原料制成，比如胶合板、纤维板、刨花板、细木工板、定向结构板等。随着经济发展，人们对木材需求剧增，大规模砍伐树木使得生态环境受到严重破坏，也导致木材资源锐减，影响人造板的原料来源。为此，通过寻求其它天然纤维材料来替代木材制造人造板是一种发展趋势。目前，已经有使用小麦秸秆制人造板、玉米秸秆制人造板等，但是这种单一原料制造的人造板存在施胶量大、成本高的问题，影响了此类人造板大规模产业化应用。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法。
本发明提供的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，具有这样的特征，包括以下步骤：
步骤一，将麻作物茎秆粉碎，加入重量为麻作物茎秆的3％～8％的第一聚合MDI胶以及重量为麻作物茎秆的3％～5％的无甲醛改性剂搅拌混合，得到麻秆混合物；
步骤二，将棉花茎秆粉碎，加入重量为棉花茎秆的2％～6％的第二聚合MDI胶以及重量为棉花茎秆的2％～5％的无甲醛改性剂搅拌混合，得到棉秆混合物；
步骤三，将搅拌混合后的棉花茎秆作为芯层、麻作物茎秆作为面层，按照面层、芯层、面层分层铺装成板坯；
步骤四，将板坯压制成型，再经后处理制得人造板。
上述步骤一和步骤二可同步进行。
在本发明提供的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中麻作物茎秆粉碎至50～70目细度，步骤二中棉花茎秆粉碎至10～40目细度，第一聚合MDI胶的施胶量大于第二聚合MDI胶的施胶量。
在本发明提供的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中麻作物茎秆先经过粗粉碎，再干燥至含水量9％～17％，然后进行细粉碎至50～70目；步骤二中棉花茎秆先经过粗粉碎，再干燥至含水量7％～12％，然后进行细粉碎至10～40目。
在本发明提供的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法中，还可以具有这样的特征：其中，麻作物茎秆优选自红麻茎秆、黄麻茎秆、汉麻茎秆、亚麻茎秆中的任意一种或几种的混合物。
在本发明提供的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法中，还可以具有这样的特征：其中，第一聚合MDI胶由包含以下质量百分比的物质制备而成：
在本发明提供的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法中，还可以具有这样的特征：其中，第二聚合MDI胶由包含以下质量百分比的物质制备而成：
在本发明提供的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法中，还可以具有这样的特征：其中，多元醇选自乙二醇、1，2-丙二醇、甘油的任意一或几种的混合物；生物质成分优选自大豆粉、小麦粉、玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的任意一或几种的混合物。
在本发明提供的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法中，还可以具有这样的特征：其中，无甲醛改性剂包含有以下组分的物质：
在本发明提供的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法中，还可以具有这样的特征：其中，所述丙烯酸酯优选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸乙酯中的任意一种或几种的混合物；所述碱金属填充料优选自硅酸钙、硅酸钠中的任意一种或两种的混合物；所述纳米氧化物为纳米氧化锌、纳米二氧化钛中的一种或两种的混合物。
在本发明提供的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤四具体包括以下步骤：步骤4-1，在常温、250～500kN/m2压力条件下采用滚筒式预压机对板坯进行连续预压；步骤4-2，预压后的板坯送入分层热压机，在150～180℃温度、2400～3500kN/m2压力的条件下热压2～8min固化成毛板；步骤4-3，热压后的毛板依次进行锯切、冷却、养生、砂光，从而得到成品人造板。
