一種稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝，首先對玉米淀粉復(fù)合改性，進(jìn)行酸解氧化，以降低淀粉的分子量，再進(jìn)行脂化交聯(lián)，加入增粘劑、填充劑和增強(qiáng)劑等助劑后，以稻草板為基材、薄木板為貼面材料，涂膠、組坯，制作稻草板基材薄木貼面人造板。本發(fā)明針對稻草板薄木貼面工藝，將工藝中的膠粘劑選用玉米淀粉生物質(zhì)膠，由于稻草板為無醛人造板，再用生物質(zhì)膠進(jìn)行貼面，可徹底將稻草板薄木貼面中的甲醛去除掉，所生產(chǎn)的人造板產(chǎn)品物理力學(xué)性能好，同時(shí)產(chǎn)品的甲醛釋放量指標(biāo)達(dá)到或超過世界先進(jìn)水平，為真正意義上的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
【專利說明】
-種稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝，屬于無甲醒生物質(zhì)基人造板研制 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] W農(nóng)作物稻草賴桿為原材料、W異氯酸醋為膠黏劑壓制而成的稻草板，因使用非 醒類膠使得板材無游離甲醒釋放，符合環(huán)境發(fā)展的要求，而且稻草板密度均勻，表面光滑， 無明顯色差，可用于家具制造、地板、吸音板、廚柜和包裝、室內(nèi)裝飾等領(lǐng)域。與普通的木質(zhì) 人造板相比，稻草板制造的家具市場售價(jià)可提高20~30% W上。但與此同時(shí)，由于稻草板素 板表面色彩單調(diào)、裝飾性能差、尺寸穩(wěn)定性，在實(shí)際應(yīng)用過程中，還需進(jìn)一步進(jìn)行涂飾或貼 面等表面裝飾處理。
[0003] 當(dāng)前，W表面貼薄木飾面的稻草裝飾板用量居多，但由于受到傳統(tǒng)木質(zhì)基材貼面 工藝的影響，稻草板貼面也延續(xù)了其過程，常采用冷壓或熱壓工藝。其過程由于貼面工藝所 選用的膠粘劑，仍然是市場上應(yīng)用相對最廣且具有代表性的木材膠粘劑是甲醒系樹脂膠粘 劑。其中，脈醒樹脂由于使用方便、原料豐富、成本低廉W及膠合強(qiáng)度較好等優(yōu)點(diǎn)，一直W來 都是使用較為廣泛的膠粘劑，占所用合成樹脂膠粘劑總量的70%左右。由于脈醒樹脂膠粘 劑制成的人造板存在著甲醒釋放量較高、污染環(huán)境并有害人體健康等缺點(diǎn)，特別是對無醒 稻草板m異氯酸醋為膠黏劑煙材來說，薄木貼面后，由于使用了脈醒樹脂膠，從而增加了 甲醒釋放量，將無醒稻草板變成了有醒的稻草板薄木飾面板。
[0004] 隨著人民生活水平的提高，對環(huán)保意識日益增強(qiáng)，W及石油資源日益短缺，合成高 分子木材膠粘劑潛在的缺陷與危機(jī)將越來越明顯。因此，用原料豐富、可再生、可降價(jià)和價(jià) 廉的天然高分子資源(如:淀粉等)作為主要原料制作無醒型生物質(zhì)復(fù)合材料膠粘劑生產(chǎn)人 造板將成為當(dāng)前及今后人造板工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。
[0005] 用生物質(zhì)基為主要原料制作賴桿(稻草)用膠粘劑的研究工作早已開始。但到目前 為止，還沒有真正在實(shí)際生產(chǎn)中得到很好的應(yīng)用。究其原因，主要是由于存在膠粘劑的穩(wěn)定 性、生產(chǎn)成本和制作工藝復(fù)雜等問題造成的，其中最為關(guān)鍵的原因是生物質(zhì)基膠粘劑在生 產(chǎn)過程中，對膠合工藝條件的要求較為苛刻，實(shí)用性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明W天然高分子玉米淀粉為主要原料制作出賴桿材料用膠粘劑并將其用于 稻草板薄木貼面中，進(jìn)行生產(chǎn)工藝技術(shù)的研發(fā)，旨在提高生物質(zhì)基膠粘劑在人造板制造領(lǐng) 域中的實(shí)用性，并拓展無醒稻草板應(yīng)用渠道。
