專利名稱：一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠復(fù)合秸稈板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出的是一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠復(fù)合秸稈 板，以農(nóng)作物秸稈為原料，釆用香根草為改性劑，以脲醛樹脂為膠黏劑，無 需對原料進(jìn)行特殊(如化學(xué)方法等)處理，不用異氰酸酯膠黏劑，降低生產(chǎn) 成本，其板材工藝性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。屬于復(fù)合材料生產(chǎn)人造板的技 術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景-
目前，以稻麥等農(nóng)作物秸稈為原料生產(chǎn)人造板，因這類原料表面富含蠟 狀物和有機(jī)硅，很難與脲醛樹脂膠(UF)產(chǎn)生良好的膠合性能，因此目前主
要用異氰酸酯為膠黏劑(MDI)制板。但MDI膠的成本很高，致使目前農(nóng)作 物秸稈板的生產(chǎn)與銷售受到極大的影響?？蒲腥藛T也在研究采用各種方法對 原料進(jìn)行處理，以提高原料與脲醛樹脂的膠合性能，但仍難以找到一種有效 的、適用于工業(yè)化生產(chǎn)使用的低成本處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠復(fù)合秸稈板，旨 在提高秸稈板的性能，通過將香根草用于人造板工業(yè)，可以充分利用廢棄稈 莖，有利于推廣其種植栽培，促進(jìn)水土保持與環(huán)境保護(hù)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案 一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠復(fù)
合秸稈板，其特征是香根草與稻/麥秸稈的重量比為2:3或3:2或l:l;以脲 醛樹脂為膠黏劑，施膠量占香根草與稻/麥秸稈重量和的10 12 %;
其制備方法的工藝步驟分別為
(1) 原料粉碎用粉碎機(jī)分別將稻/麥秸稈與香根草加工成長度不超過 15mm的碎料，因香根草葉的纖維較長、韌性較好，故粉碎機(jī)的篩孔相對較小；
(2) 干燥將原料與香根草碎料分別千燥，因香根草刈割時稈莖與葉
的含水率差異較大，故應(yīng)采用低溫(80 100'C)，適當(dāng)延長干燥時間(根據(jù) 設(shè)備與原料的具體情況)，使碎料干燥盡量均勻；含水率為3 5%;
(3) 混合將稻/麥秸稈與香根草碎料按比例混合均勻，可以在施膠設(shè)備中，先按比例將兩種碎料混合攪拌l 2min，然后進(jìn)行施膠，若香根草所 占比例高，在低用膠量(《10%)的條件下獲得較好的膠合性能；
(4) 施膠采用環(huán)式拌膠機(jī)；
(5) 鋪裝用機(jī)械式鋪裝機(jī)把混合原料鋪裝成漸變結(jié)構(gòu)板坯；
(6) 熱壓熱壓溫度160 180°C，單位壓力為3.0 4.0MPa，熱壓時 間為0.5 0.7min/mm板厚，用厚度規(guī)控制產(chǎn)品的厚度；
(7) 后處理包括冷卻、齊邊與砂光工序。 本發(fā)明與現(xiàn)有農(nóng)作物秸稈人造板技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 在現(xiàn)有秸稈人造板生產(chǎn)線上，通過工序協(xié)調(diào)，相應(yīng)增加香根草的 貯料倉，即可生產(chǎn)該產(chǎn)品；
(2) 采用脲醛樹脂膠黏劑，可以獲得較理想的膠合效果，生產(chǎn)成本大 幅度降低，產(chǎn)品性能較脲膠秸稈板有很大提高。
(3以脲醛樹脂為膠黏劑，采用香根草與麥秸復(fù)合制造碎料板(以下稱 為A板)與麥秸制板的板材(以下稱為B板)性能對比如下靜曲強(qiáng)度(MPa) A板為14.3， B板為6.3;彈性模量(GPa) A板為3. 10， B板為1.62;內(nèi)結(jié) 合強(qiáng)度(MPa) A板為0. 21， B板為0. 13; 2h吸水厚度膨脹率(％) A板為12. 5, B板為32.6。可見，加入香根草后可大大提高板材性能。
(4)適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
壓制密度為0. 7g/m3，厚度為10mm的板材，以農(nóng)作物秸稈(麥草、稻草 等)為原料，香根草為改性劑，分別加工成長度不超過15mm的碎料，將香 根草與原料分別干燥到含水率為3 5%;將香根草與原料按3:2的比例在環(huán) 式拌膠機(jī)中先混合均勻，再以脲醛樹脂為膠黏劑，施膠量占香根草與稻/麥 秸稈重量和的12%，進(jìn)行拌膠，用機(jī)械式鋪裝機(jī)把混合原料鋪裝成漸變結(jié)構(gòu) 板坯后，進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為180'C，單位壓力為3.0MPa，熱壓時間為 0. 5min/mm板厚。
實(shí)施例2:
壓制密度為0.8g/m3，厚度為10mm的板材，以農(nóng)作物秸稈(麥草、稻草 等)為原料，香根草為改性劑，分別加工成長度不超過15mm的碎料，將香 根草與原料分別干燥到含水率為3 5%;將香根草與原料按2:3的比例在環(huán)式拌膠機(jī)中先混合均勻，再以脲醛樹脂為膠黏劑，施膠量占香根草與稻/麥 秸稈重量和的14%，進(jìn)行拌膠，用機(jī)械式鋪裝機(jī)把混合原料鋪裝成漸變結(jié)構(gòu)
板坯后，進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為160°C，單位壓力為4.0MPa，熱壓時間為 0. 7min/咖板厚。 實(shí)施例3:
壓制密度為0.75g/m3，厚度為10mm的板材，以農(nóng)作物秸稈(麥草、稻 草等)為原料，香根草為改性劑，分別加工成長度不超過15mm的碎料，將 香根草與原料分別干燥到含水率為3 5%;將香根草與原料按1:1的比例在 環(huán)式拌膠機(jī)中先混合均勻，以脲醛樹脂為膠黏劑，施膠量占香根草與稻/麥 秸稈重量和的13%，進(jìn)行拌膠，用機(jī)械式鋪裝機(jī)把混合原料鋪裝成漸變結(jié)構(gòu) 板坯后，進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為170°C，單位壓力為3.5MPa，熱壓時間為 0. 6min/ram板厚。
本發(fā)明使用的增強(qiáng)材料香根草，是多年生禾本科植物， 一種性能極好的 固土護(hù)坡、水土保持的環(huán)保植物。為保證正常生長，每年秋冬季都必須刈割， 廢棄的稈莖并未充分利用，而是被焚燒或丟棄，因而限制了香根莩的種植。 目前國內(nèi)外對香根草的研究主要集中在種植方面，還未見將其作為人造板工 業(yè)生產(chǎn)原料的研究報道。
香根草表面蠟狀物與有機(jī)硅的含量較低，實(shí)驗結(jié)果表明，香根草與UF 膠的接觸角(平均52° )比麥秸表面與UF膠的接觸角(平均70° )小，接 觸角小，說朋膠液的滲透性好，即UF膠可以較好地分布于原料表面形成膠 層；而且香根草不同部位與脲醛樹脂膠的接觸角有所差異，稈莖外表面與葉 子內(nèi)表面的硅含量較其它部位高，接觸角相對較大(〉70° )，但因其表面 結(jié)構(gòu)中有大量氣孔存在，故可以提高膠黏劑的滲透性，有利于提高膠合性能。 以香根草與稻(麥)秸稈混合，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木材作為改性劑，可以實(shí)現(xiàn)用脲 醛樹脂膠制板，較單純用稻麥秸稈通過UF膠壓制的板材，性能有很大提高， 且生產(chǎn)成本比用MDI膠要低得多。此外，通過將香根草用于人造板工業(yè)，可 以充分利用廢棄稈莖，有利于推廣其種植栽培，促進(jìn)水土保持與環(huán)境保護(hù)。
權(quán)利要求
1、一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠復(fù)合秸稈板，其特征是用香根草為改性劑，香根草與稻/麥秸稈的重量比為2∶3或3∶2或1∶1；以脲醛樹脂為膠黏劑，施膠量占香根草與稻/麥秸稈重量和的10～12％；其制備方法包括的工藝步驟(1)原料粉碎；(2)干燥；(3)混合；(4)施膠；(5)鋪裝；(6)熱壓；(7)后處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠復(fù)合秸稈板，其特征是所述的工藝步驟(1)原料粉碎用粉碎機(jī)分別將稻/麥秸稈與香根草加工成長度不超過15mm的碎料，因香根草葉的纖維較長、 韌性較好，故粉碎機(jī)的篩孔相對較小。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠復(fù)合秸稈板，其特征是所述的工藝步驟(2)干燥將原料與香根草碎料分別干燥，因香根草刈割時稈莖與葉的含水率差異較大，故應(yīng)采用低溫(80 IO(TC)，適當(dāng)延長干燥時間，使碎料干燥盡量均勻；含水率為3 5%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠 復(fù)合秸稈板，其特征是所述的工藝步驟(3)混合將稻/麥秸稈與香根草碎 料按比例混合均勻，可以在施膠設(shè)備中，先按比例將兩種碎料混合攪拌l 2min，然后進(jìn)行施膠，若香根草所占比例高，在用膠量《10%的條件下獲得 較好的膠合性能。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠 復(fù)合秸稈板，其特征是所述的工藝步驟(4)施膠采用環(huán)式拌膠機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠 復(fù)合秸稈板，其特征是所述的工藝步驟(5)鋪裝用機(jī)械式鋪裝機(jī)把混合 原料鋪裝成漸變結(jié)構(gòu)板坯。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠 復(fù)合秸稈板，其特征是所述的工藝步驟6)熱壓熱壓溫度160 18(TC，單 位壓力為3. 0 4. OMPa，熱壓時間為0. 5 0. 7min/mm板厚，用厚度規(guī)控制產(chǎn) 品的厚度。
全文摘要
本發(fā)明是一種用香根草為改性劑的增強(qiáng)型脲醛樹脂膠復(fù)合秸稈板，其特征是香根草與稻/麥秸稈的重量比為2∶3；以脲醛樹脂為膠黏劑，施膠量占香根草與稻/麥秸稈重量和的10～12％；制備方法工藝原料粉碎；干燥；混合；施膠；鋪裝；熱壓；后處理。優(yōu)點(diǎn)采用脲醛樹脂膠黏劑，可以獲得較理想的膠合效果，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能較脲膠秸稈板有很大提高。采用香根草與麥秸復(fù)合制造碎料板簡稱A板與麥秸制板的板材簡稱B板性能對比如下靜曲強(qiáng)度A板為14.3，B板為6.3；彈性模量A板為3.10，B板為1.62；內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度A板為0.21，B板為0.13；2h吸水厚度膨脹率(％)A板為12.5，B板為32.6。適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號B27N3/02GK101618566SQ200910181400
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月20日
發(fā)明者燕 吳, 周定國, 周曉燕, 洋 張, 徐信武, 徐詠蘭, 梅長彤, 欣 王, 魏 高, 黃潤州 申請人:南京林業(yè)大學(xué)