本發(fā)明屬于刨花板制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種秸稈刨花板及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國是農(nóng)業(yè)大國，每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈量均在7億t左右，其中玉米、高粱、棉花等秸稈數(shù)量約2億t，麥秸和稻草約4億t，可供收集利用的總量在6億t以上。我國的秸稈利用率較低，大量的秸稈被焚燒，既污染環(huán)境，又浪費(fèi)了寶貴的可再生利用資源，如果利用稻秸和麥秸的總量的5％，便可制造約2000萬m3的人造板，可代替6000萬m3木材，相當(dāng)于2003年我國刨花板、中密度纖板和細(xì)木工板產(chǎn)量的總和，如果能用秸稈代替木材生產(chǎn)刨花板，將既能滿足社會市場需要，保護(hù)森林和節(jié)約木材，同時(shí)還能為農(nóng)民帶來不小的經(jīng)濟(jì)收入，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。
木質(zhì)人造板行業(yè)經(jīng)常使用的是成本低廉的脲醛樹脂膠和酚醛樹脂膠，采取噴膠的方式施加到刨花上。但是，由于麥草和稻草等秸稈表面覆蓋有蠟狀物質(zhì)，還富含大量的硅物質(zhì)，阻礙了膠黏劑的滲透和與纖維的膠合反應(yīng)，使用常規(guī)的脲醛樹脂膠和酚醛樹脂膠在等同于木質(zhì)刨花板的施膠量下無法粘接出合格秸稈刨花板(性能差，表現(xiàn)為密度為0.64～0.66g/cm3，抗彎強(qiáng)度為8.01～8.45MPa，彈性模量為1.58～1.69GPa，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.025～0.028MPa，2h吸水厚度膨脹率為34.42％～34.50％)，或者必須施加大量的膠黏劑才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣就增大了制造成本。目前，制造秸稈刨花板使用的是價(jià)格昂貴的異氰酸酯(MDI)膠粘劑，制造出的秸稈刨花板成本遠(yuǎn)高于木質(zhì)刨花板；另外，MDI還存在粘金屬墊板和初黏度低不利于板坯運(yùn)輸?shù)娜秉c(diǎn)，阻礙了秸稈人造板的推廣，在國內(nèi)始終沒有正常運(yùn)轉(zhuǎn)的秸稈人造板廠。
CN 101693381 B公開了一種浸漬施膠秸稈刨花板的制備方法，包括以下步驟：將酚醛膠粘劑或膠-偶聯(lián)劑混合溶液均勻噴灑在秸稈碎料上至完全浸濕，然后在室溫下遮蓋放置2h，再置于烘箱內(nèi)，在55～85℃下烘干至含水率為10％～14％，然后鋪裝在模具里形成板坯；二、將板坯的上、下表面各覆蓋一張鋼板，然后在1～3MPa的壓力下預(yù)壓10～20min；三、在預(yù)壓后板坯上下鋼板之間放置墊塊，然后置于熱壓機(jī)中，在170～175℃下加壓到1.5～3MPa，保持9～12min后卸壓，即得浸漬施膠秸稈刨花板。該刨花板的性能好，其密度為0.65～0.72g/cm3，抗彎強(qiáng)度為11.71～12.99MPa，彈性模量為2.08～2.31GPa，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.033～0.07MPa，2h吸水厚度膨脹率為26.72～30.14％。但是其抗彎強(qiáng)度和內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度仍相對較差，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種秸稈刨花板及其制備方法，本發(fā)明所述方法制備得到的刨花板具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，其抗彎強(qiáng)度在20MPa以上，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度在0.2～0.3MPa。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
