專利名稱：閃蒸解纖無膠輕質(zhì)農(nóng)作物秸稈纖維復(fù)合材料制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種閃蒸解纖無膠輕質(zhì)農(nóng)作物秸稈纖維復(fù)合材料制 造方法，以農(nóng)作物秸稈為原料，經(jīng)粉碎、閃蒸解纖、干燥、鋪裝、預(yù)壓和封 閉噴蒸熱壓等工序制造不含膠粘劑和任何活化劑或催化劑的輕質(zhì)農(nóng)作物秸稈 纖維復(fù)合材料的制造方法。屬于植物纖維復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景由于制膠和制板工藝以及板材使用環(huán)境條件的原因，用脲醛膠制造的人 造板存在著游離甲醛釋放問題，且具有長期性、頑固性和反復(fù)性。要從本質(zhì) 上解決人造板游離甲醛釋放的技術(shù)難題只有兩條途徑 一是采用不含甲醛的 膠粘劑(如異氰酸酯膠粘劑、蛋白膠等)，二是不使用膠粘劑，利用植物纖維 原料自身可膠粘性物質(zhì)實現(xiàn)膠合?，F(xiàn)有的工業(yè)化無膠纖維板制造技術(shù)是以水為輸送和成型介質(zhì)的濕法無膠 纖維板制造技術(shù)。由于這種工藝在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水，且產(chǎn)品局 限于高密度薄板，目前這種生產(chǎn)工藝已基本被淘汰。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提供一種天然物質(zhì)轉(zhuǎn)化法 制造無膠輕質(zhì)農(nóng)作物秸稈纖維板的方法，即以富含水溶性的游離糖分或碳水 化合物的農(nóng)作物秸稈(如甘蔗渣、玉米桿和棉稈等)為原料，經(jīng)粉碎、閃蒸解纖、干燥、鋪裝和封閉噴蒸熱壓(即向板坯內(nèi)噴射飽和蒸汽，并將其封閉 于板坯中)等工序制造不含膠粘劑和任何活化劑或催化劑的輕質(zhì)秸稈纖維復(fù)合材料(密度為0.3 0.5g/cm3)。這種材料不含游離甲醛，重量輕，保溫隔熱 性能好，可廣泛用于建筑裝修、包裝、辦公用品、兒童玩具制造等行業(yè)，是 一種真正的綠色環(huán)保材料。本發(fā)明的技術(shù)解決方案該方法的工藝步驟依次分為，(1) 秸稈解纖首先將秸稈原料粉碎成長度為20 30mm的單元，并將 其含水率控制在50~60%之間，再將秸稈單元放入蒸爆處理器中，通入高溫高 壓飽和水蒸氣進(jìn)行蒸煮爆碎處理，采用二段式處理工藝秸稈單元首先在蒸 汽壓(0.6 1.0MPa)下進(jìn)行預(yù)處理(5 8min)，然后再在蒸汽壓(1.5 1.9MPa) 下處理2 5min，突然打開閥門排料，使秸稈單元解離成纖維。(2) 板坯成型解離后的秸稈纖維經(jīng)干燥至含水率(15~25%)，然 后鋪裝成型，經(jīng)預(yù)壓后獲得板坯。(3) 無膠膠合采用封閉噴蒸熱壓工藝制造無膠輕質(zhì)秸稈纖維復(fù)合材料。 制品密度為0.3 0.5g/cm3，厚度為8 30mm，蒸汽壓力0.6 1.0MPa,噴蒸時間 10 30s，噴蒸后封閉板坯四周，以保存熱量和水分，熱壓溫度為180 190°C， 熱壓時間為4 15min。本發(fā)明的優(yōu)點利用高溫高壓水蒸氣蒸煮爆碎解離秸稈原料，使其天然可 膠粘性物質(zhì)分離活化，在溫度、壓力和水分作用下利用天然可膠粘性物質(zhì)的 自然轉(zhuǎn)換，不添加任何助劑(包括膠粘劑和活化劑或催化劑)，實現(xiàn)秸稈纖維 的自膠合，使產(chǎn)品在生產(chǎn)和使用過程中都不存在環(huán)境污染問題，成為真正的 綠色環(huán)保人造板產(chǎn)品；采用二段式蒸汽爆碎處理工藝，既保證了解離后纖維的形態(tài)，又保證了纖維自身的強(qiáng)度，有利于提高產(chǎn)品的強(qiáng)度；不采用常規(guī)的 熱磨方法制備纖維，生產(chǎn)能耗顯著下降。此外，省去了施膠工序，簡化了生 產(chǎn)過程，大幅度降低了生產(chǎn)成本；采用封閉噴熱壓工藝，可制得不同厚度 (S 30mm)的輕質(zhì)板材，解決了常規(guī)干法無膠熱壓工藝只能制造高密度薄板 的技術(shù)難題。
