一种生物质无胶板的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种生物质无胶板的制备方法，属于人造板制备技术领域。本发明专利技术首先通过水热法制备得到纳米级水滑石，并在水热反应的同时加入有机酸以及硼化镍，利用硼化镍作催化剂，通过有机酸的螯合性能使得水滑石中部分金属离子离开原有的晶格进入有机酸中，从而在水滑石的原有晶格上产生空穴，这些空穴的产生使得水滑石的吸附活性得到大幅度提高，并以此作为自制阻燃增强剂，将甘蔗渣和碱液共混进行碱煮，在此过程中，纤维表面会增加大量的活性基团，这些活性基团的增加，使得甘蔗渣纤维之间的化学键合力得以增大，而水解过程中产生的糠醛又会在热压的作用下浸入水滑石内部，固化后形成物理性的锚固结构，使无胶板力学性能再次得到提升。

A preparation method of biomass free rubber plate

The invention relates to a preparation method of biomass non glue board, which belongs to the technical field of artificial board preparation. The invention first prepared nano scale hydrotalcite by hydrothermal method, and added organic acid and nickel boride at the same time in hydrothermal reaction, and used nickel boride as a catalyst. Through the chelating property of organic acid, some metal ions in the hydrotalcite left the original lattice and entered the organic acid, thus on the original lattice of the hydrotalcite. The formation of holes, the formation of these holes makes the adsorption activity of the hydrotalcite greatly improved, and as a self-made fire-retardant enhancer, the mixture of bagasse and alkaline solution is boiled in alkali. In this process, the surface of the fiber will increase a large number of active groups, and the increase of these active groups makes the bagasse fiber chemical. The bonding force of the study is increased, and the furfural produced in the hydrolysis process will be immersed in the hydrotalcite under the effect of hot pressing, and then solidified to form a physical anchorage structure, so that the mechanical properties of the non rubber plate will be promoted again.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质无胶板的制备方法
本专利技术涉及一种生物质无胶板的制备方法，属于人造板制备

技术介绍
随着人类环保意识的逐渐增强，可持续发展的需要，还有石油资源的有限性，成本低廉、性能优良，低毒甚至无毒的制品将是国内外研究的主流目标。在面对日趋激烈的市场竞争、日益严格的环保法规和消费者对产品越来越严格的质量要求，无游离醛的新型人造板作为一种环保型建材势必成为未来发展的新趋势。无胶碎料板的研制可从根源上控制游离甲醛。另一方面在森林资源日益缺乏的今天，木材人造板的生产受到极大限制，但其需求量却日益增加，寻找代替木材的原料来生产人造板，可以有效地解决这个矛盾。蔗渣作为一种农作物的加工剩余物，其来源广泛，而且它也是人造板工业应用最早和范围最广的原料。蔗渣的化学成分与木材的十分相似，与木材相比，多戊糖含量和灰分含量较高，木质素和纤维素含量与阔叶材的杨木相近。无胶胶合是一种不用外加胶黏剂，不依赖于昂贵的石油产品作为胶黏剂来实现木质材料胶接和生产人造板的新技术，但是目前常见的无胶板的防火性能差，内结合强度低导致其力学性能差的缺陷，因此，专利技术一种力学强度高、阻燃性能好的新型生物质无胶板对人造板制备
