專利名稱：用酶處理和機(jī)械法制造纖維素微納米材料增強(qiáng)膠粘劑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種利用酶處理結(jié)合機(jī)械法制造纖維素微納米材料來(lái)增強(qiáng)膠粘劑的方法。屬于人造板制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
木質(zhì)人造板大多是通過(guò)膠粘劑將單板、刨花、纖維等單元膠合的產(chǎn)品，膠粘劑的膠 合強(qiáng)度對(duì)人造板產(chǎn)品的使用性能影響很大，通過(guò)增強(qiáng)膠粘劑可以提高人造板的性能、擴(kuò)大 人造板的應(yīng)用途徑。從天然纖維中分離出的微/納纖絲是一種質(zhì)輕、環(huán)境友好、可生物降解 的聚合物，具有很高的機(jī)械特性，是較理想的增強(qiáng)材料。本發(fā)明是利用酶處理結(jié)合機(jī)械法制 造出纖維素微納米材料加入到膠粘劑中，達(dá)到增加膠粘劑膠合強(qiáng)度的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種利用酶處理結(jié)合機(jī)械法制造纖維素微納米材料來(lái)增強(qiáng)膠粘劑 的方法。其目的是利用可生物降解的天然纖維素微納米材料加入到膠粘劑中增加其膠合強(qiáng) 度，從而提高人造板的性能和擴(kuò)大人造板的應(yīng)用途徑。本發(fā)明的技術(shù)解決方案用酶處理和機(jī)械法制造纖維素微納米材料增強(qiáng)膠粘劑的 方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟一、原料干燥，選用木材紙漿纖維為原料，在分散狀態(tài)下自然晾干，使其含水率達(dá) 到 15-20% ；二、粉碎和篩選，將自然晾干的木材紙漿纖維粉碎，然后篩選，使篩選后的纖維細(xì) 度達(dá)到40-180目；三、酶處理，首先在反應(yīng)容器中，加人篩選后的木材紙漿纖維和pH4. 8的檸檬酸磷 酸氫二鈉緩沖液(兩者重量比1kg木材紙漿纖維加20kg檸檬酸-磷酸二氫鈉緩沖液)，使 溫度保持在50°C，添加纖維素酶到反應(yīng)器中(添加比列1克木材紙漿纖維加10-20FPU纖 維素酶)，酶處理時(shí)間為4-8小時(shí)；四、機(jī)械加工，酶處理后的木材紙漿纖維自然晾干后采用高壓納米均質(zhì)器、或超 聲波細(xì)胞破碎儀機(jī)械加工的方式將其制造成纖維素微納米材料，其中，高壓納米均質(zhì)的 壓力為1000-2000bar，制備出分散在水中的纖維素微納米材料，其濃度的重量百分比為 0. 5-1. 0%;超聲波細(xì)胞破碎儀的功率450-600W，振幅80-100、破碎時(shí)間為0. 5-1. 5小時(shí)，制 備出分散在水中的纖維素微納米材料，其濃度的重量百分比為0. 5-1. 5% ；五、攪拌混合，將制備好的纖維素微納米材料添加到水溶性的酚醛樹(shù)脂或脲醛樹(shù) 脂膠粘劑中，添加的重量比是ι份固體微/納纖絲加20 100份固體樹(shù)脂；六、施膠，將攪拌混合纖維素微納米材料的人造板膠粘劑施加到人造板單元如單 板、或刨花、或纖維板表面，其中，單板雙面施膠液體膠量為280-380克/平方米；刨花或纖 維板的施膠固體膠量的重量百分比均為8-12% ；七、熱壓，將施膠后的人造板單元如單板、或刨花板、或纖維板，組坯或鋪裝成型后，送入熱壓機(jī)熱壓，熱壓溫度根據(jù)膠合板、刨花板、纖維板和膠粘劑固化溫度的要求，取 Iio0C -200°c，時(shí)間為0. 15-1. 5分鐘/每毫米板厚；八、后期處理，熱壓后的人造板經(jīng)過(guò)冷卻處理、調(diào)濕處理、鋸邊、砂光后檢測(cè)，與不 加纖維素微納米材料膠粘劑的人造板相比，其膠合強(qiáng)度可以提高10-30 %。