技术领域:
[0001] 本
发明属于人造板技术领域,具体涉及的是一种零甲醛环保秸秆板的制备方法,同时还涉及到以废旧塑料为原料制备环保水胶的方法,将秸秆颗粒与环保水胶共混,经加热加压成型的工序制备零甲醛环保秸秆板。背景技术:
[0002] 随着我国经济的快速发展,对木材的需求量越来越大,以木材资源为主要原料的人造板行业在高速发展的过程中,同样面临着木材资源短缺、资源综合利用率低、环境污染严重等制约人造板行业发展的
瓶颈。在这种严峻的形式下,富含
植物纤维的非木质原料人造板受到了越来越多的关注。我国
农作物秸秆资源丰富,每年各种农作物的秸秆产量高达7-8亿吨,这是一类数量极其巨大的可再生资源,如果能够合理进行利用变废为宝,不但可以解决木材资源短缺的问题,还能避免秸秆就地焚烧带来的环境污染。在国家大
力发展农村振兴及推行可再生资源综合利用战略的推动下,秸秆板行业将具有非常大的潜力。
[0003] 国外早在20世纪初就开始研究将农作物废弃物用于生产人造板,目前有大量成熟的秸秆人造板生产技术已投产。我国对秸秆人造板的研究较晚,直到20世纪90年代在借鉴国外生产经验的
基础上,该类技术在我国才逐渐发展起来,目前中国林科院、东北林业大学、南京林业大学等高校和科研机构在秸秆人造板领域开展了大量的研究,并取得了一定的成绩。很多板材生产公司也加入了秸秆板的生产研究中,如中国
专利(
申请号:CN 107283589 A)利用回收的玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆为原料生产秸秆
密度板,但是该发明需要用到脲醛胶为胶黏剂,所制备的秸秆板在使用过程中会释放出甲醛,对人体和环境都会造成伤害。中国专利(申请号:CN 102862205 A)介绍了一种以低毒性的异氰酸酯胶黏剂将秸秆颗粒粘结在一起制备秸秆板的生产方法,用该法生产的秸秆板具有良好的性能,但是异氰酸酯胶黏剂价格较高,高昂的生产成本极大限制了该类技术的应用。
发明内容:
[0004] 本发明的目的在于克服
现有技术的不足,所要解决的技术问题在于提供一种低成本、共混性好、有利于提高板材强度性能且无甲醛释放的胶黏剂,用于制备高强度零甲醛环保秸秆板,所获得的秸秆板具有优异的曲张强度、内结合强度等综合性能。
[0005] 1.本发明提供一种制备高强度零甲醛环保秸秆板的方法。
[0006] 该零甲醛环保秸秆板由环保水胶和秸秆颗粒加工而成,其中环保水胶为塑料颗粒乳液,由可
回收利用塑料经
粉碎成超微颗粒,与其他物质混合后加入沸水中制得。
[0007] 所述的秸秆颗粒为选自富含植物纤维的麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、薯类秸秆、
棉花秸秆、
甘蔗渣等农作物废弃物中的一种或多种的组合;所述秸秆的
含水量少于10%,经粉碎机粉碎为1-8厘米的秸秆颗粒。
[0008] 2.本发明所述方法包括:
[0009] 在
真空密封条件下,将可循环利用的塑料颗粒加热熔融,加入到基底乳液中形成环保水胶。
[0010] 所述的可循环利用的塑料为尼龙,聚乙烯,聚丙烯,聚酯中的一种或其组合。
[0011] 所述乳液中的可循环利用塑料为尼龙,尤其是尼龙-6。
[0012] 所述基底乳液由尼龙-6和其他基础组分组成,该基础组分为甲基异噻咪唑
酮或甲基异噻唑啉酮、己内酰胺、三聚氰尿酸三烯丙酯、
水溶性蜡、聚乙烯和滑石粉等。
[0013] 所述的通过基础组分制备基底乳液,是指将塑料粉末加入到基础组分
混合液中。
[0014] 所述环保水胶的制备,是将塑料颗粒与基底乳液加热混合后,加入沸水中,在乳化机中形成的乳液作为环保水胶。