[0007] 本發(fā)明提供一種稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝，包括W下步驟：
[000引步驟(1):玉米淀粉復(fù)合改性，先對玉米淀粉進(jìn)行酸解氧化，W降低淀粉的分子量， 再進(jìn)行脂化交聯(lián)；
[0009]步驟(2):將復(fù)合改性的玉米淀粉制成乳液，向其中加入增粘劑聚乙締醇溶液，攬 拌使其混合均勻；
[0010] 步驟(3):向步驟(2)的混合溶液中加入填充劑和增強(qiáng)劑:所述填充劑為面粉，面粉 添加量為玉米淀粉乳液與增粘劑總量的25~30%;所述增強(qiáng)劑為多異氯酸醋的預(yù)聚體 (PMDI) ,PMDI的添加量為玉米淀粉乳液與增粘劑總量的8~15% ;混合制備得到淀粉膠；
[0011] 步驟(4): W稻草板為基材、薄木板為貼面材料，用制得的淀粉膠涂膠、組巧；
[0012] 步驟(5):采用冷壓法預(yù)壓成型，整理修補(bǔ)。
[0013] 上述生產(chǎn)工藝步驟流程圖見附圖，本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行選擇的具體過程如下：
[0014] 主要原料選定:在進(jìn)行新型生物膠的研發(fā)時(shí)，選擇玉米淀粉為主要原料，其特點(diǎn)如 下:①可再生、可降價(jià)、價(jià)格低廉且較為豐富的資源;②為水溶性高分子，本身具備一定的粘 結(jié)性和成膜性，再經(jīng)適當(dāng)?shù)母男蕴幚碇瞥傻矸垩苌铮纯商岣哒辰Y(jié)性能;③用其制成的膠 粘劑用于裝飾人造板生產(chǎn)，無色澤上的污染，保持基材本身的天然美觀。
[0015] 主劑淀粉乳液研制一-淀粉改性:玉米淀粉改性方法，即玉米淀粉衍生物的制造 方法。主要有:①物理改性，如預(yù)糊化淀粉、電子福射處理淀粉、熱降價(jià)淀粉等;②化學(xué)改性， 如酸改性淀粉、氧化淀粉、醋化淀粉、酸化淀粉、交聯(lián)淀粉、接枝共聚淀粉等;③生物改性，如 酶轉(zhuǎn)化淀粉等。
[0016] 本發(fā)明從能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)要求出發(fā)，發(fā)明了淀粉復(fù)合改性方法：即先對玉米淀 粉進(jìn)行酸解氧化，W降低淀粉的分子量，再進(jìn)行脂化交聯(lián)的方法，通過一系列的工藝優(yōu)化試 驗(yàn)，獲得了穩(wěn)定及粘結(jié)性能較佳的改性淀粉乳液。其工藝過程包括：
[0017] ①酸解氧化:將一定濃度的淀粉水乳液用鹽酸溶液調(diào)至PH《4,加入氧化劑(過硫 酸鐘），在不高于70°C的溫度下反應(yīng)60min，降溫至45°CW下即可。過硫酸鐘用量控制在淀粉 量的2%左右。
[0018] ②醋化交聯(lián):把上述酸解氧化好的淀粉乳液用氨氧化鋼溶液調(diào)至PH=IO左右，加 入冰醋酸進(jìn)行醋化反應(yīng)10~20min，再調(diào)至PH = 9左右，加入草酸進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)20~30min， 根據(jù)醋化交聯(lián)的狀況可再次進(jìn)行醋化交聯(lián)反應(yīng)，直至得到穩(wěn)定的改性淀粉乳液。冰醋酸與 草酸用量分別為淀粉量的8-12%。
[0019]由上述工藝審喊的改性淀粉乳液質(zhì)量指標(biāo)見表1。
[0020] 表1改性玉米淀粉乳液質(zhì)量指標(biāo)
[0021]
