[0001] 本发明涉及一种抗爆板型无胶人造板，属于建筑材料领域。

[0002] 人造板以木材或其他非木材植物为原料，经一定机械加工分离成各种单元材料后，施加或不施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。人造板的生产一般都是通过施加一定量的合成树脂胶黏剂将刨花、纤维或单板等材粘结成板，而这类胶黏剂制造的人造板在贮存和使用过程中最大的问题就是游离甲醛的长期释放问题。随着经济社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，对游离甲醛所造成危害的认识也迅速提高。若想从根本上解决人造板的游离甲醛释放问题，最直接有效的方法之一就是在人造板制造过程中不施加胶黏剂，即无胶成板。在能源短缺、木材供需矛盾尖锐、合成树脂价格上涨和环境污染日益加剧的当今世界，无胶胶合技术的兴起和发展具有十分重要的意义。

[0003] 无胶胶合是一种不用外加胶黏剂，不依赖易产生污染的石油产品作胶黏剂而实现木质材料（生物质）胶结和生产人造板的新技术。无胶胶合的方法有氧化结合法、自由基引发法和天然物质转化法等。氧化结合法是将木质单元材料表面经化学药剂（如硝酸、高碘酸盐等）氧化处理，然后进行热压成板，通常还需要加入适量的增强剂和防水剂（如马来酸酐、单宁等）以提高板材物理力学性能。自由基引发法用过氧化物和含有铁离子的盐类等化学试剂使材料表面活化产生自由基，进而在温度和压力的作用下促使自由基聚合而成板。天然物质转化法是通过刺激材料自身固有的物质，或添加某些天然成分，使其在特定工艺条件下转变成具有粘合性能的新物质，从而在热压的过程中达到自粘合。这些方法制得的无胶人造板力学性能差，容易爆板或分层；对原料造成损伤，大部分纤维的结构被破坏，降低纤维自身强度；耐水性较差。所以，开发一种力学性能佳、不易爆板的无胶人造板具有必要的意义。

[0004] 本发明所要解决的技术问题：针对传统方法制得的无胶人造板力学性能差，容易爆板的弊端，提供了一种抗爆板型无胶人造板。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种抗爆板型无胶人造板，由下列重量份物质组成：
45～50份改性蔗渣纤维颗粒、15～20份球磨改性粉末、5～8份去离子水，所述的改性蔗渣纤维颗粒制备步骤为：取甘蔗渣并用双氧水冲洗，干燥得干燥甘蔗渣，按重量份数计，分别称量15～20份干燥甘蔗渣、45～50份N，N-二甲基甲酰胺和5～10份邻苯二甲酸酐搅拌混合并加热处理，过滤得滤饼，洗涤、干燥得改性蔗渣纤维，将改性蔗渣纤维粉碎，得改性蔗渣纤维颗粒。

[0006] 所述的球磨改性粉末制备步骤为：（1）按重量份数计，分别称量45～50份甘蔗渣、15～20份玉米秸秆和25～30份高粱秸秆，干燥后粉碎并过筛，收集得干燥颗粒，按质量比1:15，将干燥颗粒与硫酸溶液混合，水浴加热后超声分散，静置保温并酸解处理，冷却至室温后离心分离并分别收集上层清液和下层沉淀；
（2）取上层清液并调节pH至7.0，旋转蒸发后过滤并收集滤液，真空冷冻干燥，制备得改性颗粒；
（3）将收集的下层沉淀洗涤、干燥得干燥纤维，按质量比1:1，将干燥纤维与去离子水混合，密封发酵后真空干燥，粉碎得混合改性料，按质量比1:1，将改性颗粒与混合改性料混合，球磨过筛得球磨改性粉末。

[0007] 所述的双氧水为质量分数15％的双氧水。

[0008] 步骤（2）所述的调节pH采用的是质量分数10％氢氧化钠溶液。

[0009] 步骤（2）所述的旋转蒸发温度为75～80℃。

[0010] 步骤（3）所述的密封发酵为在35～40℃下密封发酵处理5～7天。

[0011] 本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明通过对含糖秸秆进行糖分收集并水解秸秆纤维，通过提取的糖类物质作为改性粘结剂，使其球磨分散并负载至甘蔗渣纤维内部，由于甘蔗渣纤维经邻苯二甲酸酐改性处理，在其表面接枝大量羧基官能团，使其有效吸附和富集改性粘合剂至纤维材料内部，有效改善材料仅仅通过物理压力进行压实的粘结效应，使得蔗渣之间充分结合，增强了无胶板的结合强度，板内空隙减少，另一方面，碎料之间间隙减小，碎料压缩比增大，可进一步提高材料稳定性能，改善无胶板防爆板性能；
（2）本发明通过对甘蔗渣、玉米和高粱秸秆进行改性和水性，最终制备含有大量木质素的改性粉末，由于木质素主要存在于细胞壁内起到强化植物组织的作用，在一定的热压压力、热压温度和热压时间作用下，可降低板内留存的残余应力，使无胶板在应用中的粘弹性变形恢复时间延长，提高无胶板材料的稳定性能，进步改善材料防爆板性能。

