本發(fā)明涉及一種改性氧化淀粉無醛膠合板的制備方法，屬于板材制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
膠合板，是指由不同紋理方向的單板膠合而成的一種木質(zhì)人造板。其相鄰層單板紋理通常互成90°角。膠合板是由木段旋切成單板或由木方刨切成薄木，再用膠粘劑膠合而成的三層或多層的板狀材料，結(jié)構(gòu)多為奇數(shù)層，特殊情況下也有制成4層、6層等偶數(shù)層的。由于膠合板有變形小、幅面大、施工方便、不易翹曲、橫紋抗拉強(qiáng)度大等特點(diǎn)，在家具、車廂、造船、軍工、包裝及其他工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。
現(xiàn)有技術(shù)中，無醛膠合板只是不采用酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂的所謂三醛樹脂膠粘劑，但依然采用丙烯酸酯、醋酸乙烯、異氰酸酯等游離單體釋放的膠粘劑，雖然無甲醛釋放，但仍然有其他有害氣體釋放，污染環(huán)境，有害健康。也有人采用氨氣穿透處理工藝，去除產(chǎn)品人造板中的游離甲醛，使得膠合板中的游離甲醛釋放量降低，但增加了膠合板制造的工藝步驟，提高了生產(chǎn)成本。
且軋孔工藝降低了膠合板的一些物理力學(xué)性能，如靜曲強(qiáng)度和彈性模量等，尤其采用速生材單板生產(chǎn)的膠合板，力學(xué)性能較差，限制了板材的應(yīng)用領(lǐng)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)現(xiàn)有的膠合板中含有游離的甲醛，會(huì)對(duì)人體造成危害，而采用氨氣穿透處理，制備工藝復(fù)雜，所需的成本較高的問題。本發(fā)明首先將楊木塊經(jīng)過處理得到楊木纖維，再將其進(jìn)行納米化處理，得到楊木納米纖維，接著將預(yù)糊化的玉米淀粉酸解，再與過硫酸鉀反應(yīng)，制得氧化淀粉與硼砂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，再加入制備的楊木納米纖維，得到改性氧化淀粉膠黏劑，最后將其涂覆于楊木單板上，按奇數(shù)層原則且相鄰單板纖維方向互相垂直，組成板坯，將板坯熱壓成型，即可得到改性氧化淀粉無醛膠合板。本發(fā)明制備的改性氧化淀粉無醛膠合板中不含有游離的甲醛，也不會(huì)釋放其他有害氣體，且制備工藝簡(jiǎn)單，所需成本低。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）稱取300～500g楊木塊，加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，將過篩后的楊木粉加入蒸汽爆破罐中，向蒸汽爆破罐內(nèi)通入1.8～2.2MPa飽和水蒸汽，保持壓力3～5min后瞬間打開蒸汽爆破罐閥門，減壓至常壓后取出楊木粉，將其浸泡在600～800mL溫度為80～90℃去離子水中40～50min，取出，轉(zhuǎn)入300～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過氧化氫溶液中，在70～75℃恒溫水浴下，反應(yīng)1～2h，真空抽濾，將濾餅浸泡在100～200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氫氧化鈉溶液中，在80～85℃恒溫水浴下，浸提3～4h，用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣至洗滌液呈中性，轉(zhuǎn)入105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得楊木纖維；
（2）稱取6～9g上述楊木纖維加入90～120mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%硫酸溶液中，在40～45℃恒溫水浴下，以300～400r/min攪拌45～50min，加入600～800mL去離子水，并用300W超聲波超聲分散30～40min，將混合液裝入分子通量為12000～14000道爾頓的透析袋中，用去離子水透析至袋內(nèi)混合液pH呈中性，將混合液加入真空冷凍干燥箱中冷凍干燥1～3天，得楊木納米纖維，備用；
