一種秸稈板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用糧食作物秸桿尤其是水稻或小麥秸桿生產(chǎn)制備秸軒板的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國是一個農(nóng)業(yè)大國，每年在生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品的同時也產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸桿資源。據(jù)統(tǒng)計，全國每年的農(nóng)作物秸桿產(chǎn)量均在7億噸左右，農(nóng)作物秸桿是一年生草本植物的莖桿，原料周期比木材要短得多，如果能夠利用秸桿資源來生產(chǎn)人造板，則每年能夠節(jié)省大量的木材。此外，秸桿焚燒一直是引起環(huán)境污染的重要原因之一，秸桿板的生產(chǎn)能夠給農(nóng)民的廢棄秸桿找到一個合適的變廢為寶的途徑，從而從經(jīng)濟利益的角度杜絕秸桿的焚燒。
[0003]我國對秸桿人造板的研宄起始于20世紀(jì)50年代末，并于70年代末在廣東建設(shè)了10條蔗渣纖維板生產(chǎn)線。然而，由于膠粘劑市工藝技術(shù)的限制及價格因素的影響，稻草和麥秸人造板的研宄開始較晚，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的力學(xué)性能、耐水性等都比較差，發(fā)展相對緩慢。
[0004]水稻和小麥秸桿外形尺寸較小，材質(zhì)相對勻稱，也是各地糧食作物的主體部分。這兩種秸桿主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和抽提物組成，內(nèi)層質(zhì)地松軟，密度較小，但是秸桿外表面富集蠟狀物質(zhì)，并含有一定量的二氧化硅，在秸桿板制生產(chǎn)過程中秸桿外表面與膠黏劑的結(jié)合強度明顯弱于內(nèi)表面，因而秸桿外表面的角質(zhì)層與膠黏劑的結(jié)合強度較低是秸桿板生產(chǎn)制備過程中的主要障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種水稻或者小麥秸桿板的制備方法，制備中通過對秸桿進行濕法化學(xué)處理來提高其與膠黏劑的結(jié)合強度。
[0006]本發(fā)明所提出的方法包含以下步驟:
[0007]I)利用粉碎機將水稻或者小麥秸桿粉碎為長度0.l-30cm的秸桿碎料；
[0008]2)將秸桿碎料放入蒸鍋中蒸煮，利用蒸汽在濕熱作用下，使秸桿表面的蠟狀物質(zhì)和果膠等析出，提高了秸桿表面極性，增強秸桿與粘合劑的膠合性能。秸桿碎料在蒸汽中濕熱作用20min，充分除去蠟質(zhì)，并將濕熱處理后的秸桿碎料放入烘干機中烘干；
[0009]3)將濕熱處理并烘干后的秸桿碎料放入有加熱裝置的鐵桶中，分別加入水及0.01-1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)(以熱水體積計)的硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選KH550或KH560，并加熱攪拌0.5-2小時。硅烷偶聯(lián)劑為雙性分子，一部分官能團能與秸桿表面反應(yīng)形成化學(xué)鍵，另一部分官能團能與膠黏劑反應(yīng)形成化學(xué)鍵。這樣偶聯(lián)劑就在樹脂與秸桿纖維素表面起到一個化學(xué)媒介的作用，將二者牢固地連在一起。
[0010]4)將表面處理后的秸桿粉碎成纖維粉狀。
[0011 ] 5)將處理后的秸桿纖維粉和脲醛樹脂膠利用多功能攪拌機混合均勻，再將混合物放入壓板機中熱壓成型。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實施實例對本發(fā)明做進一步的詳細(xì)說明。
[0013]實施例1、一種水稻秸桿板及其制備
[0014]將一年新的稻草秸桿粉碎為0.5cm左右的秸桿碎料，并將秸桿碎料放入蒸鍋中蒸煮20min，使秸桿表面的蠟狀物質(zhì)和果膠等充分去除，并將濕熱處理后的秸桿碎料放入烘干機中烘干。
[0015]將濕熱處理并烘干后的秸桿碎料放入有加熱裝置的鐵桶中，分別加入水及0.1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)(以熱水體積計)的KH550。然后將秸桿碎料加入其中，并升溫至60°C并輕微攪拌I小時，其后將秸桿撈出干燥，并將表面處理后的秸桿碎料用攪拌機粉碎成纖維粉狀。