[0012] 按重量份数计，分别称量45～50份甘蔗渣、15～20份玉米秸秆和25～30份高粱秸秆，将其置于75～80℃下干燥6～8h后，经气流粉碎并过50目筛，收集得干燥颗粒，按质量比1:15，将干燥颗粒与质量分数10％硫酸溶液混合，在55～60℃下水浴加热25～30min，再在
200～300W下超声分散10～15min，静置保温并酸解处理1～2h，随后静置冷却至室温，在
3500～4000r/min下离心分离并分别收集上层清液和下层沉淀，取上层清液并用质量分数
10％氢氧化钠调节pH至7.0，在75～80℃下旋转蒸发至原体积的1/5，过滤并收集滤液，真空冷冻干燥，制备得改性颗粒；将收集的下层沉淀用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，在75～
80℃下干燥得干燥纤维，按质量比1:1，将干燥纤维与去离子水混合，在35～40℃下密封发酵处理5～7天，随后真空干燥并粉碎得混合改性料，按质量比1:1，将改性颗粒与混合改性料混合，在350～400r/min下球磨3～5h后，过200目筛得球磨改性粉末；取甘蔗渣并用质量分数15％双氧水冲洗3～5次，再在100～110℃下干燥至恒重，得干燥甘蔗渣，按重量份数计，分别称量15～20份干燥甘蔗渣、45～50份N，N-二甲基甲酰胺和5～10份邻苯二甲酸酐置于烧杯中，在75～80℃下水浴加热3～5h后，过滤得滤饼，用去离子水洗涤3～5次后，再在55～60℃下干燥6～8h得改性蔗渣纤维，将改性蔗渣纤维粉碎至80目，得改性蔗渣纤维颗粒，按重量份数计，分别称量45～50份改性蔗渣纤维颗粒、15～20份球磨改性粉末、5～8份去离子水搅拌混合得混合料，将混合料铺装至模具中，在室温下，以5～10MPa压制3～5min后，再在150～160℃、25～30MPa下压制10～15min，静置冷却至室温，即可制备得一种抗爆板型无胶人造板。

[0013] 实例1按重量份数计，分别称量45份甘蔗渣、15份玉米秸秆和25份高粱秸秆，将其置于75℃下干燥6h后，经气流粉碎并过50目筛，收集得干燥颗粒，按质量比1:15，将干燥颗粒与质量分数10％硫酸溶液混合，在55℃下水浴加热25min，再在200W下超声分散10min，静置保温并酸解处理1h，随后静置冷却至室温，在3500r/min下离心分离并分别收集上层清液和下层沉淀，取上层清液并用质量分数10％氢氧化钠调节pH至7.0，在75℃下旋转蒸发至原体积的1/
5，过滤并收集滤液，真空冷冻干燥，制备得改性颗粒；将收集的下层沉淀用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，在75℃下干燥得干燥纤维，按质量比1:1，将干燥纤维与去离子水混合，在
35℃下密封发酵处理5天，随后真空干燥并粉碎得混合改性料，按质量比1:1，将改性颗粒与混合改性料混合，在350r/min下球磨3h后，过200目筛得球磨改性粉末；取甘蔗渣并用质量分数15％双氧水冲洗3次，再在100℃下干燥至恒重，得干燥甘蔗渣，按重量份数计，分别称量15份干燥甘蔗渣、45份N，N-二甲基甲酰胺和5份邻苯二甲酸酐置于烧杯中，在75℃下水浴加热3h后，过滤得滤饼，用去离子水洗涤3次后，再在55℃下干燥6h得改性蔗渣纤维，将改性蔗渣纤维粉碎至80目，得改性蔗渣纤维颗粒，按重量份数计，分别称量45份改性蔗渣纤维颗粒、15份球磨改性粉末、5份去离子水搅拌混合得混合料，将混合料铺装至模具中，在室温下，以5MPa压制3min后，再在150℃、25MPa下压制10min，静置冷却至室温，即可制备得一种抗爆板型无胶人造板。