本发明的作用与效果：
本发明农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法充分利用了麻作物茎秆和棉花茎秆的原料特性，结合特定的工艺过程，将两者粉碎成不同的细度，分别与聚合MDI胶和无甲醛改性剂相搅拌混合，并将麻作物茎秆作为面层、棉花茎秆作为芯层，使得板坯在常温态的预压成型强度增强，便于使用连续预压方式生产，提高效率，制得的成型板性能优良，达到甚至超过木材人造板的质量，便于广泛使用。
本发明农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法中所采用的聚合MDI胶和无甲醛改性剂都不含甲醛，这样制得的人造板不存在释放甲醛危害人体健康的问题。
茎秆经过粗粉碎和细粉碎，并且严格控制其含水率，充分粉碎得到适宜细度，充分增加了茎秆与无甲醛改性剂以及聚合MDI胶的接合面积。芯层棉花茎秆和面层麻作物茎秆施胶量不同，这样的施胶方式使得无甲醛改性剂以及聚合MDI胶的用量远远低于常用量也可达到粘结强度要求。
聚合MDI胶中二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯在热压温度下与茎秆木质素、纤维素等成分发生交联反应，使得板坯更好成型。聚合MDI胶中采用了大豆粉等生物质成分与无甲醛改性剂中聚乙烯醇发生交联反应，生物质成分绿色无毒，改善糊化效果、胶粘效果。脂肪酸单甘油酯有助于改善聚合MDI胶的流动性，有助于聚合MDI胶在与茎秆搅拌混合时搅拌均匀充分接触。无甲醛改性剂中的丙烯酸与聚合MDI胶在热压温度下形成的的异氰酸根以及茎秆中的水分反应，形成网状结构提高强度，降低人造板吸水膨胀率。无甲醛改性剂中的采用了碱金属填充料，增加人造板的强度，调节反应酸碱度，提高反应效率。纳米氧化物增加混合料在高温下力学、热学性能，提高胶粘效果，使其具有持久粘接力，另外，纳米氧化物还可起到抑菌防霉的作用，有助于提高人造板的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的实施例中农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法作具体阐述。
<实施例1>
步骤一：将红麻茎秆粉碎先经过粗粉碎，粗碎的茎秆经滚筒式烘干机进行干燥，使其含水率在9％～17％范围内。干燥后的红麻茎秆原料再经过风选等设备去除铁、石块等杂质后进入细粉碎机粉碎至50～70目细度，送入面层料仓。将面层料仓内的红麻茎秆进行称重，并通过水分测试仪测出其含水率后送入到第一搅拌机内，采用PLC控制喷胶装置进行喷胶，根据相应的重量控制喷胶量，喷入重量为红麻茎秆干重的3％的第一聚合MDI胶以及重量为红麻茎秆干重的3％无甲醛改性剂搅拌混合。
步骤二：与步骤一同步进行。将棉花茎秆粉碎先经过粗粉碎，粗碎的茎秆经滚筒式烘干机进行干燥，使其含水率在9％～17％范围内。干燥后的棉花茎秆原料再经过风选等设备去除铁、石块等杂质后进入细粉碎机粉碎至10～40目细度，送入芯层料仓。将芯层料仓内的棉花茎秆进行称重，并通过水分测试仪测出其含水率后送入到第二搅拌机内，采用PLC控制喷胶装置进行喷胶，根据相应的重量控制喷胶量，喷入重量为棉花茎秆干重的2％的第二聚合MDI胶以及重量为棉花茎秆干重的2％的无甲醛改性剂搅拌混合。
步骤三：将搅拌混合后的棉花茎秆作为芯层、红麻茎秆作为面层，由输送机送至不同的铺装机进行分层铺装，在橡胶承重运输带上形成板坯。
步骤四：橡胶承重运输带连同其上的板坯，在常温、300kN/m2压力条件下采用滚筒式预压机进行连续预压，形成较稳定状态板坯。预压后的板坯被橡胶承重运输带送入分层热压机在160℃温度、3500kN/m2压力的条件下热压固化成毛板。热压后的毛板依次进行锯切、冷却、养生、砂光等后处理工艺，得到成型板。
本实施例中使用的第一聚合MDI胶由包含以下质量百分比的物质制备而成：二苯基甲烷二异氰酸酯35％；多苯基多亚甲基多异氰酸酯39.7％；乙二醇12％；1，2-丙二醇7％；甘油6％；大豆粉0.2％；小麦粉0.1％。
