CN1030439C

CN1030439C - 一年生植物复合板及其制造工艺

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Publication number: CN1030439C
Application number: CN 89105035
Authority: CN
Inventors: 杨众达
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-03-16
Filing date: 1989-03-16
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2004-03-16
Also published as: CN1045727A

Abstract

本发明是关于采用植物纤维制造人造板材的工艺方法及该方法制出的板材本身，工艺过程包括植物料加工处理，施加粘接剂，铺装预压，压制成型。其特征是所采用植物料包括水稻、玉米、棉等作物的秸秆、芯、壳、草以及芦苇、毛竹、甘蔗渣、椰髓、茅草等；在物料破碎前先碾压；在烘干前采用化学方法进行旨在进一步破坏其表皮硅质成份，降低含糖量的改性处理。板材的物理力学性能好。

Description

本发明是关于采用植物纤维制造人造板材的工艺方法及该方法制出的板材本身。工艺过程包括植物料加工处理，施加粘接剂，铺装预压，压制成型。

目前，生产人造板的原料仍以木材占绝对优势，然而木材原料短缺的矛盾也已明显，就木材资源来看，已呈衰退趋势，因此这一矛盾会更加突出，用木材生产人造板难以有更大的发展。

近年来，国内外陆续研制出一些以农作物的秸、秆等（如玉米秸、甘蔗渣）取代木材制造人造板的方法，农作物再生期短，资源量巨大，用其以往废弃掉的秸、秆等作生产人造板原料，潜力巨大，但是现有的制板方法各有其不完善之处，如存在着原料品种单一，制造方法粗糙等问题，例，中国专利CN87103594（公告日871125）所描述的“一种用玉米秸秆制造板材的方法”，它仅给出了采用玉米秸制人造板的方法，其工艺过程包括粉碎玉米秸、施拌粘接剂，预压制坯、热压成型。制造过程中没有考虑不利因素：高量糖份及芯存在的问题等，如不加处理，会影响板材的吸水率，强度等物理力学性能，而且粘接剂用量也会大，过多的糖份不降低，则易受菌类侵蚀，发酵影响纤维强度;而芯纤维呈松软絮状结构，质轻、具有多孔性，含水量大，不预处理会影响板材物理力学性能，也会增加粘接剂用量。

本发明的目的在于提供一种原料品种广泛的植物纤维取代木材的人造复合板及其生产工艺，该复合板物理力学性能好。适用广泛。

本发明方法要点在于：

一年生植物复合板制造工艺，包括植物料筛选、植物料破碎、烘干、施加粘接剂，铺装预压，压制成型步骤，其特征是：

1、植物料筛选，包括以下几类：（1）稻草，（2）稻壳，（3）麦秸，（4）含糖量高的带芯植物料，（5）表皮光滑、坚硬的植物料。

2、对筛选的稻草施破碎前，先行碾压、以破坏其表皮硅质成份，毛细管。

3、破碎长度为4-25mm，用70目筛除去微细粉末。

4、改性处理：

（1）、稻草：烘干前均匀喷洒浓度为2-4%的亚硫酸纳，植物料∶亚硫酸钠＝1∶0.06-0.1，用塑料膜覆盖4-8小时后烘干，

（2）、稻壳：碾压破碎后，在烘干过程中，加入亚硫酸钠，植物料∶亚硫酸钠＝1∶0.05，

（3）、麦秸：加入石灰搅拌均匀，植物料∶石灰＝1∶0.2，后用塑料薄膜封盖，保持40-60℃，静放12-24小时，

（4）、含糖量高的植物料如高梁秸、玉米秸、甘蔗渣：破碎后放入蓄池内，然后均匀喷洒化学药剂，封池，保持温度40℃，封存36小时以上时间，化学药剂的配方是，水∶石灰＝5∶1，再加入浓度为0.2%的稀硫酸，用量为水、灰用量的3%，搅拌均匀，

