一種秸稈添加防火型高密度纖維板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木質(zhì)材料深加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種秸桿添加防火型高密度纖維板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國中、高密度纖維板業(yè)發(fā)展非常迅速，原來的硬質(zhì)纖維板已逐步被中高密度纖維板所取代。中纖板企業(yè)對木材原料的依賴性很大，木材原料成本占到生產(chǎn)成本的45%左右，木材原料緊缺已經(jīng)嚴(yán)重影響到了纖維板的生產(chǎn)。就中高密度纖維板生產(chǎn)的要求而言，為10年以上，竹子的再生周期也在3-5年，而農(nóng)作物秸桿的再生周期為I年或者不到I年，從資源的利用效率來說，農(nóng)作物的秸桿最有利。我國是農(nóng)業(yè)大國，具有豐富的農(nóng)作物秸桿資源，但是目前我國秸桿資源的利用率僅為33%，其余大部分秸桿被作為廢棄物焚燒掉或是僅作為燃料，不僅造成了自然資源的浪費(fèi)，而且加重環(huán)境污染。采用廉價的和可再生性強(qiáng)的農(nóng)作物纖維代替木材原料，已經(jīng)逐漸成為中、高密度纖維板發(fā)展的一個方向。但是以農(nóng)作物為代表的草本植物纖維則短而細(xì)，在一定程度上限制了草纖維板的機(jī)械強(qiáng)度。草本植物莖桿有機(jī)溶劑抽出物的含量明顯比木材原料的低，但主要成分是蠟質(zhì)，伴以少量的高級脂肪酸、高級醇等，加上禾本科植物莖桿、葉片表皮細(xì)胞硅質(zhì)化程度很高，秸桿表面的蠟質(zhì)層和二氧化硅含量高，不利于膠黏劑的浸潤，導(dǎo)致了傳統(tǒng)的脲醛樹脂對秸桿碎料的膠合不良。這就要求利用農(nóng)作物秸桿等草本植物纖維制造高密度纖維板時，必須解決現(xiàn)有工藝中存在的傳統(tǒng)膠黏劑膠合不良、耐水性差、強(qiáng)度差的缺陷。
[0003]酚醛樹脂、脲醛樹脂和三聚氰胺樹脂膠黏劑是甲醛系列膠三種典型代表，使用三醛膠最突出的問題是游離甲醛釋放。三醛膠系列人造板在生產(chǎn)及其產(chǎn)品使用的前3-15年中會不斷釋放出游離甲醛，嚴(yán)重危害人體健康。國內(nèi)外對無甲醛密度板等人造板產(chǎn)品的需求日益高漲。生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，水性聚氨酯膠黏劑等不含甲醛的膠黏劑應(yīng)運(yùn)而生，并且市場占有率越來越高，但是由于價格較高，利用其作為膠粘劑必然會帶來密度纖維板的生產(chǎn)成本的增加，但是在采用農(nóng)作物秸桿、木材邊角料等原料的前提下能夠節(jié)省一部分成分，這樣既不會造成成本的增加，也會生產(chǎn)中安全環(huán)保的產(chǎn)品，值得在市場上推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種秸桿添加防火型高密度纖維板及其制備方法。本發(fā)明首先利用氫氧化鈉浸泡農(nóng)作物秸桿，能夠降低秸桿表層的蠟質(zhì)層，制成灰分含量低的秸桿纖維，再將秸桿纖維與木纖維混合后用氫氧化鋁、硼酸鋅等與硅烷偶聯(lián)劑等配合處理，進(jìn)一步的提高混合纖維的融合性、一致性、防火阻燃性，這樣處理后的纖維與膠黏劑、防水劑能夠緊密結(jié)合，不易分層，質(zhì)量穩(wěn)定均一，強(qiáng)度高。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種秸桿添加防火型高密度纖維板，由下列重量份的原料制備制成:農(nóng)作物秸桿42-45、濃度為2%的氫氧化鈉適量、水適量、硅烷偶聯(lián)劑kh450 1.5_2、濃度為95%的乙醇66-70、木材邊角料30-32、氫氧化鋁4_6、硼酸鋅2_3、水性聚氨酯膠黏劑7_8、乳化石蠟
1.5-2、純丙乳液1-2 ；
本發(fā)明所述一種秸桿添加防火型高密度纖維板，由以下具體步驟制成:
(1)將農(nóng)作物秸桿清洗后放入烘箱中烘至含水量為20%-30%，冷去后將其切成3-4厘米的小段，然后加入3倍量的濃度為2%的氫氧化鈉，以60轉(zhuǎn)/分的速度攪拌2-3小時后過濾，取濾渣水洗至中性，得農(nóng)作物秸桿纖維；
(2)將木材邊角料送入木材削片機(jī)中切成不規(guī)則的小木片，在155-165°C條件下用飽和蒸汽(壓力為0.75MPa)對木片進(jìn)行蒸煮，待木片軟化后送入熱磨機(jī)中，在同樣的溫度下，1200-1400轉(zhuǎn)/分的攪拌速度作用下，磨成木纖維，與步驟(I)得到的農(nóng)作物秸桿纖維混合得到混合纖維；
