CN109702845B - 一种低密度无胶秸秆板、制备方法及其应用 - Google Patents
一种低密度无胶秸秆板、制备方法及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低密度无胶秸秆板，包括秸秆板框架和填充泡沫，秸秆板框架的材料为混合秸秆碎料，混合秸秆碎料包括秸秆碎料和木材纤维，混合秸秆碎料中木材纤维的含量为10‑30％，填充泡沫的材料为高温熔融低密度泡沫，且表面具有若干孔洞；具有轻质、较易降解，且有一定的保温隔热功能，环保，无游离甲醛释放的特点；同时，还公开了其制备方法及应用。
Description
技术领域
本发明属于包装复合材料领域，具体涉及一种低密度无胶秸秆板、制备方法及其应用。
背景技术
现有技术中，低密度纤维板的制造有两种方法，一是直接降低纤维原料的添加量，二是通过直接利用低密度的材料混合一次成型，获得低密度，但是对于直接混入低密度材料而其他步骤皆采用原有传统纤维板的制备方法，会导致板材出板时板坯松软，且热压时泡沫流动往下造成上下表面不均匀，不易形成孔洞结构等。
无胶胶合技术主要用于纤维板制造领域，主要通过湿法纤维中的水分，利用纤维之间的键力产生胶合力，在秸秆制造领域，一般很少应用无胶胶合的方法，其主要原因是秸秆不容易胶合，且无胶胶合过程中的板坯含水率较高，在热压过程中容易产生鼓泡等缺陷，因此，目前对于秸秆板的胶合，主流的粘接方式是通过异氰酸酯粘接，且大多采用干法制造。
目前，现有技术中还未出现将秸秆和木纤维混合，均匀性好，且无胶环保的低密度无胶秸秆板及其制备方法。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种轻质的，较传统的包装材料易降解，可应用于包装材料的低密度无胶秸秆纤维板及其制备方法。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种低密度无胶秸秆板，包括秸秆板框架和填充泡沫，所述秸秆板框架的材料为混合秸秆碎料，所述混合秸秆碎料包括秸秆碎料和木材纤维，所述混合秸秆碎料中木材纤维的含量为10-30％，所述填充泡沫的材料为高温熔融低密度泡沫，且表面具有若干孔洞。
一种低密度无胶秸秆板的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、原料的制备
采用粉碎机对秸秆进行碎料处理，制得20-6目的秸秆碎料，同时采用纤维分离法对木材纤维进行纤维分离，再将分离后的木材纤维进行干燥处理，制得含水率为30％±15％的木材纤维，最后将制得的秸秆碎料和木材纤维进行混料和加湿处理，得到湿度为20-50％的混合秸秆碎料；
步骤S2、混料组坯
将步骤S1中得到的混合秸秆碎料与高温熔融低密度泡沫混合均匀，再进行组坯并进行预压，得到预板坯；
步骤S3、低温压合
对步骤S2中的预板坯进行低温压合，压合温度为90-120℃，压合时间为20-60min，得到低温压合板坯；
步骤S4、高温压合
对步骤S3中的低温压合板坯进行高温压合，压合温度为180-240℃，压合时间为3-20min，压合厚度规为2-6mm，得到低密度无胶秸秆板。
作为进一步改进的技术方案，所述步骤S1中的加湿处理需要持续至少24h。
作为进一步改进的技术方案，所述预板坯的厚度为4-6mm。
作为进一步改进的技术方案，所述高温熔融低密度泡沫采用聚丙烯泡沫颗粒时，所述步骤S3的压合温度为90-110℃，所述步骤S4的压合温度为180-200℃。
作为进一步改进的技术方案，所述高温熔融低密度泡沫采用聚苯乙烯泡沫颗粒时，所述步骤S3的压合温度为110-120℃，压合时间为40-60min，所述步骤S4的压合温度为200-240℃。
一种低密度无胶秸秆板的应用，所述低密度无胶秸秆板用于包装材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供一种低密度无胶秸秆板是将混合木材纤维和高温熔融低密度泡沫的秸秆碎料，首先通过低温压合，在木质部分和秸秆部分建立产生一定的胶接力，并在厚度规的作用下对高温熔融低密度泡沫产生一定的压缩，使得高温熔融低密度泡沫产生反弹从而在纤维板内部形成孔隙，有效降低密度后，再进行高温压合，泡沫进一步融化形成孔洞，融化后的泡沫作为新的胶接材料与木质部分、秸秆部分融合，而整个板坯在厚度规的作用下不再压缩，孔洞能够有效的降低密度，同时增加整个低密度无胶秸秆板的强度。
采用高温熔融低密度泡沫可以同时增强无胶胶合纤维板的物理力学性能和防水性能，此外，由于通常无胶秸秆板的制造过程中，纤维含水率较高，直接热压容易产生鼓泡分层等缺陷，故添加高温熔融低密度泡沫可以增加秸秆板的排水通道，避免鼓泡、分层等缺陷。
