用蒸爆浆料干法生产无胶纤维板的方法技术

一种用蒸爆浆料干法生产无胶纤维板的方法，涉及用禾本科植物纤维蒸汽爆破制得的浆料干法生产无胶纤维板的方法。该方法按如下七个步骤进行：一是原料准备，二是蒸汽爆破浆料的制备，三是分离、精磨与混合，四是浆料干燥，五是铺装，六是进行高水低温、低水高温方式热压，七是后处理。用本方法制得无胶纤维板，无游离甲醛和苯酚，不危害环境，原料不必经酸、碱等催化剂处理，不造成酸碱污染和设备腐蚀，不对蒸爆浆料中的水溶性树脂进行分离和浓缩，也不对分离后的残渣进行再次蒸爆，省工序、节能，生产效率高。制成的无胶纤维板强度高、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以禾本科植物为原料，经蒸汽爆破成浆料后干法生产中、高密度无胶纤维板的方法。
技术介绍
CN 85105958公告了用纤维木素原料制取合成物的方法，其纤维木素原料在高压水蒸汽处理前用酸性催化剂进行处理，促使半纤维素降解及形成糠醛等物质，该方法对设备腐蚀性大。CN1041744C公告了由木素纤维素制取热固化树脂及复合材料制品的方法，木素纤维素原料与用量不超过5% (重量)的酸性催化剂混合后经高压蒸汽处理，将一部分水溶性树脂材料分离出来，经浓缩制成热固性树脂用作胶粘剂，残渣再次用高压蒸汽处理使纤维素发生分解和水解生成水溶性的、低分子量的碳水化合物和其他分解产物，这些水溶性物单独或混合的形式作为一种热固性树脂胶粘剂在热压下生成一种防水胶体或复合材料。此方法不仅准备工序繁琐，且对设备腐蚀性大，从而大大提高了生产成本。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是设计出一种用禾本科植物纤维作原料，不必经过酸、碱等催化剂处理，不对蒸汽爆破浆料中的水溶性树脂进行分离和浓缩，直接。解决上述技术问题的技术方案是本按如下步骤进行1)原料准备收集禾本科植物原料，依据原料形态的不同，有区别地进行必要的截短或切片，自然干燥，含水率< 10% ；2)蒸汽爆破浆料的制备将原料装入蒸汽爆破装置的蒸煮罐内，注入水蒸汽增压至1. 2-1. 6MPa,保压6_12分钟，再将压力提高到1. 6-1. 8ΜΙ^后，突然启阀卸压，纤维原料被爆破成棉絮状纤维的蒸汽爆破浆料，即蒸爆浆料或浆料；3)分离、精磨与再混合分离蒸汽爆破浆料，将纤维长度大于3mm的粗料进行精磨至彡3mm，再与分离出的细料混合；4)浆料干燥将浆料进行气流干燥至含水率为8% -16% ；5)铺装将浆料按照中或高密度纤维板生产的常规工艺进行铺装成板坯；6)进行高水低温、低水高温方式热压将成型板坯放在热压机上进行热压制得无胶粘剂纤维板；热压温度按含水率定，含水率高，热压温度低，含水率低，热压温度高，热压温度控制为130-180°C ；热压过程由水解段、排气段、塑化段组成，其中水解段、塑化段热压压力为3. 0-4. 5MPa，排气段热压压力为l_2MPa ；水解段、塑化段热压时间为20-40s/mm，排气段热压时间为3-6s/mm ；7)后处理热压的毛边板冷却后，齐边、砂光、包装。所说的原料为竹材、竹材加工剩余物，稻草、麦草、玉米秸秆、甘蔗渣之类的农作物废弃物，芦苇、芒秆之类的禾本科野草。铺装时添加占已干燥后的浆料重量-5%的聚氯乙烯或戊聚糖可提高强度。本专利技术的有益效果是在蒸汽爆破前不对原料进行酸、碱处理，无污染环境和腐蚀设备之虑；用蒸爆浆料干法生产纤维板，不对该浆料中的水溶性树脂进行分离和浓缩，减少了分离等工序，不消耗浓缩的能源，而且也不采用对分离后的残渣再次进行高压蒸汽处理以作复合材料的处理方法，因此避免了工序繁杂和生产效率低的不足。按本方法生产的无胶纤维板无游离甲醛和游离酚，因此具有不至于危害人体健康和污染环境的优点。具体实施例方式本专利技术下面结合实施例作进一步详述本方法强调的是用禾本科植物为原料。禾本科植物纤维细胞壁超微结构中的木质素-多糖复合体除包含针叶材、阔叶材具有的苯甲醚键、苯基糖苷键、半缩醛与缩醛键外，还具有阿魏酸和对-香豆酸为桥的醚、酯键等独特的结构，在蒸汽爆破中纤维易分离，使禾本科植物原料与针叶材和阔叶材比较，易于蒸爆法制取浆料。此外，对-羟基香豆酸、阿魏酸等结构成分能提高酚羟基、醇羟基和羧基等活性官能团的含量。这是选取易于蒸爆法制取浆料的禾本科植物为原料的内在因素。另一方面，木质素是热可塑性高分子化合物，具有无定型高聚合物的玻璃态转化性质，热压温度高于木质素玻璃化转化温度时，木质素软化变粘，具有胶粘力，因此蒸爆浆料中的木质素采用配套工艺后，可作为纤维板生产中的胶粘剂，不必额外加入其他通用的化学胶粘剂之机理所在。