（5）、表皮光滑、坚硬的植物料如芦苇、毛竹等，改性处理方法同（4）。

5、烘干后含水率为3-4%。

6、植物料加入粘结剂等，并搅拌均匀。粘结剂为脲醛树脂，固体含量为60-65%，增加适量的防霉剂、防水剂、阻燃剂和固水剂，植物料∶粘结剂＝1∶0.10-0.18。

7、压制成型，其温度为130-160℃，压力为20-30kg/cm²，时间为12-22分钟。

本发明优点在于：（1）原料来源广泛、成本低;（2）复合板的物理力学性能好（可达如下表1所列指标）;（3）复合板用途广泛，适用包装、装饰、家具、建筑等板材。

表1：本发明复合板物理力学性能指标测试结果。

表一

指标测试结果

容重 550-1000kg/m³

静曲强度 10～19.5MPa

导热系数 0.12～0.193W/（mk）

吸水厚度膨胀 6.3～9.5%

含水率 7～10%

抗拉强度 3.5～8MPa

握钉力 30～50kg

翘曲度对角线最大不超过8mm

抗冻性 15次冻融循环（温-20±3℃）

表面稍有脱落现象，冻后静

曲强度4.4MPa

本发明通过以下实施例能得到进一步说明。

图1是本发明一种工艺流程图。

结合图1，本发明工艺方法一种具体步骤如下：

1、植物料筛选。

2、植物料碾压破碎。

碾压：可采用对辊碾压机或农用石碾对植物料进行碾压，破坏其表皮硅质成份，毛细管，经碾压可大大改善复合板的物理力学性能，如未经碾压处理的稻壳制出的复合板，吸水厚度膨胀为14%以上，失去使用价值;而经碾压后制出的复合板吸水厚度膨胀仅为7%。

破碎：草、壳、秧之类植物料选用农用饲料粉碎机，其它料可选用锤式，齿式等破碎机破碎。破碎规格（植物料料径长短）要视最后制成的复合板用途而确定：强度要求高的墙板，破碎规格应控制在5～20mm;要求吸音效果好且有足够强度的天花板，应在10～25mm;既要有一定强度，又不能容重过大的家具用板，应在4～18mm;强度要求高，容重要求大且要求具一定刚度的建筑模板，应在4～12mm;要求有较高强度和一定保温性能的地板，则应在8～15mm。

3、植物料改性处理。

改性处理是至关重要的，它是采用化学方法进一步破坏植物料表皮硅质，毛细管，降低含糖量的处理方法，经此处理，复合板的防霉、防火、防水性能大大提高。根据植物料种类和其特性的不同，采用的化学方法有所不同，以下列举数种或数类植物料的各自改性处理方法。

①稻壳：

碾压破碎后，用70目筛除去微细粉沫，在烘干过程中加入亚硫酸钠（用量为稻壳重量的5%）。

②稻草：

破碎后用70目筛除微细粉沫，烘干前均匀喷洒浓度为2～4%的亚硫酸钠（用量为稻草的6～10%），用塑料薄膜覆盖4～8小时后再烘干。

③麦秸：

碾压后即进行改性处理，然后破碎、烘干。改性处理方法是：加入石灰（用量为麦秸20%）搅拌均匀，后用塑料薄膜封盖，保持40～60℃，静放12～24小时。

④高梁秸、玉米秸、甘蔗渣、葵花秆、麻秆（含糖量高的植物料）。

这类植物料含糖高，加化学药剂处理，使之含糖量降到4%以下。

破碎后放入蓄池内，然后均匀喷洒化学药剂、封池、用塑料薄膜封盖，保持温度40℃，封存36小时或更长（直至物料软化为准）。所说化学药剂的配制方法是：将重量比为5∶1的水，石灰混合均匀，然后再加入浓度为0.2%的稀硫酸（用量为水、灰用量的3%），搅拌均匀即可。