本发明提供的一种低密度无胶秸秆板应用于包装材料，具有质量轻，具有一定的保温隔热功能，且具有环境安全，无游离甲醛释放等优点。
附图说明
图1是本发明低密度无胶秸秆板的结构示意图；
图2是本发明的预板坯结构示意图。
附图标记说明：1、混合秸秆碎料；2、高温熔融低密度泡沫的碎料；3、孔洞。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例
实施例1
如图1、2所示，一种低密度无胶秸秆板，包括秸秆板框架和填充泡沫，所述秸秆板框架的材料为混合秸秆碎料1，所述混合秸秆碎料1包括秸秆碎料和木材纤维，所述混合秸秆碎料1中木材纤维的含量为30％，所述填充泡沫的材料为高温熔融低密度泡沫的碎料2，且表面具有若干孔洞3。
一种低密度无胶秸秆板的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、原料的制备
采用粉碎机对秸秆进行碎料处理，制得20目的秸秆碎料，同时采用纤维分离法对木材纤维进行纤维分离，再将分离后的木材纤维进行干燥处理，制得含水率为30％±15％的木材纤维，最后将制得的秸秆碎料和木材纤维进行混料和加湿处理，加湿处理持续24h以上，得到湿度为20％的混合秸秆碎料1；
步骤S2、混料组坯
将步骤S1中得到的混合秸秆碎料1与聚丙烯泡沫颗粒混合均匀，再进行组坯并进行预压，如图2所示，得到厚度为6mm的预板坯；
步骤S3、低温压合
对步骤S2中的预板坯进行低温压合，压合温度为90℃，压合时间为60min，得到低温压合板坯；
步骤S4、高温压合
对步骤S3中的低温压合板坯进行高温压合，压合温度为180℃，压合时间为20min，压合厚度规为2mm，如图1所示，得到低密度无胶秸秆板。
本实施例1制得的低密度无胶秸秆板应用于包装材料。
实施例2
如图1、2所示，一种低密度无胶秸秆板，包括秸秆板框架和填充泡沫，所述秸秆板框架的材料为混合秸秆碎料1，所述混合秸秆碎料1包括秸秆碎料和木材纤维，所述混合秸秆碎料1中木材纤维的含量为10％，所述填充泡沫的材料为高温熔融低密度泡沫的碎料2，且表面具有若干孔洞3。
一种低密度无胶秸秆板的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、原料的制备
采用粉碎机对秸秆进行碎料处理，制得6目的秸秆碎料，同时采用纤维分离法对木材纤维进行纤维分离，再将分离后的木材纤维进行干燥处理，制得含水率为30％±15％的木材纤维，最后将制得的秸秆碎料和木材纤维进行混料和加湿处理，加湿处理持续24h以上，得到湿度为20％的混合秸秆碎料1；
步骤S2、混料组坯
将步骤S1中得到的混合秸秆碎料1与聚丙烯泡沫颗粒混合均匀，再进行组坯并进行预压，如图2所示，得到厚度为4mm的预板坯；
步骤S3、低温压合
对步骤S2中的预板坯进行低温压合，压合温度为110℃，压合时间为20min，得到低温压合板坯；
步骤S4、高温压合
对步骤S3中的低温压合板坯进行高温压合，压合温度为200℃，压合时间为3min，压合厚度规为6mm，如图1所示，得到低密度无胶秸秆板。
本实施例2制得的低密度无胶秸秆板应用于包装材料。
实施例3
如图1、2所示，一种低密度无胶秸秆板，包括秸秆板框架和填充泡沫，所述秸秆板框架的材料为混合秸秆碎料1，所述混合秸秆碎料1包括秸秆碎料和木材纤维，所述混合秸秆碎料1中木材纤维的含量为10％，所述填充泡沫的材料为高温熔融低密度泡沫，且表面具有若干孔洞。
一种低密度无胶秸秆板的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、原料的制备
采用粉碎机对秸秆进行碎料处理，制得6目的秸秆碎料，同时采用纤维分离法对木材纤维进行纤维分离，再将分离后的木材纤维进行干燥处理，制得含水率为30％±15％的木材纤维，最后将制得的秸秆碎料和木材纤维进行混料和加湿处理，加湿处理持续至少24h，得到湿度为20％的混合秸秆碎料1；
步骤S2、混料组坯
将步骤S1中得到的混合秸秆碎料1与聚苯乙烯泡沫颗粒混合均匀，再进行组坯并进行预压，如图2所示，得到厚度为5mm的预板坯；
步骤S3、低温压合
对步骤S2中的预板坯进行低温压合，压合温度为110℃，压合时间为60min，得到低温压合板坯；
步骤S4、高温压合
对步骤S3中的低温压合板坯进行高温压合，压合温度为200℃，压合时间为20min，压合厚度规为2mm，如图1所示，得到低密度无胶秸秆板。
本实施例3制得的低密度无胶秸秆板应用于包装材料。
实施例4
