[發明專利]非木質木素纖維素材料的酸處理

無效

• 申請號: 00803393.5
• 申請日: 2000-11-01
• 公開（公告）號: CN1338983A
• 公開（公告）日: 2002-03-06
• 發明（設計）人: W·瓦西爾斯;V·斯托克曼;D·哈撒韋;D·科斯特維
• 申請（專利權）人: 艾伯塔研究委員會公司
• 主分類號: B27N1/00
• 分類號: B27N1/00;B27N3/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 劉明海

發明領域

本發明涉及一種秸稈的粘合方法，尤其是用來制備板材的秸稈的粘合。

發明背景

有機聚異氰酸酯通常在例如制備諸如纖維板或膠合板等模制品時用作木素纖維素材料的粘合劑。典型地，有機聚異氰酸酯被加到木素纖維素材料，接著進行受熱、受壓。

使用有機聚異氰酸酯，例如亞甲基二對亞苯基異氰酸酯(MDI)的一個問題是，在壓制過程中，它們會引起木素纖維素材料和與其相接觸的壓板的金屬表面間嚴重的粘合。這樣在移開壓板時會導致最終產品的損壞，并且需要顯著的時間從壓板的表面除去木素纖維素材料。

為了避免木素纖維素材料粘在壓板上，需要加入粘合/防粘劑。Singule與Yavorsky在US5,908,496中報道了由木素纖維素材料生產片材或模制品的工藝，該工藝中采用有機聚異氰酸酯粘合劑材料與一種防粘劑，來減少有機聚異氰酸酯粘在壓板上的趨向。該防粘劑是一種聚烯烴蠟的水性乳液，。

此外，Howard在US5,498,469中報道了一種薄板，該薄板由一種壓制的非木質木素纖維素材料與一種用作粘合劑的有機聚異氰酸酯組成。其中所報道的優選聚異氰酸酯粘合劑是一種二苯甲烷二異氰酸酯的聚合物。Howard教導出這種粘合劑在較低的樹脂含量下比其它樹脂，如酚醛或脲醛樹脂可制得強度更高的薄板。

Lepori等人在US5,318,736中也報道了用于生產木素纖維素復合材料的粘合組合物。該組合物由聚異氰酸酯和由聚異氰酸酯得來的防粘劑組成。

Brown等人在US5,130,419中報道了一種制備木素纖維素型材的工藝。該工藝中先將木素纖維素部件與一種組合物接觸，然后壓制部件和組合物的混合體。該組合物由聚異氰酸酯、霧狀二氧化硅以及非離子液體凝膠劑構成。

使用MDI作為粘合劑材料，其成本顯然比使用脲醛(UF)或蜜胺脲醛(MUF)樹脂粘合劑材料貴得多。由于需要控制在壓制過程中釋放出來的灰塵和氣體，因此MDI難以用于年代久的植物。如上所述，MDI易于粘在壓機部件上，尤其是易于粘在壓板上。這需要在壓板上涂覆防粘劑，這會進一步增加成本，而且使工藝復雜化(花費更多)。MDI在制備外級產品，刨花板以及中密度纖維板(MDF)中是一種極好的聚合物。然而，與UF及木質產品相比，其在成本上存在顯著的劣勢。

然而，UF或MUF與秸稈或其它木素纖維素材料間粘合的不是很好。結果使用UF或MUF的產品其內部粘結強度比使用聚異氰酸酯粘合劑的產品低得多。

因此，在技術上需要一種方法將UF或MUF樹脂用于粘合非木質木素纖維素材料，并可保持高的內部粘結強度且減少以前技術中存在的困難。

發明概述

本發明目的是使用非聚異氰酸酯類粘合劑來粘合秸稈或其它木素纖維素材料，主要是為了避免聚異氰酸酯粘在壓板上傾向的問題。

本發明實施方案之一是使用脲醛(UF)或蜜胺脲醛(MUF)或UF、MUF與酚醛樹脂的混合物作為粘合劑材料粘結秸稈，所得板材具有與商業標準相當或更優的性能。

根據本發明，可提供一種使用非木質木素纖維素材料來制備結構件的方法，如板、條或梁等，該方法包括如下步驟：

(a)將非木質木素纖維素材料粉碎；

(b)在非木質木素纖維素材料中加入一種酸；

(c)向非木質木素纖維素材料上施加脲醛樹脂和蜜胺脲醛樹脂中的一種；

(d)在平板熱壓機中將非木質木素纖維素材料與脲醛樹脂和蜜胺脲醛樹脂中的一種進行粘合。

在一個實施方案中，結構件為板或條。非木質木素纖維素材料可以是秸稈，最好是谷物的莖桿。

向非木質木素纖維素施加入酸可在粉碎的不同階段進行，或者在粉碎前或粉碎后加入。

經粉碎的非木質木素纖維素材料在壓制成結構件前其含水量最好低于12％。

所使用的酸可以是酸性溶液，可從下列一組中選取，包括羧酸、乙酸、冰醋酸、甲酸、丙酸、鹽酸、硫酸或碳酸。熟練掌握本技術的人也可以認識到其它酸，包括有機酸也適合。

在一個實施方案中，本工藝包括將非木質木素纖維素材料施以蒸氣的步驟以軟化非木質木素纖維素材料用于精制。

在一個實施方案中是通過將非木質木素纖維素材料施以蒸氣并用加壓二氧化碳精制而在其表面生成碳酸來加入酸。

這里的結構件是一種多層產品，本發明所提供的方法只局限于產品的表層，但并非必需。

發明詳述