⑤芦苇、毛竹、茅草等，处理方法同④。

4、植物料烘干：

可采用对流式或直接接触式烘干机烘干。要求烘干后含水率低于3～4%。

5、植物料搭配：

这包括两层含义：一是品种搭配，二是使用规格（径长）搭配。

以下列举7种搭配实例。

①单独一种植物料使用规格搭配例：

规格mm 12～15 8～11 4～7 3以下

用量% 15～25 30～40 20～30 15

②多种植物料搭配例1：

规格mm 15～25 10～14 5～9 4以下

品种%

稻草 10 15 25 10

棉秆 10 5

芦苇 5 5

茅草 10 5

合计 15 20 45 20

③多种植物料搭配例2：

规格mm 15～25 10～14 5～9 4以下

品种%

麦秸 8 15 25 7

稻草 10 5 5

玉米秸 5 10 10

合计 18 25 40 17

④多种植物料搭配例3：

规格mm 15～25 10～14 5～9 4以下

品种%

玉米秸 20 15 5

葵花秆 10 5 10 5

茅草 15 10 5

合计 25 25 35 15

⑤多种植物料搭配例5：

规格mm 15～25 10～14 5～9 4以下

品种%

稻壳 70

豆秸 15 10 5

合计 15 10 5 70

⑥多种植物料搭配例6：

规格mm 15～25 10～14 5～9 4以下

品种%

茄秧 15 20 25 5

毛竹 10 15 10

合计 15 30 40 15

⑦多种植物料搭配例7：

规格mm 15～25 10～14 5～9 4以下

品种%

甘蔗 10 10 15 5

椰髓 20 20

麻秆 5 10 5

合计 15 30 45 10

以上是几种较佳的搭配实例，实际上还有许多搭配方式，这里不便穷举。总的搭配原则是：使用规格不宜大于25mm，而且25mm的物料比例要少于20～25%。

此外，根据需要可加入珍珠岩、蛭石、粉煤灰、矿渣等，其加入量不宜超过植物料的8～10%。

6、植物料加入粘接剂及固化剂等添加剂并搅拌均匀。

粘接剂及其配用的添加剂种类以及和植物料重量配比实例给出如下几种：

①植物料∶粘接剂＝1∶0.1～0.18

粘接剂∶固化剂＝1∶0.01～0.04

其中的粘接剂是指固体含量为60～65%的尿醛树脂，固化剂采用氯化铵或氯化铵和尿素混合液等。

此外，可视复合板用途而适量添加阻燃剂，防霉剂、憎水剂等添加剂。

②植物料∶粘接剂＝1∶0.08～0.16

粘接剂∶固化剂Ⅰ＝1∶0.02～0.04

粘接剂∶固化剂Ⅱ＝1∶0.20～0.25

其中，粘接剂是指固体含量为60～75%的酚醛树脂，固化剂Ⅰ同例①，固化剂Ⅱ为浓度50%的聚甲苯磺酸。

此外也可加阻燃剂，憎水剂、防霉剂等。

③植物料∶粘接剂＝1∶0.08～0.15

粘接剂∶固化剂＝1∶0.02～0.04

其中，粘接剂是尿醛树脂和异氰酸脂混合剂，异氰酸脂配量应限制在尿醛树脂用量的10～15%，加入过多会使复合板产生于人体有害的毒性，固化剂同例①。

7、铺装预压：

将步骤6中搅拌好的物料铺成某种规格，密度均匀的板坯，然后用预压机预压，预压的作用在于使板坯在输送过程中始终能保持物料均匀，因而不影响复合板的物理力学性能和外观质量。

7、将预压后的板坯用热压机压制成型：

①温度一般控制在130～160℃，以140℃为宜;