第一方面，本發(fā)明提供一種秸稈刨花板的制備方法，所述方法按以下步驟進(jìn)行：
一、將酚醛膠粘劑或膠偶聯(lián)劑混合溶液均勻噴灑在秸稈碎料上至完全浸濕，然后在15～35℃條件下遮蓋放置2h，再置于烘箱內(nèi)，在55～85℃下烘干至含水率為10％～14％，然后鋪裝在模具里形成板坯；
二、將板坯的上、下表面各覆蓋一張鋼板，然后在1～3MPa的壓力下預(yù)壓10～20min；
三、將預(yù)壓后板坯預(yù)30℃～40℃干燥至含水率5％以下；
四、向干燥后的板坯表面均勻覆蓋一層厚度為1mm～3mm的木質(zhì)素磺酸鈉，在濕度為80％～100％、溫度為60℃～65℃的濕空氣中吸濕至含水率達(dá)到6％～8％；
五、在吸濕后板坯上下鋼板之間放置墊塊，然后置于熱壓機(jī)中，在185～190℃下加壓到5～7MPa，保持10min后卸壓，即得秸稈刨花板；
優(yōu)選地，步驟一中酚醛膠粘劑為固含量45％～50％的酚醛膠用5倍的水稀釋后所得；步驟一中膠偶聯(lián)劑混合溶液為固含量45％～50％的酚醛膠用5倍的水稀釋，再加入占秸稈碎料重量1％～9％的硅烷偶聯(lián)劑所得，硅烷偶聯(lián)劑為KH550。
本發(fā)明步驟三中，含水率在5％以下，含水率例如可為5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2％、1％或0.5％等。
本發(fā)明步驟四中，覆蓋的一層木質(zhì)素磺酸鈉的厚度為1mm～3mm，例如可為1mm、1.5mm、1.8mm、2.1mm、2.4mm、2.7mm或3mm等。
本發(fā)明步驟四中，濕空氣的濕度為80％～100％，例如可為80％、85％、90％、92％、95％、97％或100％等。
本發(fā)明步驟四中，濕空氣的溫度為60℃～65℃，例如可為60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃等。
本發(fā)明步驟四中，吸濕至含水率達(dá)到6％～8％，例如可為6％、6.5％、7％、7.5％、7.8％或8％等。
優(yōu)選地，步驟一中秸稈碎料為10～30目的麥草碎料或稻草碎料，優(yōu)選為破碎成20目的麥草碎料或稻草碎料。
優(yōu)選地，步驟一中在60～80℃下烘干至含水率為11％～13％，優(yōu)選為12％。
優(yōu)選地，步驟二中在2MPa的壓力下預(yù)壓15min。
優(yōu)選地，步驟三中在35℃干燥至含水率為3.5％。
優(yōu)選地，步驟四中覆蓋的木質(zhì)素磺酸鈉的厚度為2mm，吸濕至含水率達(dá)到8％。
優(yōu)選地，步驟五中在190℃下加壓到5MPa，保持10min后卸壓。
第二方面，本發(fā)明提供如第一方面所述方法制備得到的秸稈刨花板。
本發(fā)明中秸稈經(jīng)過浸漬處理后，獲得足夠的潤濕時(shí)間，其表面上的蠟質(zhì)成分可被破壞，表面的潤濕性能得到改善，有利于膠釘和化學(xué)鍵的形成，秸稈碎料的全部表面都能與膠接觸，結(jié)合面積增加，提高膠合強(qiáng)度，而且，本發(fā)明中通過在合適采用合適溫度和濕度的濕空氣對覆蓋有木質(zhì)素磺酸鈉的板坯進(jìn)行處理、控制含水率在合適的條件并配合所方法中的其他工藝參數(shù)，可以進(jìn)一步改善板坯的表面結(jié)合性和相容性，進(jìn)一步提高結(jié)合強(qiáng)度，并能降低得到的產(chǎn)品的吸水膨脹率。