具有积极的意义。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前常见的无胶板的防火性能差，内结合强度低导致其力学性能差的缺陷，提供了一种生物质无胶板的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种生物质无胶板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取20～30份硝酸镁、25～35份硝酸铝、15～20份硝酸铁和250～300份去离子水混合得到混合溶液，将混合溶液和质量分数为30%的氨水以及碳酸钾混合后得到反应液；（2）将反应液和浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液以及硼化镍混合后得到混合物，并装入高压水热釜中，水热反应25～30h，待水热反应结束后过滤分离得到滤渣，即为自制增强阻燃剂；（3）将甘蔗渣和质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合均匀后装入高压锅中，保温蒸煮1～2h，保温蒸煮结束后过滤分离得到滤渣；（4）将上述滤渣和蜗牛酶以及水混合后装入酶解罐中，保温酶解3～4h，酶解结束后，过滤分离得到滤饼，即为预处理甘蔗渣；（5）按重量份数计，称取70～80份上述预处理甘蔗渣、8～10份自制增强阻燃剂、2～3份过氧化钠、10～15份质量分数为30%的柠檬酸溶液、1～3份葡萄糖放入混料机中混合后得到坯料；（6）将上述坯料以目标厚度为6～8mm、目标密度为0.7～0.9g/cm3注入尺寸为300mm×300mm的模板中，用热压机热压处理10～20min，热压结束后在30～40℃的恒温箱中陈放40～50h后拆模，即得生物质无胶板。步骤（1）中所述的混合溶液和质量分数为30%的氨水以及碳酸钾的质量比为15:2:1。步骤（2）中所述的反应液和浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液以及硼化镍的质量比为10:60:1，水热反应的压力为1.2～1.4MPa，水热反应的温度为190～210℃。步骤（3）中所述的甘蔗渣和质量分数为20%的氢氧化钠溶液的质量比为1:10，保温蒸煮的压力为150～190kPa，保温蒸煮的温度为180～200℃。步骤（4）中所述的滤渣和蜗牛酶以及水的质量比为10:1:5，保温酶解的温度为25～30℃。步骤（6）中所述的热压的压力为4～5MPa，热压的温度为180～190℃。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术首先通过水热法制备得到纳米级水滑石，并在水热反应的同时加入有机酸以及硼化镍，利用硼化镍作催化剂，通过有机酸的螯合性能使得水滑石中部分金属离子离开原有的晶格进入有机酸中，从而在水滑石的原有晶格上产生空穴，这些空穴的产生使得水滑石的吸附活性得到大幅度提高，并以此作为自制阻燃增强剂，一方面水滑石作为无机粒子在最后的热压过程中可以填充于甘蔗渣纤维之间，起到物理增强作用，提高了无胶板的力学性能，另一方面高吸附活性的水滑石可以更加紧密的吸附在甘蔗渣纤维表面，提高了无胶板内部的内聚力，也提高了板材的力学性能，更重要的是，水滑石会在板材燃烧受热时发生分解吸收燃烧物表面热量到阻燃作用，同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气，分解生成的活性氧化镁、氧化铝附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行，并且在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生，而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收高分子聚合物燃烧所产生的有害气体和烟雾，不断吸收未完全燃烧的熔化残留物，从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴，使得本专利技术制得的无胶板具有极佳的阻燃效果；（2）本专利技术将甘蔗渣和碱液共混进行碱煮，通过碱煮去除甘蔗渣纤维中碱溶性的杂质，并通过蒸煮使甘蔗渣纤维吸收热能，其分子链发生较强的活动，在一个较窄的温度范围内，分子间的联接破裂，分子间相互位移加剧，聚合物特性有所变化，无定型纤维从玻璃态转变为塑化态，使纤维初步软化，之后在水热作用下水解，水解作用可促使平行的、后继的，甚至交叉的化学作用的发生，并可促使高聚糖降解为低聚糖，甚而为单糖、聚木糖，水解导致糠醛产生，在此过程中，纤维表面会增加大量的活性基团，这些活性基团的增加，使得甘蔗渣纤维之间的化学键合力得以增大，化学键合、交联作用也得以加强，以甘蔗渣纤维为中心，形成了结构更加稳定的网状交联结构，从而提高了无胶板的内结合强度，而水解过程中产生的糠醛又会在热压的作用下浸入水滑石内部，固化后形成物理性的锚固结构，进一步提高了无胶板的内结合强度，力学性能再次得到提升。