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用酶處理結(jié)合機(jī)械法制造出可生物降解的纖維素微納米材料 加入到膠粘劑中，從而提高了人造板膠粘劑的膠合強(qiáng)度，使人造板的性能改善，擴(kuò)大了人造 板的應(yīng)用途徑。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，一、原料干燥，選用木材紙漿纖維為原料，在分散狀態(tài)下自然晾干，使其含水率達(dá) 到 15% ；二、粉碎和篩選，將自然晾干的木材紙漿纖維粉碎，然后篩選，使篩選后的纖維細(xì) 度達(dá)到40目；三、酶處理，首先在反應(yīng)容器中，加人篩選后的木材紙漿纖維和pH4. 8的檸檬酸磷 酸氫二鈉緩沖液(兩者重量比1kg木材紙漿纖維加20kg檸檬酸-磷酸二氫鈉緩沖液)，使 溫度保持在50°C，添加纖維素酶到反應(yīng)器中(添加比列1克木材紙漿纖維加20FPU纖維素 酶)，酶處理時(shí)間為6小時(shí)；四、機(jī)械加工，酶處理后的木材紙漿纖維自然晾干后采用高壓納米均質(zhì)器、或超聲 波細(xì)胞破碎儀機(jī)械加工的方式將其制造成纖維素微納米材料，其中，高壓納米均質(zhì)的壓力 為lOOObar，制備出分散在水中的纖維素微納米材料，其濃度的重量百分比為0. 5%;超聲波 細(xì)胞破碎儀的功率450-600W，振幅80、破碎時(shí)間為1. 0小時(shí)，制備出分散在水中的纖維素微 納米材料，其濃度的重量百分比為0. 5% ；五、攪拌混合，將制備好的纖維素微納米材料添加到水溶性的酚醛樹(shù)脂或脲醛樹(shù) 脂膠粘劑中，添加的重量比是ι份固體微/納纖絲加50份固體樹(shù)脂；六、施膠，將攪拌混合纖維素微納米材料的人造板膠粘劑施加到人造板單元如單 板、或刨花、或纖維板表面，其中，單板雙面施膠液體膠量為280克/平方米；刨花或纖維板 的施膠固體膠量的重量百分比均為8% ；七、熱壓，將施膠后的人造板單元如單板、或刨花板、或纖維板，組坯或鋪裝成型 后，送入熱壓機(jī)熱壓，熱壓溫度根據(jù)膠合板、刨花板、纖維板和膠粘劑固化溫度的要求，取 150°C，時(shí)間為0. 15分鐘/每毫米板厚；八、后期處理，熱壓后的人造板經(jīng)過(guò)冷卻處理、調(diào)濕處理、鋸邊、砂光后檢測(cè)，與不 加纖維素微納米材料膠粘劑的人造板相比，其膠合強(qiáng)度可以提高20 %。實(shí)施例2，一、原料干燥，選用木材紙漿纖維為原料，在分散狀態(tài)下自然晾干，使其含水率達(dá) 至Ij 18% ；二、粉碎和篩選，將自然晾干的木材紙漿纖維粉碎，然后篩選，使篩選后的纖維細(xì) 度達(dá)到100目；三、酶處理，首先在反應(yīng)容器中，加人篩選后的木材紙漿纖維和pH4. 8的檸檬酸磷酸氫二鈉緩沖液(兩者重量比1kg木材紙漿纖維加20kg檸檬酸-磷酸二氫鈉緩沖液)，使 溫度保持在50°C，添加纖維素酶到反應(yīng)器中(添加比列1克木材紙漿纖維加10FPU纖維素 酶)，酶處理時(shí)間為8小時(shí)；四、機(jī)械加工，酶處理后的木材紙漿纖維自然晾干后采用高壓納米均質(zhì)器、或超聲 波細(xì)胞破碎儀機(jī)械加工的方式將其制造成纖維素微納米材料，其中，高壓納米均質(zhì)的壓力為2000bar，制備出分散在水中的纖維素微納米材料，其 濃度的重量百分比為1. 0%;超聲波細(xì)胞破碎儀的功率450-600W，振幅100、破碎時(shí)間為1. 5 小時(shí)，制備出分散在水中的纖維素微納米材料，其濃度的重量百分比為1.5% ；五、攪拌混合，將制備好的纖維素微納米材料添加到水溶性的酚醛樹(shù)脂或脲醛樹(shù) 脂膠粘劑中，添加的重量比是1份固體微/納纖絲加100份固體樹(shù)脂；六、施膠，將攪拌混合纖維素微納米材料的人造板膠粘劑施加到人造板單元如單 板、或刨花、或纖維板表面，其中，單板雙面施膠液體膠量為320克/平方米；刨花或纖維板 的施膠固體膠量的重量百分比均為11% ；七、熱壓，將施膠后的人造板單元如單板、或刨花板、或纖維板，組坯或鋪裝成型 后，送入熱壓機(jī)熱壓，熱壓溫度根據(jù)膠合板、刨花板、纖維板和膠粘劑固化溫度的要求，取 180°C，時(shí)間為0. 5分鐘/每毫米板厚；八、后期處理，熱壓后的人造板經(jīng)過(guò)冷卻處理、調(diào)濕處理、鋸邊、砂光后檢測(cè)，與不 加纖維素微納米材料膠粘劑的人造板相比，其膠合強(qiáng)度可以提高30 %。