[0014] 实例2按重量份数计，分别称量48份甘蔗渣、18份玉米秸秆和27份高粱秸秆，将其置于78℃下干燥7h后，经气流粉碎并过50目筛，收集得干燥颗粒，按质量比1:15，将干燥颗粒与质量分数10％硫酸溶液混合，在58℃下水浴加热27min，再在250W下超声分散13min，静置保温并酸解处理2h，随后静置冷却至室温，在3700r/min下离心分离并分别收集上层清液和下层沉淀，取上层清液并用质量分数10％氢氧化钠调节pH至7.0，在78℃下旋转蒸发至原体积的1/
5，过滤并收集滤液，真空冷冻干燥，制备得改性颗粒；将收集的下层沉淀用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，在78℃下干燥得干燥纤维，按质量比1:1，将干燥纤维与去离子水混合，在
37℃下密封发酵处理6天，随后真空干燥并粉碎得混合改性料，按质量比1:1，将改性颗粒与混合改性料混合，在380r/min下球磨4h后，过200目筛得球磨改性粉末；取甘蔗渣并用质量分数15％双氧水冲洗4次，再在105℃下干燥至恒重，得干燥甘蔗渣，按重量份数计，分别称量18份干燥甘蔗渣、48份N，N-二甲基甲酰胺和7份邻苯二甲酸酐置于烧杯中，在78℃下水浴加热4h后，过滤得滤饼，用去离子水洗涤4次后，再在57℃下干燥7h得改性蔗渣纤维，将改性蔗渣纤维粉碎至80目，得改性蔗渣纤维颗粒，按重量份数计，分别称量47份改性蔗渣纤维颗粒、18份球磨改性粉末、6份去离子水搅拌混合得混合料，将混合料铺装至模具中，在室温下，以8MPa压制4min后，再在155℃、28MPa下压制13min，静置冷却至室温，即可制备得一种抗爆板型无胶人造板。

[0015] 实例3按重量份数计，分别称量50份甘蔗渣、20份玉米秸秆和30份高粱秸秆，将其置于80℃下干燥8h后，经气流粉碎并过50目筛，收集得干燥颗粒，按质量比1:15，将干燥颗粒与质量分数10％硫酸溶液混合，在60℃下水浴加热30min，再在300W下超声分散15min，静置保温并酸解处理2h，随后静置冷却至室温，在4000r/min下离心分离并分别收集上层清液和下层沉淀，取上层清液并用质量分数10％氢氧化钠调节pH至7.0，在80℃下旋转蒸发至原体积的1/
5，过滤并收集滤液，真空冷冻干燥，制备得改性颗粒；将收集的下层沉淀用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，在80℃下干燥得干燥纤维，按质量比1:1，将干燥纤维与去离子水混合，在
40℃下密封发酵处理7天，随后真空干燥并粉碎得混合改性料，按质量比1:1，将改性颗粒与混合改性料混合，在400r/min下球磨5h后，过200目筛得球磨改性粉末；取甘蔗渣并用质量分数15％双氧水冲洗5次，再在110℃下干燥至恒重，得干燥甘蔗渣，按重量份数计，分别称量20份干燥甘蔗渣、50份N，N-二甲基甲酰胺和10份邻苯二甲酸酐置于烧杯中，在80℃下水浴加热5h后，过滤得滤饼，用去离子水洗涤5次后，再在60℃下干燥8h得改性蔗渣纤维，将改性蔗渣纤维粉碎至80目，得改性蔗渣纤维颗粒，按重量份数计，分别称量50份改性蔗渣纤维颗粒、20份球磨改性粉末、8份去离子水搅拌混合得混合料，将混合料铺装至模具中，在室温下，以10MPa压制5min后，再在160℃、30MPa下压制15min，静置冷却至室温，即可制备得一种抗爆板型无胶人造板。

[0016] 对照例：江苏某公司生产的无胶人造板。

[0017] 将上述实施例所得抗爆板型无胶人造板与对照例的抗爆板型进行检测，具体检测如下：按照行业标准LY/T1718-2007检测方法进行静曲强度检测、弹性模量检测、内结合强度检测、吸水厚度膨胀率检测。

[0018] 结果如表一所示。

[0019] 表一：检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
静曲强度/MPa 42.6 45.5 49.2 30.3
弹性模量/GPa 3.5 3.6 3.8 2.5
内结合强度/MPa 2.5 2.9 3.2 1.6
吸水厚度膨胀率/％ 4.5 3.9 3.5 8.9
由上表可知，本发明抗爆板型无胶人造板具有较佳的力学性能，吸水厚度膨胀率低，说明产品不易爆板，值得推广与使用。