[0016]將市場購得的脲醛膠粉與水按照重量比100:60配置成脲醛膠。將處理后的秸桿纖維粉和脲醛膠按照10:1的重量比利用多功能攪拌機混合均勻，再將混合物放入壓板機中熱壓成型，從而制得水稻秸桿板。
[0017]實施例2、一種小麥秸桿板的制備
[0018]用粉碎機將小麥秸桿處理為長度為Icm左右的秸桿碎料，并將秸桿碎料放入蒸鍋中蒸煮20min，充分除去蠟質(zhì)，處理后的秸桿碎料放入烘干機中烘干。
[0019]將以上得到的秸桿碎料放入有加熱裝置的鐵桶中，分別加入水及0.2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)(以熱水體積計)的硅烷偶聯(lián)劑KH560。然后將秸桿碎料加入其中，并升溫至60°C并輕攪拌半小時。隨后，將表面處理后的秸桿碎料用攪拌機粉碎成纖維粉狀。
[0020]市場購得的脲醛膠粉與水按照重量比100:60配置成脲醛膠。將處理后的秸桿纖維粉和脲醛膠按照10:1重量利用多功能攪拌機混合均勻，再將混合物放入壓板機中熱壓成型，從而制得小麥秸桿板。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明提出一種水稻或者小麥秸桿板的制備方法，制備中通過對秸桿進行濕法化學(xué)處理來提高其與膠黏劑的結(jié)合強度，具體的制備過程包含以下步驟: 1)將水稻或者小麥秸桿粉碎； 2)將秸桿碎料放入蒸鍋中蒸煮，使秸桿表面的蠟狀物質(zhì)和果膠等被蒸出，從而提高秸桿表面極性，增強秸桿與粘合劑的膠合性能。之后將秸桿碎料撈出并干燥； 3)將以上獲得的干燥秸桿碎料放入有加熱裝置的鐵桶中，分別加入水及硅烷偶聯(lián)劑，并控溫攪拌。硅烷偶聯(lián)劑為雙性分子，一部分官能團能與秸桿表面反應(yīng)形成化學(xué)鍵，另一部分官能團能與膠黏劑反應(yīng)形成化學(xué)鍵。這樣偶聯(lián)劑就在樹脂與秸桿纖維素表面起到一個化學(xué)媒介的作用，將二者牢固地連在一起； 4)將表面處理后的秸桿粉碎成纖維粉狀； 5)將處理后的秸桿纖維粉和脲醛樹脂膠利用多功能攪拌機混合均勻，再將混合物放入壓板機中熱壓成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3中，硅烷偶聯(lián)劑具有通式Y(jié)SiX3，其中，X為可水解的基團，優(yōu)選-OCH3, -OC2H5基團，Y為非水解基團，包括有機胺基、鏈稀基等(主要為乙稀基)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3中，所用硅烷偶聯(lián)劑在水中的濃度為 0.001% -5%，優(yōu)選 0.1% -1%ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3中，控制溫度在10-80°C，優(yōu)選 20-60 °C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2中，蒸煮的時間在10-60分鐘，優(yōu)選15-30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟I中，水稻或者小麥秸桿被粉碎至 0.l_30cm，優(yōu)選 0.5-lOcm。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種水稻或者小麥秸稈板的制備方法，制備中通過對秸稈進行濕法化學(xué)處理來提高其與膠黏劑的結(jié)合強度，具體的制備過程包含以下步驟：1)將水稻或者小麥秸稈粉碎；2)將秸稈碎料放入蒸鍋中蒸煮，使秸稈表面的蠟狀物質(zhì)和果膠等被蒸出；3)將以上獲得的秸稈碎料放入有加熱裝置的鐵桶中，分別加入水及硅烷偶聯(lián)劑，并控溫攪拌。4)將表面處理后的秸稈干燥并粉碎成纖維粉狀；5)將處理后的秸稈纖維粉和脲醛樹脂膠利用多功能攪拌機混合均勻，再將混合物放入壓板機中熱壓成型可制得秸稈板。該方法通過硅烷偶聯(lián)劑對秸稈表面進行修飾，加強其與膠黏劑的結(jié)合力，從而提高秸稈板強度。
【IPC分類】B27N3-10, B27N1-00, B27N1-02
【公開號】CN104526831
【申請?zhí)枴緾N201410799748
【發(fā)明人】王利魁, 王洪, 劉云, 姚伯龍
【申請人】江南大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月19日