[0022」新型生物膠配制：由于稻早板基材薄木貼曲板的生產(chǎn)過程中，小僅要求膠粘劑要 有好的耐水膠合強(qiáng)度(達(dá)到n類），還因受所使用木質(zhì)原料質(zhì)量限制，為保證最終產(chǎn)品質(zhì)量， 在進(jìn)入熱壓機(jī)熱壓之前，必須通過預(yù)壓成型和整理修補(bǔ)環(huán)節(jié)。預(yù)壓成型的好壞直接影響到 整理修補(bǔ)的效果，進(jìn)而影響到產(chǎn)品質(zhì)量。所W，作為膠粘劑必須要有好的預(yù)成型性。
[0023]上述玉米淀粉通過復(fù)合改性得到的乳液，雖具有一定的粘結(jié)性和成膜性，但直接 用于人造板生產(chǎn)，其預(yù)成型性和耐水膠合強(qiáng)度仍達(dá)不到生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此， 要使復(fù)合改性淀粉乳液符合膠粘劑要求，還須加入增粘劑、填充劑和增強(qiáng)劑等助劑。
[0024] ①增粘劑的選擇
[0025] 根據(jù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本研究選用了聚乙締醇溶液作為復(fù)合改性淀粉乳 液的增粘劑。聚乙締醇溶液能與玉米淀粉乳液相混溶，且本身也具有較好的粘接力；同時(shí)， 聚乙締醇具有成膜性，其膜的機(jī)械性能優(yōu)良。經(jīng)過試驗(yàn)、試用表明：用聚乙締醇溶液作為增 粘劑，明顯提高了改性玉米淀粉乳液的預(yù)成型性，達(dá)到生產(chǎn)工藝要求。但對于預(yù)成型性要求 特別高的產(chǎn)品生產(chǎn)，可再添加少量聚醋酸乙締乳液，即可完全能滿足生產(chǎn)需要。增粘劑的添 加量為改性淀粉乳液量的30~45%。
[0026] ②填充劑的選擇
[0027] 由于淀粉乳液特別是加入聚乙締醇溶液后的乳液，固體含量較低，直接用作膠粘 劑，在熱壓時(shí)容易產(chǎn)生鼓泡，故在本研究中，選用面粉與輕質(zhì)碳酸巧分別作為改性淀粉乳液 的填充劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：面粉與玉米淀粉乳液相混時(shí)，因兩者的分子結(jié)構(gòu)相似，相容 性較好，混合后狀態(tài)穩(wěn)定;而輕質(zhì)碳酸巧則相容性差，狀態(tài)不穩(wěn)定，增稠太快不利于涂膠。
[0028] 通過對比，研究中選擇面粉作為填充劑，面粉不僅可改善玉米淀粉乳液的使用性 能，降低玉米淀粉膠固化后的收縮率，還可W提高制品膠層的耐老化性。面粉添加量為淀粉 乳液與增粘劑總量的25~30%。
[0029] ③增強(qiáng)劑的選擇
[0030] 復(fù)合改性淀粉乳液通過加入增粘劑、填充劑，使用性能得到了較好的改善，但在耐 水膠合強(qiáng)度上還達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，因此，本研究中選用了多異氯酸醋的預(yù)聚體(PMDI)作為 增強(qiáng)劑加W增強(qiáng)。
[0031] 由于異氯酸醋預(yù)聚體本身即可作為耐水的膠粘劑使用，其所擁有的異氯酸醋基反 應(yīng)活性很大，能與含有活潑氨的官能團(tuán)反應(yīng)，即能與改性淀粉、聚乙締醇、面粉、基材中的徑 基、簇基等基團(tuán)反應(yīng)，使新型生物膠具有很好的耐水膠合強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明：在改性淀粉 乳液與聚乙締醇溶液、面粉的混合乳液中，加入8~15%的PMDI作為增強(qiáng)劑，可使新型生物 膠的物理力學(xué)性能達(dá)到國標(biāo)n類標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0032] 在對新型生物膠的研制完成后，即可用于人造板的生產(chǎn)過程中進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，需 嚴(yán)格把控其工藝過程技術(shù)要求，本研究依據(jù)該膠黏劑在貼面膠合板大試生產(chǎn)時(shí)使用情況， 對其核屯、工藝技術(shù)要求進(jìn)行說明，具體參數(shù)情況見表2。