本發(fā)明中秸稈刨花板的性能好(抗彎強(qiáng)度在20MPa以上，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.2～0.3MPa，2h吸水厚度膨脹率在15％以下)。本發(fā)明中秸稈刨花板，有效的利用農(nóng)作物秸稈為原料，且生產(chǎn)成本降低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實(shí)施例1
本實(shí)施方式秸稈刨花板的制備方法按以下步驟進(jìn)行：
一、將酚醛膠粘劑或膠偶聯(lián)劑混合溶液均勻噴灑在秸稈碎料上至完全浸濕，然后在室溫下遮蓋放置2h，再置于烘箱內(nèi)，在55～85℃下烘干至含水率為10％～14％，然后鋪裝在模具里形成板坯；
二、將板坯的上、下表面各覆蓋一張鋼板，然后在1～3MPa的壓力下預(yù)壓10～20min；
三、將預(yù)壓后板坯于40℃干燥至含水率5％；
四、向干燥后的板坯表面均勻覆蓋一層厚度為1mm的木質(zhì)素磺酸鈉，在濕度為80％、溫度為65℃的濕空氣中吸濕至含水率達(dá)到6％；
五、在吸濕后板坯上下鋼板之間放置墊塊，然后置于熱壓機(jī)中，在185℃下加壓到7MPa，保持10min后卸壓，即得秸稈刨花板。
其中步驟一中酚醛膠粘劑為固含量45％～50％的酚醛膠用5倍的水稀釋后所得；步驟一中膠偶聯(lián)劑混合溶液為固含量45％～50％的酚醛膠用5倍的水稀釋，再加入占秸稈碎料重量1％～9％的硅烷偶聯(lián)劑所得，硅烷偶聯(lián)劑為KH550；步驟一中秸稈碎料為10～30目的麥草碎料或稻草碎料。
本實(shí)施方式中所得秸稈刨花板冷卻后鋸齊四邊。
本實(shí)施方式步驟一中將酚醛膠粘劑或膠偶聯(lián)劑混合溶液均勻噴灑在秸稈碎料上至完全浸濕，但不要有液體流出，避免浪費(fèi)。
本實(shí)施方式步驟一中板坯要厚度均勻。
本實(shí)施方式步驟二中鋼板的面積大于預(yù)壓后板坯的面積。
本實(shí)施方式步驟三中卸壓需緩慢進(jìn)行。
本實(shí)施方式步驟三中放置墊塊為了控制板材的厚度，達(dá)到保持板材厚度均勻的目的；放置墊塊2塊。
本實(shí)施例得到的刨花板的性能測試數(shù)據(jù)見表1。
實(shí)施例2
本實(shí)施方式秸稈刨花板的制備方法按以下步驟進(jìn)行：
一、將酚醛膠粘劑或膠偶聯(lián)劑混合溶液均勻噴灑在秸稈碎料上至完全浸濕，然后在室溫下遮蓋放置2h，再置于烘箱內(nèi)，在55～85℃下烘干至含水率為10％～14％，然后鋪裝在模具里形成板坯；
二、將板坯的上、下表面各覆蓋一張鋼板，然后在1～3MPa的壓力下預(yù)壓10～20min；
三、將預(yù)壓后板坯于30℃干燥至含水率2％；
四、向干燥后的板坯表面均勻覆蓋一層厚度為3mm的木質(zhì)素磺酸鈉，在濕度為100％、溫度為60℃的濕空氣中吸濕至含水率達(dá)到8％；
五、在吸濕后板坯上下鋼板之間放置墊塊，然后置于熱壓機(jī)中，在190℃下加壓到5MPa，保持10min后卸壓，即得秸稈刨花板。
其中步驟一中酚醛膠粘劑為固含量45％～50％的酚醛膠用5倍的水稀釋后所得；步驟一中膠偶聯(lián)劑混合溶液為固含量45％～50％的酚醛膠用5倍的水稀釋，再加入占秸稈碎料重量1％～9％的硅烷偶聯(lián)劑所得，硅烷偶聯(lián)劑為KH550；步驟一中秸稈碎料為10～30目的麥草碎料或稻草碎料。
本實(shí)施例得到的刨花板的性能測試數(shù)據(jù)見表1。
實(shí)施例3
本實(shí)施方式秸稈刨花板的制備方法按以下步驟進(jìn)行：
