一种植物纤维人造板及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种植物纤维人造板及其制备方法和应用。该植物纤维人造板的制备原料包括：秸秆纤维、磷酸盐粘结剂、增塑剂、保水剂、多孔载体，以及任选的木屑纤维。该植物纤维人造板性能优异、环保健康，且无甲醛排放。

A kind of plant fiber wood-based panel and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种植物纤维人造板及其制备方法和应用
本专利技术属于人造板领域，具体涉及一种植物纤维人造板及其制备方法和应用。
技术介绍
随着生活水平的改善，人们对居住及办公环境的要求也日益提高。传统的纯实木板由于其产量低、造价高，已不能满足广大人民的要求。为此，人们研发出各种人造板来代替纯实木板。但在使用过程中，由于粘结剂脲醛树脂的使用，人造板会释放大量的甲醛，严重影响人们的健康。而酚醛树脂胶又存在颜色深、胶层脆、成本高的问题，此外，木材的大量消耗造成森林资源短缺，严重影响了生态环境。我国也是一个农业大国，每年农作物的种植面积高达十几万万亩。农作物成熟收获后，相当大的一部分秸秆被就地焚烧。然而，农作物秸秆属于天然的植物纤维，可用作很多工业生产的原材料，具有很大的利用价值。同时，秸秆焚烧不仅是对资源的严重浪费，而且一定程度上破坏了土壤结构，并产生大量有毒有害物质，严重影响生态环境，对人与其他生物健康形成威胁。因此，寻求一种新型的粘结剂及采用一些植物纤维部分或全部替代木材纤维，研发一种甲醛零释放的人造板对缓解生态压力及改善人们的生活环境具有非常重要的意义。针对上述问题，本专利技术创新性的提出采用凝结硬化迅速，早后期强度高，粘结性能好、收缩小、耐高温性能及抗冻融性能好的磷酸盐无机材料为粘结剂，采用富含纤维的农作物秸秆部分或全部替代木材纤维制备人造板，力求实现甲醛零释放植物纤维板的制备及农作物秸秆资源的有效利用。该人造板可用于制备室内复合地板、家具、室内装修等。
技术实现思路
本专利技术针对现有的人造板存在释放甲醛、胶层脆，成本高的问题，提供一种新的植物纤维人造板，该植物纤维人造板性能优异、环保健康，且无甲醛排放，不仅缓解了森林资源面临的压力，也避免了秸秆焚烧对生态环境的危害。本专利技术第一方面提供了一种植物纤维人造板，其制备原料包括：秸秆纤维、磷酸盐粘结剂、增塑剂、保水剂、多孔载体，以及任选的木屑纤维。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以植物纤维人造板的总重量为基准，木屑纤维的含量为0-27.5重量％。例如0重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、27.5重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以植物纤维人造板的总重量为基准，秸秆纤维的含量为42-54重量％。例如42重量％、45重量％、48重量％、50重量％、52重量％、54重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以植物纤维人造板的总重量为基准，磷酸盐粘结剂的含量为25-35重量％。例如25重量％、28重量％、30重量％、32重量％、35重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以植物纤维人造板的总重量为基准，增塑剂的含量为3-11重量％。例如3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以磷酸盐粘结剂的总重量为基准，保水剂的含量为2-10重量％。例如2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以磷酸盐粘结剂的总重量为基准，多孔载体的含量为8-18重量％。例如8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，所述木屑纤维为杨木木屑纤维和/或松木木屑纤维。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，所述木屑纤维包括短木屑纤维和长木屑纤维。优选地，所述短木屑纤维的长度为0.5-1mm。优选地，所述长木屑纤维的长度为5-10mm。更优选地，所述短木屑纤维与长木屑纤维的重量比为(1-3)∶1。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，所述秸秆纤维选自小麦秸秆纤维、玉米秸秆纤维和水稻秸秆纤维。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，所述秸秆纤维包括短秸秆纤维和长秸秆纤维。优选地，所述短秸秆纤维的长度为1-4mm。优选地，所述长秸秆纤维的长度为10-15mm。更优选地，所述短秸秆纤维与长秸秆纤维的重量比为(1-4)∶1。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，所述磷酸盐粘结剂包括磷酸盐、金属氧化物、缓凝剂和矿物外加剂。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以磷酸盐粘结剂的总重量为基准，金属氧化物的含量为40-60重量％。例如40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以磷酸盐粘结剂的总重量为基准，磷酸盐的含量为20-40重量％。例如20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以磷酸盐粘结剂的总重量为基准，缓凝剂的含量为1-5重量％。例如1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以磷酸盐粘结剂的总重量为基准，矿物外加剂的含量为10-20重量％。例如10重量％、12重量％、14重量％、16重量％、18重量％、20重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，金属氧化物与磷酸盐的重量比为(1.2-1.8)∶1。例如1.2∶1、1.3∶1、1.4∶1、1.5∶1、1.6∶1、1.7∶1、1.8∶1，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以金属氧化物的重量为基准，缓凝剂的含量为3-8重量％。例如3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，以金属氧化物的重量为基准，矿物外加剂的含量为28-33重量％。例如28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％，以及它们之间的任意值。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，所述磷酸盐选自磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸氢钠和磷酸氢钾，更优选为磷酸二氢钠和磷酸氢钠，更进一步优选地，磷酸二氢钠与磷酸氢钠的重量比为(1-3)∶1。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施方式，所述金属氧化物选自MgO和Al2O3；更优选地，所述MgO为重烧MgO粉体；和/或，所述Al2O3为纳米Al2O3粉体，更优选地，所述纳米Al2O3粉体的平均粒径为20-50nm；更优选地，MgO与Al2O3的重量比为(1-3)∶1。其中，术语“重烧MgO”是指在大于1000℃以上温度煅烧的氧化镁。优选地，所述重烧MgO粉体的平均粒径为80-120nm。根据本专利技术所述的植物纤维人造板的一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物纤维人造板，其制备原料包括：秸秆纤维、磷酸盐粘结剂、增塑剂、保水剂、多孔载体，以及任选的木屑纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种植物纤维人造板，其制备原料包括：秸秆纤维、磷酸盐粘结剂、增塑剂、保水剂、多孔载体，以及任选的木屑纤维。