[0033] 表2玉米淀粉無醒膠生產(chǎn)稻草板薄木貼面人造板的工藝技術(shù)指標(biāo) ^pAOyI 1
[0035]本發(fā)明針對稻草板薄木貼面工藝，將工藝中的膠粘劑選用生物質(zhì)膠，由于稻草板 為無醒人造板，再用生物質(zhì)膠進(jìn)行貼面，可徹底將稻草板薄木貼面中的甲醒去除掉。生產(chǎn)的 人造板產(chǎn)品物理力學(xué)性能好;同時(shí)，采用改性淀粉膠粘劑，使產(chǎn)品的甲醒釋放量指標(biāo)達(dá)到或 超過世界先進(jìn)水平，為真正意義上的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0036] 圖1:本發(fā)明的稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0038] 實(shí)施例1:無甲醒生物質(zhì)基木材的制備
[0039] -種稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝，包括W下步驟：
[0040] 步驟(1):玉米淀粉復(fù)合改性，先對玉米淀粉進(jìn)行酸解氧化，W降低淀粉的分子量， 再進(jìn)行脂化交聯(lián);復(fù)合改性的具體步驟為：
[0041] 酸解氧化:將一定濃度的淀粉水乳液用鹽酸溶液調(diào)至PH《4,加入氧化劑過硫酸 鐘，在不高于70°C的溫度下反應(yīng)60min，降溫至45°CW下即可，過硫酸鐘用量控制在淀粉量 的2 %左右；
[0042] 醋化交聯(lián):把上述酸解氧化好的淀粉乳液用氨氧化鋼溶液調(diào)至PH= 10左右，加入 冰醋酸進(jìn)行醋化反應(yīng)10~20min，再調(diào)至PH = 9左右，加入草酸進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)20~30min，根 據(jù)醋化交聯(lián)的狀況可再次進(jìn)行醋化交聯(lián)反應(yīng)，直至得到穩(wěn)定的改性淀粉乳液;冰醋酸與草 酸用量分別為淀粉量的8-12%。
[0043] 步驟(2):將復(fù)合改性的玉米淀粉制成乳液，向其中加入增粘劑聚乙締醇溶液，攬 拌使其混合均勻;檢測混合溶液固含量、pH值、醋化程度。
[0044] 步驟(3):向步驟(2)的混合溶液中加入填充劑和增強(qiáng)劑:所述填充劑為面粉，面粉 添加量為玉米淀粉乳液與增粘劑總量的25~30%;所述增強(qiáng)劑為多異氯酸醋的預(yù)聚體 (PMDI) ,PMDI的添加量為玉米淀粉乳液與增粘劑總量的8~15% ;混合制備得到淀粉膠。
[0045] 步驟(4): W稻草板為基材、薄木板為貼面材料，用制得的淀粉膠涂膠、組巧；
[0046] 步驟(5):采用冷壓法預(yù)壓成型，整理修補(bǔ)。
[0047] 步驟(6):熱壓，砂光，制成人造板成品；銀邊檢驗(yàn)，包裝入庫。
[004引制造人造板的工藝要求為:基材含水率為12~16%;涂膠量為280~320g/m2;預(yù)壓 時(shí)間為30~120min;預(yù)壓壓力為O.SMPa;熱壓時(shí)間為/1~1.2min/mm;熱壓溫度為110~120 °C;熱壓壓力為1.0~l.lMPa。
[0049] 實(shí)施例2:效果評價(jià)
[0050] 按上述的工藝流程與工藝技術(shù)要求，用新型生物膠對稻草板基材薄木貼面板進(jìn)行 了較大批量的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，生產(chǎn)的成品板材，進(jìn)行效果評價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。
[0051] 表3玉米淀粉膠生產(chǎn)稻草板薄木貼面人造板理化性能 「AACOI