（3）本专利技术添加的水滑石中带有金属铁离子，它在过氧化钠的作用下会活化产生自由基，在热压的作用下自由基可以引发甘蔗渣碱煮水解产生的化合物进行聚合反应而胶接成板，提高了无胶板内部的粘结强度，而有机酸和葡萄糖的加入可以使得甘蔗渣纤维的羟基缔合，形成氢键增大了纤维间结合强度，促进半纤维素的降解，进行树脂化转变，聚合度增大，结晶度增大，这种聚合物的产生形成了牢固的结合面，使得甘蔗渣纤维间的结合更加牢固，增强了无胶板的力学性能，具有广阔的应用前景。具体实施方式按重量份数计，称取20～30份硝酸镁、25～35份硝酸铝、15～20份硝酸铁和250～300份去离子水混合10～15min得到混合溶液，将混合溶液和质量分数为30%的氨水以及碳酸钾按质量比为15:2:1混合后得到反应液；将反应液和浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液以及硼化镍按质量比为10:60:1混合后得到混合物，并装入高压水热釜中，密闭高压水热釜，在1.2～1.4MPa下加热升温至190～210℃，水热反应25～30h，待水热反应结束后过滤分离得到滤渣，即为自制增强阻燃剂；按质量比为1:10将甘蔗渣和质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合均匀后装入高压锅中，在150～190kPa下加热升温至180～200℃，保温蒸煮1～2h，保温蒸煮结束后过滤分离得到滤渣；将滤渣和蜗牛酶以及水按质量比为10:1:5混合后装入酶解罐中，将酶解罐放入温度为25～30℃的恒温箱中，保温酶解3～4h，酶解结束后，过滤分离得到滤饼，即为预处理甘蔗渣；按重量份数计，称取70～80份上述预处理甘蔗渣、8～10份自制增强阻燃剂、2～3份过氧化钠、10～15份质量分数为30%的柠檬酸溶液、1～3份葡萄糖放入混料机中混合后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质无胶板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取20～30份硝酸镁、25～35份硝酸铝、15～20份硝酸铁和250～300份去离子水混合得到混合溶液，将混合溶液和质量分数为30%的氨水以及碳酸钾混合后得到反应液；（2）将反应液和浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液以及硼化镍混合后得到混合物，并装入高压水热釜中，水热反应25～30h，待水热反应结束后过滤分离得到滤渣，即为自制增强阻燃剂；（3）将甘蔗渣和质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合均匀后装入高压锅中，保温蒸煮1～2h，保温蒸煮结束后过滤分离得到滤渣；（4）将上述滤渣和蜗牛酶以及水混合后装入酶解罐中，保温酶解3～4h，酶解结束后，过滤分离得到滤饼，即为预处理甘蔗渣；（5）按重量份数计，称取70～80份上述预处理甘蔗渣、8～10份自制增强阻燃剂、2～3份过氧化钠、10～15份质量分数为30%的柠檬酸溶液、1～3份葡萄糖放入混料机中混合后得到坯料；（6）将上述坯料以目标厚度为6～8mm、目标密度为0.7～0.9g/cm

【技术特征摘要】
1.一种生物质无胶板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取20～30份硝酸镁、25～35份硝酸铝、15～20份硝酸铁和250～300份去离子水混合得到混合溶液，将混合溶液和质量分数为30%的氨水以及碳酸钾混合后得到反应液；（2）将反应液和浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液以及硼化镍混合后得到混合物，并装入高压水热釜中，水热反应25～30h，待水热反应结束后过滤分离得到滤渣，即为自制增强阻燃剂；（3）将甘蔗渣和质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合均匀后装入高压锅中，保温蒸煮1～2h，保温蒸煮结束后过滤分离得到滤渣；（4）将上述滤渣和蜗牛酶以及水混合后装入酶解罐中，保温酶解3～4h，酶解结束后，过滤分离得到滤饼，即为预处理甘蔗渣；（5）按重量份数计，称取70～80份上述预处理甘蔗渣、8～10份自制增强阻燃剂、2～3份过氧化钠、10～15份质量分数为30%的柠檬酸溶液、1～3份葡萄糖放入混料机中混合后得到坯料；（6）将上述坯料以目标厚度为6～8mm、目标密度为0.7～0.9g/cm3注入尺寸为300mm×300mm的模板中，用热压机热压处理10...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐仕平，林茂兰，
申请(专利权)人：常州市奥普泰科光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32