[0015] 所述零甲醛环保秸秆板的制备,是将秸秆颗粒与环保水胶混合后通过模具成型、加热加压的方法制备。
[0016] 4.本发明提出一种零甲醛环保秸秆板的制备。
[0017] 所述零甲醛环保秸秆板包括秸秆颗粒和环保水胶,且环保水胶为含有塑料颗粒的乳液,零甲醛环保秸秆板中塑料颗粒的
质量分数小于等于10%。
[0018] 所述零甲醛环保秸秆板中塑料的质量分数为1%-5%。
[0019] 所述的零甲醛环保秸秆板中环保水胶的质量分数为5%-20%,最优为6%-8%。
[0020] 所述的秸秆为选自富含植物纤维的麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、薯类秸秆、棉花秸秆、甘蔗渣等农作物废弃物中的一种或多种的组合;所述秸秆的含水量少于10%,经粉碎机粉碎为1-8厘米的秸秆颗粒;
[0021] 所述的环保水胶中的塑料是指可循环利用的塑料,如尼龙等。
[0022] 所述的环保水胶中乳液为下列物质的混合物:甲基异噻咪唑酮或甲基异噻唑啉酮、己内酰胺、三聚氰尿酸三烯丙酯、水溶性蜡、聚乙烯和滑石粉等;
[0023] 所述的基于塑料颗粒的环保水胶的制备方法包括:
[0024] (1)将甲基异噻咪唑酮或甲基异噻唑啉酮等物质与水溶性蜡混合;
[0025] (2)将塑料颗粒和滑石粉加入至上述混合物中;
[0026] (3)将步骤(2)中形成的混合物加热混合后加入沸水中,在乳化机中形成乳液,经一定时间冷至室温,得环保水胶。
[0027] 4.本发明利用秸秆颗粒制备零甲醛环保秸秆板的方法包括以下三个步骤:
[0028] (1)用
自来水清洗掉秸秆表面的泥土和灰尘,再利用
烘干机将秸秆中水分烘干至低于10%;
[0029] (2)将干燥的秸秆加入到粉碎机中,粉碎成1-8cm的秸秆颗粒;
[0030] (3)将秸秆颗粒与环保水胶置于混炼机中共混;
[0031] (4)通过压延机或压出机在加热加压条件下在模具中成型,并降低
温度至塑料熔点以下,
凝固后形成密实堆积、紧密结合的板材结构。
[0032] 所述模具成型时,使用温度为140-200℃,压力为2-10Mpa,压成厚度为1-3cm,密度为0.76g/cm3的秸秆板。
[0033] 通过对零甲醛环保秸秆板的物理力学性能进行测试,板材的曲张强度为30.26MPa,内结合强度为1.09MPa,握螺钉力为1389.77N,均优于GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》规定的使用标准,与传统木质板材的性能相当。
[0034] 所述的零甲醛环保秸秆板可广泛代替人造
胶合板、纤维板、
刨花板及天然木材,应用于家具、地板、
门窗、户外等众多领域。
[0035] 总结,本发明提供一种零甲醛环保秸秆板的制备方法,包括基材为秸秆颗粒,基于可回收利用塑料颗粒的环保水胶,且塑料颗粒分散在秸秆板中秸秆颗粒之间的内部结构中,大大提高的秸秆板的强度,具有绿色、环保的特点。具体实施方式:
[0036] 本
实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0037] 实施例1.
[0038] 步骤一,量取40mL甲基异噻咪唑酮和20mL液体水溶性蜡混合。
[0039] 步骤二,向步骤一溶液中加入1kg颗粒或粉末状聚乙烯和150g滑石粉。
[0040] 步骤三,将上述溶液加入到真空密封融化桶,通过
微波加热,使桶内温度快速升高至热塑性塑料的
熔化温度,所需温度为160-180℃。
[0041] 步骤四,将上述含
聚合物材料的热溶液转移到含有40L沸水的乳化机。通过乳化机乳化4小时,并逐步冷却,得最终白色环保水胶。
[0042] 实施例2.