第二聚合MDI胶由包含以下质量百分比的物质制备而成：二苯基甲烷二异氰酸酯30.5％；多苯基多亚甲基多异氰酸酯50％；脂肪酸单甘油酯9％；乙二醇3.5％；1，2-丙二醇2％；大豆粉2％；玉米淀粉2％；木薯淀粉1％。
无甲醛改性剂包含有以下组分的物质：丙烯酸酯58％；聚乙烯醇30％；硅酸钙3％；硅酸钠4％；纳米氧化锌5％。
<实施例2>
步骤一：将黄麻茎秆粉碎先经过粗粉碎，粗碎的茎秆经滚筒式烘干机进行干燥，使其含水率在9％～17％范围内。干燥后的黄麻茎秆原料再经过风选等设备去除铁、石块等杂质后进入细粉碎机粉碎至50～70目细度，送入面层料仓。将面层料仓内的黄麻茎秆进行称重，并通过水分测试仪测出其含水率后送入到第一搅拌机内，采用PLC控制喷胶装置进行喷胶，根据相应的重量控制喷胶量，喷入重量为黄麻茎秆干重的5％的第一聚合MDI胶以及重量为黄麻茎秆干重的4％的无甲醛改性剂搅拌混合。
步骤二：与步骤一同步进行。将棉花茎秆粉碎先经过粗粉碎，粗碎的茎秆经滚筒式烘干机进行干燥，使其含水率在9％～17％范围内。干燥后的棉花茎秆原料再经过风选等设备去除铁、石块等杂质后进入细粉碎机粉碎至10～40目细度，送入芯层料仓。将芯层料仓内的棉花茎秆进行称重，并通过水分测试仪测出其含水率后送入到第二搅拌机内，采用PLC控制喷胶装置进行喷胶，根据相应的重量控制喷胶量，喷入重量为棉花茎秆干重的4％的第二聚合MDI胶以及重量为棉花茎秆干重的3％的无甲醛改性剂搅拌混合。
步骤三：将搅拌混合后的棉花茎秆作为芯层、黄麻茎秆作为面层，由输送机送至不同的铺装机进行分层铺装，在橡胶承重运输带上形成板坯。
步骤四：橡胶承重运输带连同其上的板坯，在常温、250kN/m2压力条件下采用滚筒式预压机进行连续预压，形成较稳定状态板坯。预压后的板坯被橡胶承重运输带送入分层热压机在180℃温度、2400kN/m2压力的条件下热压固化成毛板。热压后的毛板依次进行锯切、冷却、养生、砂光等后处理工艺，得到成型板。
本实施例中使用的第一聚合MDI胶由包含以下质量百分比的物质制备而成：二苯基甲烷二异氰酸酯36％；多苯基多亚甲基多异氰酸酯48％；乙二醇11％；玉米淀粉2％；木薯淀粉2％；马铃薯淀粉1％。
第二聚合MDI胶由包含以下质量百分比的物质制备而成：二苯基甲烷二异氰酸酯60％；多苯基多亚甲基多异氰酸酯28％；脂肪酸单甘油酯6％；乙二醇2％；1，2-丙二醇3％；木薯淀粉1％。
无甲醛改性剂包含有以下组分的物质：丙烯酸甲酯20％；丙烯酸乙酯20％；丙烯酸丁酯15％；丙烯酸异辛酯17％；聚乙烯醇26％；硅酸钙0.5％；纳米二氧化钛1.5％。
<实施例3>
步骤一：将黄麻茎秆、汉麻茎秆、亚麻茎秆粉碎先经过粗粉碎，粗碎的茎秆经滚筒式烘干机进行干燥，使其含水率在9％～17％范围内。干燥后的混合麻茎秆原料再经过风选等设备去除铁、石块等杂质后进入细粉碎机粉碎至50～70目细度，送入面层料仓。将面层料仓内的混合麻茎秆进行称重，并通过水分测试仪测出其含水率后送入到第一搅拌机内，采用PLC控制喷胶装置进行喷胶，根据相应的重量控制喷胶量，喷入重量为混合麻茎秆干重的8％的第一聚合MDI胶以及重量为混合麻茎秆干重5％的无甲醛改性剂搅拌混合。
步骤二：与步骤一同步进行。将棉花茎秆粉碎先经过粗粉碎，粗碎的茎秆经滚筒式烘干机进行干燥，使其含水率在9％～17％范围内。干燥后的棉花茎秆原料再经过风选等设备去除铁、石块等杂质后进入细粉碎机粉碎至10～40目细度，送入芯层料仓。将芯层料仓内的棉花茎秆进行称重，并通过水分测试仪测出其含水率后送入到第二搅拌机内，采用PLC控制喷胶装置进行喷胶，根据相应的重量控制喷胶量，喷入重量为棉花茎秆干重的6％的第二聚合MDI胶以及重量为棉花茎秆干重的4％的无甲醛改性剂搅拌混合。
步骤三：将搅拌混合后的棉花茎秆作为芯层、混合麻茎秆作为面层，由输送机送至不同的铺装机进行分层铺装，在橡胶承重运输带上形成板坯。
步骤四：橡胶承重运输带连同其上的板坯，在常温、500kN/m2压力条件下采用滚筒式预压机进行连续预压，形成较稳定状态板坯。预压后的板坯被橡胶承重运输带送入分层热压机在150℃温度、2800kN/m2压力的条件下热压固化成毛板。热压后的毛板依次进行锯切、冷却、养生、砂光等后处理工艺，得到成型板。
本实施例中使用的第一聚合MDI胶由包含以下质量百分比的物质制备而成：二苯基甲烷二异氰酸酯65％；多苯基多亚甲基多异氰酸酯25％；乙二醇3％；1，2-丙二醇5％；玉米淀粉2％。