(3)將氫氧化鋁、硼酸鋅加入濃度為95%的乙醇中制成混懸液，邊攪拌邊加入硅烷偶聯(lián)劑kh450，在室溫下攪拌30分鐘，然后將混合纖維浸泡其中，20-30分鐘后撈出，晾干后放在烘箱中，在85-95°C的條件下烘干30分鐘，取出待其自然冷卻后得到表面改性的混合纖維；
(4)首先將水性聚氨酯膠黏劑與乳化石蠟混合均勻后，再加入其余剩余成分，制成混合漿料待用；將步驟(3)得到的表面改性的混合纖維經(jīng)過混合攪拌器將纖維打散后加入一半量的混合漿料，充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后將拌勻后的物料送入噴霧攪拌機(jī)中，繼續(xù)噴入另一半混合漿料，即得熱壓前的混合纖維；
(5)將熱壓前的混合纖維均勻地鋪裝在滿足工藝要求的板坯中，控制纖維板的厚度，在平板硫化機(jī)上先預(yù)壓，然后經(jīng)連續(xù)輥預(yù)壓，得到預(yù)成型板坯，再將預(yù)成型板坯送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓成型(控制熱壓溫度為180-210°C，成型壓力為40kg/cm2，保壓時間為3_4分鐘)即得本發(fā)明產(chǎn)品。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先用堿處理農(nóng)作物秸桿制成秸桿纖維，將木材邊角料制成木纖維，然后用功能性成分以及硅烷偶聯(lián)劑對混合纖維進(jìn)行表面處理，能夠消除表面的內(nèi)應(yīng)力，從而提高混合纖維的粘結(jié)強(qiáng)度，與膠黏劑等配合后具有極強(qiáng)的耐水性、粘性、強(qiáng)度；本發(fā)明將水性聚氨酯膠黏劑與乳化石蠟、純丙乳液等共混制成處理漿料，一部分與混合纖維共混，一部分噴涂在混合纖維表面，這樣的處理工藝能夠使處理漿料很好的滲透到纖維與纖維之間，防水防潮效果顯著，防止纖維板開裂、翹曲，延長使用壽命。
[0007]本發(fā)明還在在對纖維改性的同時，添加了氫氧化鋁、硼酸鋅等阻燃成分，利用一定的工藝將其附著在纖維表面以及間隙中，大大提高了產(chǎn)品的防火性能，且本發(fā)明成分配比簡單科學(xué)，工藝便于工業(yè)控制，成型速度快，制成的纖維板防水、防火性能優(yōu)異，密度均勻，不變形，適于家具、建材、包裝、及裝飾等行業(yè)應(yīng)用。
具體實施方案
[0008]下面通過具體實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0009]—種秸桿添加防火型高密度纖維板，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:農(nóng)作物秸桿42、濃度為2%的氫氧化鈉適量、水適量、硅烷偶聯(lián)劑kh450 1.5、濃度為95%的乙醇66、木材邊角料30、氫氧化鋁4、硼酸鋅2、水性聚氨酯膠黏劑7、乳化石蠟1.5、純丙乳液I ;
本發(fā)明所述一種秸桿添加防火型高密度纖維板，由以下具體步驟制成:
(I)將農(nóng)作物秸桿清洗后放入烘箱中烘至含水量為20%-30%，冷去后將其切成3-4厘米的小段，然后加入3倍量的濃度為2%的氫氧化鈉，以60轉(zhuǎn)/分的速度攪拌2小時后過濾，取濾渣水洗至中性，得農(nóng)作物秸桿纖維；
(2)將木材邊角料送入木材削片機(jī)中切成不規(guī)則的小木片，在155-165°C條件下用飽和蒸汽(壓力為0.75MPa)對木片進(jìn)行蒸煮，待木片軟化后送入熱磨機(jī)中，在同樣的溫度下，1200轉(zhuǎn)/分的攪拌速度作用下，磨成木纖維，與步驟(I)得到的農(nóng)作物秸桿纖維混合得到混合纖維；
(3)將氫氧化鋁、硼酸鋅加入濃度為95%的乙醇中制成混懸液，邊攪拌邊加入硅烷偶聯(lián)劑kh450，在室溫下攪拌30分鐘，然后將混合纖維浸泡其中，20分鐘后撈出，晾干后放在烘箱中，在85-95°C的條件下烘干30分鐘，取出待其自然冷卻后得到表面改性的混合纖維；
(4)首先將水性聚氨酯膠黏劑與乳化石蠟混合均勻后，再加入其余剩余成分，制成混合漿料待用；將步驟(3)得到的表面改性的混合纖維經(jīng)過混合攪拌器將纖維打散后加入一半量的混合漿料，充分?jǐn)嚢杈鶆颍缓髮鑴蚝蟮奈锪纤腿雵婌F攪拌機(jī)中，繼續(xù)噴入另一半混合漿料，即得熱壓前的混合纖維；
(5)將熱壓前的混合纖維均勻地鋪裝在滿足工藝要求的板坯中，控制纖維板的厚度，在平板硫化機(jī)上先預(yù)壓，然后經(jīng)連續(xù)輥預(yù)壓，得到預(yù)成型板坯，再將預(yù)成型板坯送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓成型(控制熱壓溫度為180-210°C，成型壓力為40kg/cm2，保壓時間為3_4分鐘)即得本發(fā)明產(chǎn)品。