2.根据权利要求1所述的植物纤维人造板，其特征在于，以植物纤维人造板的总重量为基准，木屑纤维的含量为0-27.5重量％，秸秆纤维的含量为42-54重量％，磷酸盐粘结剂的含量为25-35重量％，增塑剂的含量为3-11重量％；以磷酸盐粘结剂的总重量为基准，保水剂的含量为2-10重量％，多孔载体的含量为8-18重量％。


3.根据权利要求1或2所述的植物纤维人造板，其特征在于，所述木屑纤维为杨木木屑纤维和/或松木木屑纤维；
优选地，所述木屑纤维包括短木屑纤维和长木屑纤维；
优选地，所述短木屑纤维的长度为0.5-1mm；
优选地，所述长木屑纤维的长度为5-10mm；
优选地，所述短木屑纤维与长木屑纤维的重量比为(1-3)：1。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的植物纤维人造板，其特征在于，所述秸秆纤维选自小麦秸秆纤维、玉米秸秆纤维和水稻秸秆纤维；
优选地，所述秸秆纤维包括短秸秆纤维和长秸秆纤维；
优选地，所述短秸秆纤维的长度为1-4mm；
优选地，所述长秸秆纤维的长度为10-15mm；
优选地，所述短秸秆纤维与长秸秆纤维的重量比为(1-4)：1。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的植物纤维人造板，其特征在于，所述磷酸盐粘结剂包括磷酸盐、金属氧化物、缓凝剂和矿物外加剂；
优选地，以磷酸盐粘结剂的总重量为基准，金属氧化物的含量为40-60重量％、磷酸盐的含量为20-40重量％、缓凝剂的含量为1-5重量％、矿物外加剂的含量为10-20重量％；
优选地，金属氧化物与磷酸盐的重量比为(1.2-1.8)：1；
优选地，以金属氧化物的重量为基准，缓凝剂的含量为3-8重量％，矿物外加剂的含量为28-33重量％；
优选地，所述磷酸盐选自磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸氢钠和磷酸氢钾，更优选为磷酸二氢钠和磷酸氢钠，更进一步优选地，磷酸二氢钠与磷酸氢钠的重量比为(1-3)：1；
优选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥明，林辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11