本专利技术中，干法生产无胶纤维板的有关各工序中虽对一些技术参数有其特定值， 但关键的技术贡献有几点一是从纤维细胞壁超微结构的化学成分中肯定了用禾本科植物纤维蒸爆浆料作为纤维板原料比木材有优势，确定用禾本科植物作原料；二是根据蒸爆浆料木质素玻璃化转化温度制定热压温度；三是根据含水率高低对木质素软化程度的影响， 制定高水低温、低水高温的热压温控方式。为提高无胶纤维板强度，在铺装时添加聚氯乙烯或戊聚糖，强度可提高20 % -40 %。本方法相关工序、工艺流程等多数可参考常规的木质纤维干法生产中、高密度纤维板的方法，因此也就不一一展开介绍。下面将最有技术特点的步骤(6)热压按18个实施例列于下表权利要求1.一种，其特征是按如下步骤进行1)原料准备收集禾本科植物原料，依据原料形态的不同，有区别地进行必要的截短或切片，自然干燥，含水率< 10% ；2)蒸汽爆破浆料的制备将原料装入蒸汽爆破装置的蒸煮罐内，注入水蒸汽增压至 1. 2-1. 6MPa，保压6_12分钟，再将压力提高到1. 6-1. 8ΜΙ^后，突然启阀卸压，纤维原料被爆破成棉絮状纤维的蒸汽爆破浆料，即蒸爆浆料或浆料；3)分离、精磨与再混合分离蒸汽爆破浆料，将纤维长度大于3mm的粗料进行精磨至 (3mm，再与分离出的细料混合；4)浆料干燥将浆料进行气流干燥至含水率为8%-16% ；5)铺装将浆料按照中或高密度纤维板生产的常规工艺进行铺装成板坯；6)进行高水低温、低水高温方式热压将成型板坯放在热压机上进行热压制得无胶粘剂纤维板；热压温度按含水率定，含水率高，热压温度低，含水率低，热压温度高，热压温度控制为130-180°C ；热压过程由水解段、排气段、塑化段组成，其中水解段、塑化段热压压力为3. 0-4. 5MPa，排气段热压压力为l_2MPa ；水解段、塑化段热压时间为20-40s/mm，排气段热压时间为3-6s/mm ；7)后处理热压的毛边板冷却后，齐边、砂光、包装。2.如权利要求1所述的，其特征是所说的原料为竹材、竹材加工剩余物，稻草、麦草、玉米秸秆、甘蔗渣之类的农作物废弃物，芦苇、芒秆之类的禾本科野草。3.如权利要求1所述，其特征是铺装时添加占已干燥后的浆料重量-5%的聚氯乙烯或戊聚糖。全文摘要一种，涉及用禾本科植物纤维蒸汽爆破制得的浆料干法生产无胶纤维板的方法。该方法按如下七个步骤进行一是原料准备，二是蒸汽爆破浆料的制备，三是分离、精磨与混合，四是浆料干燥，五是铺装，六是进行高水低温、低水高温方式热压，七是后处理。用本方法制得无胶纤维板，无游离甲醛和苯酚，不危害环境，原料不必经酸、碱等催化剂处理，不造成酸碱污染和设备腐蚀，不对蒸爆浆料中的水溶性树脂进行分离和浓缩，也不对分离后的残渣进行再次蒸爆，省工序、节能，生产效率高。制成的无胶纤维板强度高、成本低。文档编号B27N3/12GK102225571SQ20111011350公开日2011年10月26日 申请日期2011年5月3日 优先权日2011年5月3日专利技术者童再康, 金贞福 申请人:浙江农林大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用蒸爆浆料干法生产无胶纤维板的方法，其特征是按如下步骤进行：１）原料准备：收集禾本科植物原料，依据原料形态的不同，有区别地进行必要的截短或切片，自然干燥，含水率＜１０％；２）蒸汽爆破浆料的制备：将原料装入蒸汽爆破装置的蒸煮罐内，注入水蒸汽增压至１．２－１．６ＭＰａ，保压６－１２分钟，再将压力提高到１．６－１．８ＭＰａ后，突然启阀卸压，纤维原料被爆破成棉絮状纤维的蒸汽爆破浆料，即蒸爆浆料或浆料；３）分离、精磨与再混合：分离蒸汽爆破浆料，将纤维长度大于３ｍｍ的粗料进行精磨至≤３ｍｍ，再与分离出的细料混合；４）浆料干燥：将浆料进行气流干燥至含水率为８％－１６％；５）铺装：将浆料按照中或高密度纤维板生产的常规工艺进行铺装成板坯；６）进行高水低温、低水高温方式热压：将成型板坯放在热压机上进行热压制得无胶粘剂纤维板；热压温度按含水率定，含水率高，热压温度低，含水率低，热压温度高，热压温度控制为１３０－１８０℃；热压过程由水解段、排气段、塑化段组成，其中水解段、塑化段热压压力为３．０－４．５ＭＰａ，排气段热压压力为１－２ＭＰａ；水解段、塑化段热压时间为２０－４０ｓ／ｍｍ，排气段热压时间为３－６ｓ／ｍｍ；７）后处理：热压的毛边板冷却后，齐边、砂光、包装。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金贞福，童再康，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：33