②最大压力控制在20～30kg/cm₂

③热压时间最好根据复合板厚度来确定，越厚，时间应越长些。给出如下较佳的板厚与热压时间关系实例：

板厚5～10mm，热压时间12～15分钟

板厚12～16mm，热压时间15～18分钟

板厚19～25mm，热压时间18～22分钟。

Claims

1、一年生植物复合板制造工艺，包括植物料筛选、植物料破碎、烘干、施加粘接剂，铺装预压，压制成型步骤，其特征是：

(1)、筛选稻草，

(2)、对筛选的稻草施破碎前，先行碾压、以破坏其表皮硅质成分，毛细管，

(3)、破碎长度为4-25mm，用70目筛除去微细粉末，

(4)、烘干前均匀喷洒浓度为2-4%的亚硫酸钠，植物料∶亚硫酸钠=1∶0.06-0.1，覆盖4-8小时后烘干，

(5)、烘干后含水率为3-4%，

(6)、植物料加入脲醛树脂，固体含量为60-65%，增加适量的防霉剂、防水剂、阻燃剂和固水剂，并搅拌均匀，植物料∶粘结剂=1∶0.10-0.18，

(7)、压制成型，其温度为130-160℃，压力为20-30kg/cm₂，时间为12-22分钟。

2、一年生植物复合板制造工艺，包括植物料筛选、植物料破碎、烘干、施加粘接剂、铺装预压、压制成型步骤，其特征是：

（1）、筛选稻壳，

（2）、对筛选的稻壳施破碎前，先行碾压、以破坏其表皮硅质成分，毛细管，

（3）、破碎长度为4-25mm，用70目筛除去微细粉末，

（4）、在烘干时加入亚硫酸钠，植物料∶亚硫酸钠＝1∶0.05，

（5）、植物料加入粘结剂脲醛树脂，固体含量为60-65%，增加适量的防霉剂、防水剂、阻燃剂和固水剂，并搅拌均匀，植物料∶粘结剂＝1∶0.10-0.18，

（6）、压制成型，其温度为130-160℃，压力为20-30kg/cm²，时间为12-22分钟。

3、一年生植物复合板制造工艺，包括植物料筛选、植物料破碎、烘干、施加粘接剂、铺装预压、压制成型步骤，其特征是：

（1）、筛选麦秸，

（2）、碾压、以破坏其表皮硅质成份，毛细管，

（3）、加入石灰搅拌均匀，植物料∶石灰＝1∶0.2，用后塑料薄膜封盖，保持40-60℃，静放12-24小时，

（4）、破碎，破碎长度为4-25mm，

（5）、烘干后的含水率为3-4%，

（6）、植物料加入粘结剂脲醛树脂，固体含量为60-65%，增加适量的防霉剂、防水剂、阻燃剂和固水剂，并搅拌均匀，植物料∶粘结剂＝1∶0.10-0.18，

（7）、压制成型，其温度为130-160℃，压力为20-30kg/cm²，时间为12-22分钟。

4、一年生植物复合板制造工艺，包括植物料筛选、植物料破碎、烘干、施加粘接剂、铺装预压、压制成型步骤，其特征是：

（1）、筛选含糖量高的带芯植物料，

（2）、对筛选的植物料施破碎前，先行碾压、以破坏其表皮硅质成份，毛细管，

（3）、破碎长度4-25mm，破碎后放入蓄池内，然后均匀喷洒化学药剂，封池，保持温度40℃，封存36小时以上时间，化学药剂的配方是：水∶石灰＝5∶1，再加入浓度为0.2%用量为水、灰用量3%的稀硫酸，搅拌均匀，

（4）、烘干后的含水率为3-4%，

5、按权利要求4所述的制造方法，其特征是：所述的含糖量高的带芯植物料是高梁秸。

6、一年生植物复合板制造工艺，包括植物料筛选、植物料破碎、烘干、施加粘接剂、铺装预压、压制成型步骤，其特征是：

（1）、筛选表皮光滑，坚硬的植物料，

（3）、破碎长度4-25mm，破碎后放入蓄池内，然后均匀喷洒化学药剂，封池，保持湿度40℃，封存36小时以上时间，化学药剂的配方是：水∶石灰＝5∶1，再加入浓度为0.2%用量为水、灰用量3%的稀硫酸，搅拌均匀，

（4）、烘干后的含水率为3-4%，

7、按权利要求6所述的制造工艺，其特征是：所述的表皮光滑、坚硬的植物是芦苇。