（3）稱取20～25g玉米淀粉，加入100～120mL去離子水中，在35～38℃下，以300～400r/min攪拌加熱糊化10～15min，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%鹽酸溶液調(diào)節(jié)淀粉乳液pH為4.0～4.5，加入0.30～0.32g過硫酸鉀，加熱至65～70℃，繼續(xù)攪拌50～60min，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為9.0～10.0，加入4～5g硼砂，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)3～4h，繼續(xù)升溫至80～90℃，糊化30～40min，冷卻至室溫，加入0.6～0.8g上述步驟（2）制備的楊木納米纖維，用300W超聲波超聲分散15～20min，得改性氧化淀粉膠黏劑；
（4）將楊木單板置于80～85℃干燥箱中干燥至含水率為6～8%，將上述改性氧化淀粉膠黏劑雙面涂膠，均勻涂抹在單板表面，涂膠量為280～320g/m2，按奇數(shù)層原則且相鄰單板纖維方向互相垂直，組成7層板坯，在1.0～1.2MPa壓力下預(yù)壓40～50min，將板坯放入130～135℃熱壓機(jī)中，在1.5～1.8MPa下，熱壓2～3h，得改性氧化淀粉無醛膠合板。
本發(fā)明制備的改性氧化淀粉無醛膠合板膠合強(qiáng)度達(dá)到1.21～1.78MPa，耐腐性能中質(zhì)量損失率小于8％，靜曲強(qiáng)度強(qiáng)度達(dá)到70MPa以上，無甲醛釋放。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的改性氧化淀粉無醛膠合板中不含甲醛，也不會(huì)釋放其他有害氣體，不會(huì)危害人的健康，保護(hù)環(huán)境；
（2）本發(fā)明制備的改性氧化淀粉無醛膠合板膠合強(qiáng)度高，可達(dá)1.21～1.78MPa；
（3）本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，原材料易獲取，所需要的成本低。
具體實(shí)施方式
首先稱取300～500g楊木塊，加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，將過篩后的楊木粉加入蒸汽爆破罐中，向蒸汽爆破罐內(nèi)通入1.8～2.2MPa飽和水蒸汽，保持壓力3～5min后瞬間打開蒸汽爆破罐閥門，減壓至常壓后取出楊木粉，將其浸泡在600～800mL溫度為80～90℃去離子水中40～50min，取出，轉(zhuǎn)入300～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過氧化氫溶液中，在70～75℃恒溫水浴下，反應(yīng)1～2h，真空抽濾，將濾餅浸泡在100～200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氫氧化鈉溶液中，在80～85℃恒溫水浴下，浸提3～4h，用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣至洗滌液呈中性，轉(zhuǎn)入105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得楊木纖維；再稱取6～9g上述楊木纖維加入90～120mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%硫酸溶液中，在40～45℃恒溫水浴下，以300～400r/min攪拌45～50min，加入600～800mL去離子水，并用300W超聲波超聲分散30～40min，將混合液裝入分子通量為12000～14000道爾頓的透析袋中，用去離子水透析至袋內(nèi)混合液pH呈中性，將混合液加入真空冷凍干燥箱中冷凍干燥1～3天，得楊木納米纖維，備用；接著稱取20～25g玉米淀粉，加入100～120mL去離子水中，在35～38℃下，以300～400r/min攪拌加熱糊化10～15min，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%鹽酸溶液調(diào)節(jié)淀粉乳液pH為4.0～4.5，加入0.30～0.32g過硫酸鉀，加熱至65～70℃，繼續(xù)攪拌50～60min，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為9.0～10.0，加入4～5g硼砂，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)3～4h，繼續(xù)升溫至80～90℃，糊化30～40min，冷卻至室溫，加入0.6～0.8g上述制備的楊木納米纖維，用300W超聲波超聲分散15～20min，得改性氧化淀粉膠黏劑；最后將楊木單板置于80～85℃干燥箱中干燥至含水率為6～8%，將上述改性氧化淀粉膠黏劑雙面涂膠，均勻涂抹在單板表面，涂膠量為280～320g/m2，按奇數(shù)層原則且相鄰單板纖維方向互相垂直，組成7層板坯，在1.0～1.2MPa壓力下預(yù)壓40～50min，將板坯放入130～135℃熱壓機(jī)中，在1.5～1.8MPa下，熱壓2～3h，得改性氧化淀粉無醛膠合板。