具體實施方式
實施例1:壓制密度為0.5g/cm3，厚度為8mm無膠棉稈輕質(zhì)纖維復(fù)合材料以棉稈 為原料，將其加工成長度為30mm的單元，含水率控制在50%。將棉稈單元 放入蒸爆處理器中，通入0.6MPa的飽和水蒸汽處理8min左右，而后提高飽 和蒸汽壓至1.5MPa再處理5min，突然釋放壓力排料，棉稈被解離成纖維。 經(jīng)干燥至含水率為15%左右，鋪裝成型，預(yù)壓后送入噴蒸熱壓機(jī)。噴射蒸汽 壓力為0.6MPa,噴蒸時間30s，熱壓溫度190°C，熱壓時間為4min。實施例2:壓制密度為0.3g/cm3，厚度為30mm無膠棉稈輕質(zhì)纖維復(fù)合材料 以棉稈為原料，將其加工成長度為20mm的單元，含水率控制在55%左右。 將棉稈單元放入蒸爆處理器中，通入l.OMPa的飽和水蒸汽處理5min，而后 提高飽和蒸汽壓至1.9MPa再處理2min，突然釋放壓力排料，棉稈被解離成 纖維。經(jīng)干燥至含水率為25%左右，鋪裝成型，預(yù)壓后送入噴蒸熱壓機(jī)。 噴射蒸汽壓力為l.OMPa,噴蒸時間10s，熱壓溫度180°C，熱壓時間為15min。壓制密度為0.4g/cm3，厚度為20mm無膠棉稈輕質(zhì)纖維復(fù)合材料以棉稈為原料，將其加工成長度為25mm的單元，含水率控制在60%左右。將棉 稈單元放入蒸爆處理器中，通入0.8MPa的飽和水蒸汽處理7min左右，而后 提高飽和蒸汽壓至1.7MPa再處理3min，突然釋放壓力排料，棉稈被解離成 纖維。經(jīng)干燥至含水率為20%左右，鋪裝成型，預(yù)壓后送入噴蒸熱壓機(jī)。噴 射蒸汽壓力為0.8MPa,噴蒸時間20s，熱壓溫度180°C，熱壓時間為10min。
權(quán)利要求
1、閃蒸解纖無膠輕質(zhì)農(nóng)作物秸稈纖維復(fù)合材料制造方法，其特征是該方法的工藝步驟依次分為，(1)秸稈解纖首先將秸稈原料粉碎成長度為20～30mm的單元，并將其含水率控制在50～60％之間，再將秸稈單元放入蒸爆處理器中，采用二段式處理工藝秸稈單元首先在蒸汽壓(0.6～1.0MPa)下進(jìn)行預(yù)處理(5～8min)，然后再在蒸汽壓(1.5～1.9MPa)下處理2～5min，突然釋放壓力排料，使秸稈單元解離成纖維；(2)板坯成型解離后的秸稈纖維經(jīng)干燥至含水率(15～25％)，然后鋪裝成型，經(jīng)預(yù)壓后獲得板坯；(3)無膠膠合采用封閉噴蒸熱壓工藝制造無膠輕質(zhì)秸稈纖維復(fù)合材料。制品密度為0.3～0.5g/cm3，厚度為8～30mm，蒸汽壓力0.6～1.0MPa，噴蒸時間10～30s，噴蒸后封閉板坯四周，以保存熱量和水分，熱壓溫度為180～190℃，熱壓時間為4～15min。
全文摘要
本發(fā)明是閃蒸解纖無膠輕質(zhì)農(nóng)作物秸稈纖維復(fù)合材料制造方法，其工藝是將秸稈原料粉碎成長度為20～30mm的單元，含水率50～60％，再將秸稈單元放入蒸爆處理器中，通入高溫高壓飽和水蒸氣蒸煮，然后瞬間突然打閥門釋放壓力排料，采用二段式蒸汽爆碎處理工藝秸稈單元在較低蒸汽壓下預(yù)處理5～8min，然后在較高蒸汽壓下處理2～5min，再突然打開閥門釋放壓力排料，獲得解離纖維；板坯成型；采用封閉噴蒸熱壓工藝，蒸汽壓力0.6～1.0MPa，噴蒸時間10～30s，噴蒸后封閉板坯四周，熱壓溫度為180～190℃，熱壓時間為4～15min。優(yōu)點產(chǎn)品生產(chǎn)與使用過程中均無環(huán)境污染；省去施膠工序，降低生產(chǎn)成本；制得不同厚度的輕質(zhì)板材。
文檔編號B27N3/08GK101234504SQ200810020378
公開日2008年8月6日 申請日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者何翠芳, 周定國, 周曉燕, 崔舉慶, 徐信武, 徐詠蘭, 梅長彤, 連海蘭 申請人:南京林業(yè)大學(xué)