[0053] 試驗(yàn)結(jié)果表明：用新型生物膠生產(chǎn)的稻草板基材薄木貼面人造板的物理力學(xué)性能 達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。
[0054] 通過大試生產(chǎn)，同時(shí)可W看出，新型生物膠與脈醒樹脂膠在實(shí)際生產(chǎn)中的不同之 處在于，一是涂膠后需盡快實(shí)施冷壓，尤其是含水率低10% )的原料需在40min內(nèi)實(shí)施冷 壓，對于含水率高（14~16%)的原料需在60min內(nèi)完成冷壓;二是要控制好從涂膠到熱壓的 時(shí)間，需控制在4t內(nèi)，最多不能超過8t;=是熱壓工藝技術(shù)需嚴(yán)格控制，特別是熱壓溫度和 時(shí)間。
[0055] W上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟 悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對W上實(shí) 施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝，其特征在于:包括以下步驟： 步驟（1):玉米淀粉復(fù)合改性，先對玉米淀粉進(jìn)行酸解氧化，以降低淀粉的分子量，再進(jìn) tx脂化交聯(lián)； 步驟(2):將復(fù)合改性的玉米淀粉制成乳液，向其中加入增粘劑聚乙烯醇溶液，攪拌使 其混合均勻； 步驟(3):向步驟(2)的混合溶液中加入填充劑和增強(qiáng)劑:所述填充劑為面粉，面粉添加 量為玉米淀粉乳液與增粘劑總量的25~30% ;所述增強(qiáng)劑為多異氰酸酯的預(yù)聚體(PMDI)， PMDI的添加量為玉米淀粉乳液與增粘劑總量的8~15%;混合制備得到淀粉膠； 步驟(4):以稻草板為基材、薄木板為貼面材料，用制得的淀粉膠涂膠、組坯； 步驟(5):采用冷壓法預(yù)壓成型，整理修補(bǔ)； 步驟(6):熱壓，砂光，制成人造板成品;鋸邊檢驗(yàn)，包裝入庫。2. 如權(quán)利要求1所述的一種稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝，其特征在于:淀粉復(fù)合改性 的具體步驟為： 酸解氧化:將一定濃度的淀粉水乳液用鹽酸溶液調(diào)至PHS4，加入氧化劑過硫酸鉀，在 不高于70°C的溫度下反應(yīng)60min，降溫至45°C以下即可，過硫酸鉀用量控制在淀粉量的2%; 酯化交聯(lián):把上述酸解氧化好的淀粉乳液用氫氧化鈉溶液調(diào)至PH= 10，加入冰醋酸進(jìn) 行酯化反應(yīng)10~20min，再調(diào)至PH = 9，加入草酸進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)20~30min，根據(jù)酯化交聯(lián)的 狀況可再次進(jìn)行酯化交聯(lián)反應(yīng)，直至得到穩(wěn)定的改性淀粉乳液;冰醋酸與草酸用量分別為 淀粉量的8-12 %。3. 如權(quán)利要求1所述的一種稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝，其特征在于：步驟(2)加入 增粘劑后，檢測混合溶液固含量、PH值、酯化程度。4. 如權(quán)利要求1所述的一種稻草板基材薄木貼面生產(chǎn)工藝，其特征在于:制造人造板的 工藝要求為:基材含水率為12~16%;涂膠量為280~32(^/111 2;預(yù)壓時(shí)間為30~12〇1^11;預(yù) 壓壓力為〇.8MPa;熱壓時(shí)間為/1~1.2min/mm ;熱壓溫度為110~120°C;熱壓壓力為1.0~ I.IMPa〇
【文檔編號】B32B37/10GK105904527SQ201610257127
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】熊先青, 方露, 吳智慧, 王雪花
【申請人】南京林業(yè)大學(xué)