權(quán)利要求
用酶處理和機(jī)械法制造纖維素微納米材料增強(qiáng)膠粘劑的方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟一、原料干燥，選用木材紙漿纖維為原料，在分散狀態(tài)下自然晾干，使其含水率達(dá)到15-20％；二、粉碎和篩選，將自然晾干的木材紙漿纖維粉碎，然后篩選，使篩選后的纖維細(xì)度達(dá)到40-180目；三、酶處理，首先在反應(yīng)容器中，加人篩選后的木材紙漿纖維和pH4.8的檸檬酸磷酸氫二鈉緩沖液，木材紙漿纖維和pH4.8的檸檬酸磷酸氫二鈉緩沖液的重量比1kg木材紙漿纖維加20kg檸檬酸-磷酸二氫鈉緩沖液)，使溫度保持在50℃，添加纖維素酶到反應(yīng)器中，添加比列1克木材紙漿纖維加10-20FPU纖維素酶，酶處理時(shí)間為4-8小時(shí)；四、機(jī)械加工，酶處理后的木材紙漿纖維自然晾干后采用高壓納米均質(zhì)器、或超聲波細(xì)胞破碎儀機(jī)械加工的方式將其制造成纖維素微納米材料，其中，高壓納米均質(zhì)的壓力為1000-2000bar，制備出分散在水中的纖維素微納米材料，其濃度的重量百分比為0.5-1.0％；超聲波細(xì)胞破碎儀的功率450-600W，振幅80-100、破碎時(shí)間為0.5-1.5小時(shí)，制備出分散在水中的纖維素微納米材料，其濃度的重量百分比為0.5-1.5％；五、攪拌混合，將制備好的纖維素微納米材料添加到水溶性的酚醛樹(shù)脂或脲醛樹(shù)脂膠粘劑中，添加的重量比是1份固體微/納纖絲加20～100份固體樹(shù)脂；六、施膠，將攪拌混合纖維素微納米材料的人造板膠粘劑施加到人造板單元如單板、或刨花、或纖維板表面，其中，單板雙面施膠液體膠量為280-380克/平方米；刨花或纖維板的施膠固體膠量的重量百分比均為8-12％；七、熱壓，將施膠后的人造板單元如單板、或刨花板、或纖維板，組坯或鋪裝成型后，送入熱壓機(jī)熱壓，熱壓溫度根據(jù)膠合板、刨花板、纖維板和膠粘劑固化溫度的要求，取110℃～200℃，時(shí)間為0.15-1.5分鐘/每毫米板厚；八、后期處理，熱壓后的人造板經(jīng)過(guò)冷卻處理、調(diào)濕處理、鋸邊、砂光后檢測(cè)，與不加纖維素微納米材料膠粘劑的人造板相比，其膠合強(qiáng)度可以提高10-30％。
全文摘要
本發(fā)明是用酶處理和機(jī)械法制造纖維素微納米材料增強(qiáng)膠粘劑的方法，主要工藝步驟選用木材紙漿纖維為原料，在分散狀態(tài)下自然晾干；將自然晾干的木材紙漿纖維粉碎、篩選；在反應(yīng)容器中加人篩選后的木材紙漿纖維和pH4.8的檸檬酸磷酸氫二鈉緩沖液進(jìn)行酶處理；采用高壓納米均質(zhì)器、或超聲波細(xì)胞破碎儀機(jī)械加工方式將酶處理后的纖維制造成纖維素微納米材料；將纖維素微納米材料添加到水溶性的酚醛或脲醛樹(shù)脂膠粘劑中施加到單板、或纖維、或刨花表面；經(jīng)過(guò)組坯或鋪裝成型、熱壓制造成人造板。優(yōu)點(diǎn)是利用酶處理結(jié)合機(jī)械法制造出可生物降解的纖維素微納米材料加入到膠粘劑中，從而提高了人造板膠粘劑的膠合強(qiáng)度，使人造板的性能改善、用途擴(kuò)大。
文檔編號(hào)D21J1/00GK101818467SQ2010101343
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者劉聰, 劉艷萍, 吳燕, 吳羽飛, 周兆兵, 周定國(guó), 張洋, 李文定, 楊蕊, 江華, 王思群, 賈翀, 阮重堅(jiān), 黃潤(rùn)州 申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)