實(shí)例1
首先稱取500g楊木塊，加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，將過篩后的楊木粉加入蒸汽爆破罐中，向蒸汽爆破罐內(nèi)通入2.2MPa飽和水蒸汽，保持壓力5min后瞬間打開蒸汽爆破罐閥門，減壓至常壓后取出楊木粉，將其浸泡在800mL溫度為90℃去離子水中50min，取出，轉(zhuǎn)入500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過氧化氫溶液中，在75℃恒溫水浴下，反應(yīng)2h，真空抽濾，將濾餅浸泡在200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氫氧化鈉溶液中，在85℃恒溫水浴下，浸提4h，用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣至洗滌液呈中性，轉(zhuǎn)入110℃干燥箱中干燥至恒重，得楊木纖維；再稱取9g上述楊木纖維加入120mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%硫酸溶液中，在45℃恒溫水浴下，以400r/min攪拌50min，加入800mL去離子水，并用300W超聲波超聲分散40min，將混合液裝入分子通量為14000道爾頓的透析袋中，用去離子水透析至袋內(nèi)混合液pH呈中性，將混合液加入真空冷凍干燥箱中冷凍干燥3天，得楊木納米纖維，備用；接著稱取25g玉米淀粉，加入120mL去離子水中，在38℃下，以400r/min攪拌加熱糊化15min，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%鹽酸溶液調(diào)節(jié)淀粉乳液pH為4.5，加入0.32g過硫酸鉀，加熱至70℃，繼續(xù)攪拌60min，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為10.0，加入5g硼砂，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)4h，繼續(xù)升溫至90℃，糊化40min，冷卻至室溫，加入0.8g上述制備的楊木納米纖維，用300W超聲波超聲分散20min，得改性氧化淀粉膠黏劑；最后將楊木單板置于85℃干燥箱中干燥至含水率為8%，將上述改性氧化淀粉膠黏劑雙面涂膠，均勻涂抹在單板表面，涂膠量為320g/m2，按奇數(shù)層原則且相鄰單板纖維方向互相垂直，組成7層板坯，在1.2MPa壓力下預(yù)壓50min，將板坯放入135℃熱壓機(jī)中，在1.8MPa下，熱壓3h，得改性氧化淀粉無醛膠合板。
本發(fā)明制備的改性氧化淀粉無醛膠合板膠合強(qiáng)度達(dá)到1.78MPa，耐腐性能中質(zhì)量損失率為5％，靜曲強(qiáng)度強(qiáng)度達(dá)到85MPa，無甲醛釋放。
實(shí)例2
首先稱取300g楊木塊，加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，將過篩后的楊木粉加入蒸汽爆破罐中，向蒸汽爆破罐內(nèi)通入1.8MPa飽和水蒸汽，保持壓力3min后瞬間打開蒸汽爆破罐閥門，減壓至常壓后取出楊木粉，將其浸泡在600mL溫度為80℃去離子水中40min，取出，轉(zhuǎn)入300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過氧化氫溶液中，在70℃恒溫水浴下，反應(yīng)1h，真空抽濾，將濾餅浸泡在100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氫氧化鈉溶液中，在80℃恒溫水浴下，浸提3h，用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣至洗滌液呈中性，轉(zhuǎn)入105℃干燥箱中干燥至恒重，得楊木纖維；再稱取6g上述楊木纖維加入90mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%硫酸溶液中，在40℃恒溫水浴下，以300r