[0010]本發(fā)明厚度為12mm，熱壓后的產(chǎn)品在常溫下冷卻、鋸截、存放2天后，經(jīng)檢測，本發(fā)明產(chǎn)品的性能測試結(jié)果滿足:密度為0.92g/cm3，靜曲強(qiáng)度為36.4MPa，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.86MPa，彈性模量為3148MPa，吸水厚度膨脹率為10.3%，甲醛釋放量達(dá)到EO級環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種秸桿添加防火型高密度纖維板，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:農(nóng)作物秸桿42-45、濃度為2%的氫氧化鈉適量、水適量、硅烷偶聯(lián)劑kh450 1.5_2、濃度為95%的乙醇66-70、木材邊角料30-32、氫氧化鋁4_6、硼酸鋅2_3、水性聚氨酯膠黏劑7_8、乳化石蠟1.5-2、純丙乳液1-2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種秸桿添加防火型高密度纖維板，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將農(nóng)作物秸桿清洗后放入烘箱中烘至含水量為20%-30%，冷去后將其切成3-4厘米的小段，然后加入3倍量的濃度為2%的氫氧化鈉，以60轉(zhuǎn)/分的速度攪拌2-3小時后過濾，取濾渣水洗至中性，得農(nóng)作物秸桿纖維； (2)將木材邊角料送入木材削片機(jī)中切成不規(guī)則的小木片，在155-165°C條件下用飽和蒸汽(壓力為0.75MPa)對木片進(jìn)行蒸煮，待木片軟化后送入熱磨機(jī)中，在同樣的溫度下，1200-1400轉(zhuǎn)/分的攪拌速度作用下，磨成木纖維，與步驟(I)得到的農(nóng)作物秸桿纖維混合得到混合纖維； (3)將氫氧化鋁、硼酸鋅加入濃度為95%的乙醇中制成混懸液，邊攪拌邊加入硅烷偶聯(lián)劑kh450，在室溫下攪拌30分鐘，然后將混合纖維浸泡其中，20-30分鐘后撈出，晾干后放在烘箱中，在85-95°C的條件下烘干30分鐘，取出待其自然冷卻后得到表面改性的混合纖維； (4)首先將水性聚氨酯膠黏劑與乳化石蠟混合均勻后，再加入其余剩余成分，制成混合漿料待用；將步驟(3)得到的表面改性的混合纖維經(jīng)過混合攪拌器將纖維打散后加入一半量的混合漿料，充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后將拌勻后的物料送入噴霧攪拌機(jī)中，繼續(xù)噴入另一半混合漿料，即得熱壓前的混合纖維； (5)將熱壓前的混合纖維均勻地鋪裝在滿足工藝要求的板坯中，控制纖維板的厚度，在平板硫化機(jī)上先預(yù)壓，然后經(jīng)連續(xù)輥預(yù)壓，得到預(yù)成型板坯，再將預(yù)成型板坯送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓成型(控制熱壓溫度為180-210°C，成型壓力為40kg/cm2，保壓時間為3_4分鐘)即得本發(fā)明產(chǎn)品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種秸稈添加防火型高密度纖維板，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：農(nóng)作物秸稈42-45、濃度為2%的氫氧化鈉適量、水適量、硅烷偶聯(lián)劑kh450？1.5-2、濃度為95%的乙醇66-70、木材邊角料30-32、氫氧化鋁4-6、硼酸鋅2-3、水性聚氨酯膠黏劑7-8、乳化石蠟1.5-2、純丙乳液1-2；本發(fā)明還在對纖維改性的同時，添加了氫氧化鋁、硼酸鋅等阻燃成分，利用一定的工藝將其附著在纖維表面以及間隙中，大大提高了產(chǎn)品的防火性能，且本發(fā)明成分配比簡單科學(xué)，工藝便于工業(yè)控制，成型速度快，制成的纖維板防水、防火性能優(yōu)異，密度均勻，不變形，適于家具、建材、包裝、及裝飾等行業(yè)應(yīng)用。
【IPC分類】B27N3/12, B27N3/04, B27N1/02, B27K3/32, B27N1/00
【公開號】CN105082308
【申請?zhí)枴緾N201510414296
【發(fā)明人】張友吉
【申請人】百儀家具有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月15日