[0043] 步骤一,称取秸秆颗粒100公斤,加入5公斤实施例1中所制环保水胶,混合搅拌均匀。
[0044] 步骤二,将步骤一中混合物加入模具中,温度设定为140-200℃,压力为2-10Mpa,
挤压成型。
[0045] 步骤三,室温下冷却至塑料熔点以下,凝固后得到零甲醛环保秸秆板。
[0046] 实施例3.
[0047] 步骤一,称取秸秆颗粒100公斤,加入10公斤实施例1中所制环保水胶,混合搅拌均匀。
[0048] 步骤二,将步骤一中混合物加入模具中,温度设定为140-200℃,压力为2-10Mpa,
挤压成型。
[0049] 步骤三,室温下冷却至塑料熔点以下,凝固后得到零甲醛环保秸秆板。
[0050] 实施例4.
[0051] 步骤一,量取40mL甲基异噻唑啉酮和20mL液体水溶性蜡混合。
[0052] 步骤二,向溶液中加入1kg颗粒或粉末状尼龙和150g滑石粉。
[0053] 步骤三,将上述溶液加入到真空密封融化桶,通过微波加热,使桶内温度快速升高至热塑性塑料的熔化温度大于300℃。
[0054] 步骤四,将上述含聚合物材料的热溶液转移到含有40L沸水的乳化机。通过乳化机乳化5小时,并逐步冷却,得最终白色胶水乳液。
[0055] 实施例5.
[0056] 步骤一,称取秸秆颗粒100公斤,加入5公斤实施例4中所制环保水胶,混合搅拌均匀。
[0057] 步骤二,将步骤一中混合物加入模具中,温度设定为140-200℃,压力为2-10Mpa,挤压成型。
[0058] 步骤三,室温下冷却至塑料熔点以下,凝固后得到零甲醛环保秸秆板。
[0059] 实施例6.
[0060] 步骤一,称取秸秆颗粒100公斤,加入10公斤实施例4中所制环保水胶,混合搅拌均匀。
[0061] 步骤二,将步骤一中混合物加入模具中,温度设定为140-200℃,压力为2-10Mpa,挤压成型。
[0062] 步骤三,室温下冷却至塑料熔点以下,凝固后得到零甲醛环保秸秆板。
[0063] 实施例7.
[0064] 步骤一,量取40mL己内酰胺和20mL液体水溶性蜡混合。
[0065] 步骤二,向溶液中加入1kg颗粒或粉末状聚乙烯和150g滑石粉。
[0066] 步骤三,将上述溶液加入到真空密封融化桶,通过微波加热,使桶内温度快速升高至热塑性塑料的熔化温度,所需温度为160-180℃。
[0067] 步骤四,将上述含聚合物材料的热溶液转移到含有40L沸水的乳化机。通过乳化机乳化5小时,并逐步冷却,得最终白色胶水乳液。
[0068] 实施例8.
[0069] 步骤一,称取秸秆颗粒100公斤,加入6公斤实施例7中所制环保水胶,混合搅拌均匀。
[0070] 步骤二,将步骤一中混合物加入模具中,温度设定为140-200℃,压力为2-10Mpa,挤压成型。
[0071] 步骤三,室温下冷却至塑料熔点以下,凝固后得到零甲醛环保秸秆板。
[0072] 实施例9.
[0073] 步骤一,称取秸秆颗粒100公斤,加入10公斤实施例7中所制环保水胶,混合搅拌均匀。
[0074] 步骤二,将步骤一中混合物加入模具中,温度设定为140-200℃,压力为2-10Mpa,挤压成型。
[0075] 步骤三,室温下冷却至塑料熔点以下,凝固后得到零甲醛环保秸秆板。