/min攪拌45min，加入600mL去離子水，并用300W超聲波超聲分散30min，將混合液裝入分子通量為12000道爾頓的透析袋中，用去離子水透析至袋內(nèi)混合液pH呈中性，將混合液加入真空冷凍干燥箱中冷凍干燥1天，得楊木納米纖維，備用；接著稱取20g玉米淀粉，加入100mL去離子水中，在35℃下，以300r/min攪拌加熱糊化10min，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%鹽酸溶液調(diào)節(jié)淀粉乳液pH為4.0，加入0.30g過硫酸鉀，加熱至65℃，繼續(xù)攪拌50min，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為9.0，加入4g硼砂，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)3h，繼續(xù)升溫至80℃，糊化30min，冷卻至室溫，加入0.6g上述制備的楊木納米纖維，用300W超聲波超聲分散15min，得改性氧化淀粉膠黏劑；最后將楊木單板置于80℃干燥箱中干燥至含水率為6%，將上述改性氧化淀粉膠黏劑雙面涂膠，均勻涂抹在單板表面，涂膠量為280g/m2，按奇數(shù)層原則且相鄰單板纖維方向互相垂直，組成7層板坯，在1.0MPa壓力下預(yù)壓40min，將板坯放入130℃熱壓機(jī)中，在1.5MPa下，熱壓2h，得改性氧化淀粉無醛膠合板。
本發(fā)明制備的改性氧化淀粉無醛膠合板膠合強(qiáng)度達(dá)到1.21MPa，耐腐性能中質(zhì)量損失率為7％，靜曲強(qiáng)度強(qiáng)度達(dá)到72MPa，無甲醛釋放。
實(shí)例3
首先稱取400g楊木塊，加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，將過篩后的楊木粉加入蒸汽爆破罐中，向蒸汽爆破罐內(nèi)通入1.9MPa飽和水蒸汽，保持壓力4min后瞬間打開蒸汽爆破罐閥門，減壓至常壓后取出楊木粉，將其浸泡在700mL溫度為85℃去離子水中45min，取出，轉(zhuǎn)入400mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過氧化氫溶液中，在72℃恒溫水浴下，反應(yīng)2h，真空抽濾，將濾餅浸泡在150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氫氧化鈉溶液中，在82℃恒溫水浴下，浸提3h，用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣至洗滌液呈中性，轉(zhuǎn)入107℃干燥箱中干燥至恒重，得楊木纖維；再稱取7g上述楊木纖維加入100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%硫酸溶液中，在42℃恒溫水浴下，以350r/min攪拌47min，加入700mL去離子水，并用300W超聲波超聲分散35min，將混合液裝入分子通量為13000道爾頓的透析袋中，用去離子水透析至袋內(nèi)混合液pH呈中性，將混合液加入真空冷凍干燥箱中冷凍干燥2天，得楊木納米纖維，備用；接著稱取22g玉米淀粉，加入110mL去離子水中，在37℃下，以350r/min攪拌加熱糊化12min，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%鹽酸溶液調(diào)節(jié)淀粉乳液pH為4.1，加入0.31g過硫酸鉀，加熱至67℃，繼續(xù)攪拌55min，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為9.7，加入4g硼砂，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)4h，繼續(xù)升溫至85℃，糊化35min，冷卻至室溫，加入0.7g上述制備的楊木納米纖維，用300W超聲波超聲分散17min，得改性氧化淀粉膠黏劑；最后將楊木單板置于82℃干燥箱中干燥至含水率為7%，將上述改性氧化淀粉膠黏劑雙面涂膠，均勻涂抹在單板表面，涂膠量為300g/m2，按奇數(shù)層原則且相鄰單板纖維方向互相垂直，組成7層板坯，在1.1MPa壓力下預(yù)壓45min，將板坯放入132℃熱壓機(jī)中，在1.7MPa下，熱壓2h，得改性氧化淀粉無醛膠合板。
本發(fā)明制備的改性氧化淀粉無醛膠合板膠合強(qiáng)度達(dá)到1.52MPa，耐腐性能中質(zhì)量損失率為6％，靜曲強(qiáng)度強(qiáng)度達(dá)到80MPa，無甲醛釋放。