一、將酚醛膠粘劑或膠偶聯(lián)劑混合溶液均勻噴灑在秸稈碎料上至完全浸濕，然后在室溫下遮蓋放置2h，再置于烘箱內(nèi)，在55～85℃下烘干至含水率為10％～14％，然后鋪裝在模具里形成板坯；
二、將板坯的上、下表面各覆蓋一張鋼板，然后在1～3MPa的壓力下預(yù)壓10～20min；
三、將預(yù)壓后板坯于35℃干燥至含水率3.5％；
四、向干燥后的板坯表面均勻覆蓋一層厚度為2mm的木質(zhì)素磺酸鈉，在濕度為100％、溫度為62℃的濕空氣中吸濕至含水率達(dá)到8％；
五、在吸濕后板坯上下鋼板之間放置墊塊，然后置于熱壓機(jī)中，在190℃下加壓到6MPa，保持10min后卸壓，即得秸稈刨花板。
其中步驟一中酚醛膠粘劑為固含量45％～50％的酚醛膠用5倍的水稀釋后所得；步驟一中膠偶聯(lián)劑混合溶液為固含量45％～50％的酚醛膠用5倍的水稀釋，再加入占秸稈碎料重量1％～9％的硅烷偶聯(lián)劑所得，硅烷偶聯(lián)劑為KH550；步驟一中秸稈碎料為10～30目的麥草碎料或稻草碎料。
本實(shí)施例得到的刨花板的性能測試數(shù)據(jù)見表1。
實(shí)施例4
本實(shí)施方式秸稈刨花板的制備方法按以下步驟進(jìn)行：
一、將酚醛膠粘劑或膠偶聯(lián)劑混合溶液均勻噴灑在秸稈碎料上至完全浸濕，然后在室溫下遮蓋放置2h，再置于烘箱內(nèi)，在55～85℃下烘干至含水率為10％～14％，然后鋪裝在模具里形成板坯；
二、將板坯的上、下表面各覆蓋一張鋼板，然后在1～3MPa的壓力下預(yù)壓10～20min；
三、將預(yù)壓后板坯于38℃干燥至含水率1％；
四、向干燥后的板坯表面均勻覆蓋一層厚度為2.5mm的木質(zhì)素磺酸鈉，在濕度為90％、溫度為63℃的濕空氣中吸濕至含水率達(dá)到7％；
五、在吸濕后板坯上下鋼板之間放置墊塊，然后置于熱壓機(jī)中，在188℃下加壓到6MPa，保持10min后卸壓，即得秸稈刨花板。
其中步驟一中酚醛膠粘劑為固含量45％～50％的酚醛膠用5倍的水稀釋后所得；步驟一中膠偶聯(lián)劑混合溶液為固含量45％～50％的酚醛膠用5倍的水稀釋，再加入占秸稈碎料重量1％～9％的硅烷偶聯(lián)劑所得，硅烷偶聯(lián)劑為KH550；步驟一中秸稈碎料為10～30目的麥草碎料或稻草碎料。
本實(shí)施例得到的刨花板的性能測試數(shù)據(jù)見表1。
實(shí)施例5
本實(shí)施方式秸稈刨花板的制備方法按以下步驟進(jìn)行：
一、將酚醛膠粘劑混合溶液均勻噴灑在秸稈碎料上至完全浸濕，然后在室溫下遮蓋放置2h，再置于烘箱內(nèi)，在65℃下烘干至含水率為12％，然后鋪裝在模具里形成板坯；
二、將板坯的上、下表面各覆蓋一張鋼板，然后在2MPa的壓力下預(yù)壓10min；
三、將預(yù)壓后板坯于35℃干燥至含水率4.5％；
四、向干燥后的板坯表面均勻覆蓋一層厚度為1.5mm的木質(zhì)素磺酸鈉，在濕度為85％、溫度為60℃的濕空氣中吸濕至含水率達(dá)到6.5％；
五、在預(yù)壓后板坯上下鋼板之間放置墊塊，然后置于熱壓機(jī)中，在190℃下加壓到5.5MPa，保持10min后卸壓，即得秸稈刨花板；
其中步驟一中酚醛膠粘劑為固含量45％的酚醛膠用5倍的水稀釋后所得；步驟一中秸稈碎料為20目的麥草碎料。
本實(shí)施例得到的刨花板的性能測試數(shù)據(jù)見表1。
對比例1
除不進(jìn)行步驟三和步驟四外，其他制備方法和條件與實(shí)施例1相同。
本對比例得到的刨花板的性能測試數(shù)據(jù)見表1。
本發(fā)明實(shí)施例1-5和對比例1所得秸稈刨花板，與現(xiàn)有噴膠方式制造的秸稈刨花板相比較(相同施膠量)，經(jīng)檢測結(jié)果如表1所示，本發(fā)明各個(gè)實(shí)施中所得秸稈刨花板的性能良好。
表1
申請人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。