如图1、2所示，一种低密度无胶秸秆板，包括秸秆板框架和填充泡沫，所述秸秆板框架的材料为混合秸秆碎料1，所述混合秸秆碎料1包括秸秆碎料和木材纤维，所述混合秸秆碎料1中木材纤维的含量为30％，所述填充泡沫的材料为高温熔融低密度泡沫，且表面具有若干孔洞。
一种低密度无胶秸秆板的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、原料的制备
采用粉碎机对秸秆进行碎料处理，制得20目的秸秆碎料，同时采用纤维分离法对木材纤维进行纤维分离，再将分离后的木材纤维进行干燥处理，制得含水率为30％±15％的木材纤维，最后将制得的秸秆碎料和木材纤维进行混料和加湿处理，加湿处理持续至少24h，得到湿度为20％的混合秸秆碎料1；
步骤S2、混料组坯
将步骤S1中得到的混合秸秆碎料1与聚苯乙烯泡沫颗粒混合均匀，再进行组坯并进行预压，如图2所示，得到厚度为4mm的预板坯，；
步骤S3、低温压合
对步骤S2中的预板坯进行低温压合，压合温度为120℃，压合时间为40min，得到低温压合板坯；
步骤S4、高温压合
对步骤S3中的低温压合板坯进行高温压合，压合温度为240℃，压合时间为3min，压合厚度规为6mm，如图1所示，得到低密度无胶秸秆板。
本实施例4制得的低密度无胶秸秆板应用于包装材料。
效果例
以上实施例1-4所制得的低密度无胶秸秆板以及对照组所采用的普通无胶秸秆板的平均性能测试结果如下：
表1无胶秸秆板的平均性能测试结果
| 密度/g/cm<sup>3</sup> | 静曲强度/MPa | 吸水厚度膨胀率/％ | 导热系数/W/(m·K) | |
| 实施例1 | 0.4 | 16.3 | 8.6 | 0.30 |
| 实施例2 | 0.4 | 12.6 | 13.4 | 0.28 |
| 实施例3 | 0.4 | 15.4 | 9.6 | 0.27 |
| 实施例4 | 0.4 | 17.3 | 10.4 | 0.32 |
| 对照组 | 0.7 | 14.2 | 30.4 | 0.38 |
由表1可以看出，实施例1-4所制得的低密度无胶秸秆板与普通无胶秸秆板相比，密度低、静曲强度相当，吸水厚度膨胀率低，导热系数低，由此推断出，实施例1-4所制得的低密度无胶秸秆板较普通无胶秸秆板，具有密度低，物理力学性能稳定，防水性能好，保温性能好的特点。由此可见，本发明提供的低密度无胶秸秆板应用于包装材料，匹配性好，并且具有广阔的推广前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种低密度无胶秸秆板的制备方法，其特征在于，所述低密度无胶秸秆板包括秸秆板框架和填充泡沫，所述秸秆板框架的材料为混合秸秆碎料，所述混合秸秆碎料包括秸秆碎料和木材纤维，所述混合秸秆碎料中木材纤维的含量为10-30％，所述填充泡沫的材料为高温熔融低密度泡沫，且表面具有若干孔洞；
所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1、原料的制备
采用粉碎机对秸秆进行碎料处理，制得20-6目的秸秆碎料，同时采用纤维分离法对木材纤维进行纤维分离，再将分离后的木材纤维进行干燥处理，制得含水率为30％±15％的木材纤维，最后将制得的秸秆碎料和木材纤维进行混料和加湿处理，所述加湿处理需持续至少24h，得到湿度为20-50％的混合秸秆碎料；
步骤S2、混料组坯
将步骤S1中得到的混合秸秆碎料与高温熔融低密度泡沫混合均匀，再进行组坯并进行预压，得到厚度为4-6mm的预板坯；
步骤S3、低温压合
对步骤S2中的预板坯进行低温压合，压合温度为90-120℃，压合时间为20-60min，得到低温压合板坯；
步骤S4、高温压合
对步骤S3中的低温压合板坯进行高温压合，压合温度为180-240℃，压合时间为3-20min，压合厚度规为2-6mm，得到低密度无胶秸秆板。
2.根据权利要求1所述的一种低密度无胶秸秆板的制备方法，其特征在于，所述高温熔融低密度泡沫采用聚丙烯泡沫颗粒时，所述步骤S3的压合温度为90-110℃，所述步骤S4的压合温度为180-200℃。
3.根据权利要求1所述的一种低密度无胶秸秆板的制备方法，其特征在于，所述高温熔融低密度泡沫采用聚苯乙烯泡沫颗粒时，所述步骤S3的压合温度为110-120℃，压合时间为40-60min，所述步骤S4的压合温度为200-240℃。
4.基于权利要求1所述的一种低密度无胶秸秆板的制备方法的应用，其特征在于，所述低密度无胶秸秆板用于包装材料。
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