第二聚合MDI胶由包含以下质量百分比的物质制备而成：二苯基甲烷二异氰酸酯30％；多苯基多亚甲基多异氰酸酯37.5％；脂肪酸单甘油酯7.2％；乙二醇15％；1，2-丙二醇5％；甘油5％；玉米淀粉0.3％。
无甲醛改性剂包含有以下组分的物质：丙烯酸甲酯40％；丙烯酸乙酯10％；丙烯酸异辛酯20％；甲基丙烯酸乙酯10％；聚乙烯醇5％；硅酸钙5％；硅酸钠5％；纳米氧化锌2％；纳米二氧化钛3％。
对实施例1～3制得的成品人造板进行性能测试，测试结果如下表：
上述实施方式为本发明的具体案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将麻作物茎秆粉碎，加入重量为所述麻作物茎秆的3％～8％的第一聚合MDI胶以及重量为所述麻作物茎秆的3％～5％的无甲醛改性剂搅拌混合；
步骤二，将棉花茎秆粉碎，加入重量为所述棉花茎秆的2％～6％的第二聚合MDI胶以及重量为所述棉花茎秆的2％～5％的无甲醛改性剂搅拌混合；
步骤三，将搅拌混合后的所述棉花茎秆作为芯层、所述麻作物茎秆作为面层，按照面层、芯层、面层分层铺装成板坯；
步骤四，将所述板坯压制成型，再经后处理制得人造板。
2.根据权利要求1所述的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于：
其中，步骤一中所述麻作物茎秆粉碎至50～70目细度，步骤二中所述棉花茎秆粉碎至10～40目细度，
所述第一聚合MDI胶的施胶量大于所述第二聚合MDI胶的施胶量。
3.根据权利要求2所述的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于：
其中，步骤一中所述麻作物茎秆先经过粗粉碎，再干燥至含水量9％～17％，然后在进行细粉碎至50～70目；
步骤二中所述棉花茎秆先经过粗粉碎，再干燥至含水量7％～12％，然后在进行细粉碎至10～40目。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于：
其中，所述麻作物茎秆优选自红麻茎秆、黄麻茎秆、汉麻茎秆、亚麻茎秆中的任意一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于：
其中，所述第一聚合MDI胶由包含以下质量百分比的物质制备而成：
6.根据权利要求1所述的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于：
其中，所述第二聚合MDI胶由包含以下质量百分比的物质制备而成：
7.根据权利要求5或6所述的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于：
其中，所述生物质成分优选自大豆粉、小麦粉、玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的任意一或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于：
其中，所述无甲醛改性剂包含有以下组分的物质：
9.根据权利要求8所述的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于：
其中，所述丙烯酸酯优选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸乙酯中的任意一种或几种的混合物，
所述碱金属填充料优选自硅酸钙、硅酸钠中的任意一种或两种的混合物，
所述纳米氧化物为纳米氧化锌、纳米二氧化钛中的一种或两种的混合物。
10.根据权利要求1所述的农作物茎秆混合制无甲醛人造板的制造方法，其特征在于：
其中，步骤四具体包括以下步骤：
步骤4-1，在常温、250～500kN/m2压力条件下采用滚筒式预压机对所述板坯进行连续预压；
步骤4-2，预压后的板坯送入分层热压机，在150～180℃温度、2400～3500kN/m2压力的条件下热压2～8min固化成毛板；
步骤4-3，热压后的所述毛板依次进行锯切、冷却、养生、砂光，从而得到成品人造板。
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