[發明專利]一種利用農作物秸稈制作板材的熱壓工藝

有效

• 申請號: 200810212319.5
• 申請日: 2008-09-08
• 公開（公告）號: CN101670607A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 夏定權;薛村禾
• 申請（專利權）人: 富朗投資管理集團（香港）有限公司
• 主分類號: B27N3/08
• 分類號: B27N3/08
• 代理公司: 北京金之橋知識產權代理有限公司
• 代理人: 林建軍

技術領域：

本發明涉及農作物秸稈制作板材方法中的熱壓工藝，尤其是涉及一種熱壓過程中變溫變壓可控的熱壓工藝。

背景技術：

隨著木材資源的匱乏和環境保護的要求，以木材為原料的板材價格越來越昂貴，且各國相繼出臺一系列的保護森林資源的法律法規，因此尋找新型材料的板材來替代木質人造板材成為板材市場圖生存、求發展的當然之選。而農作物秸稈以其作為農業生產的副產品、產量大，且纖維素和木素含量較高，而成為替代木質人造板材的首選材料，這樣不但可以“價廉物美、變廢為寶”，而且可以減少秸稈焚燒、減少森林砍伐、避免室內甲醛污染、提高人民生活質量。到目前為止，國內已經建成年生產23萬立方米農作物秸稈板材的生產能力，國外大約有年生產200萬立方米的生產能力。但是，因為農作物秸稈因其固有的特性，例如纖維短、非纖維細胞多、碎料難以壓縮、導熱系數低于木材等因素，造成對農作物板材的加工難度遠遠大于木質人造板材的加工難度，從而造成目前加工出來的農作物秸稈板材不但成本高而且只能是低端的碎料板，尚不能制造出優質、高端的中高密度板材。根據目前的技術，以農作物秸稈作為原料制作板材的工藝步驟一般包括：原料分類，原料初處理，刨花制備(原料粉碎)，拌膠，鋪裝，熱壓，前處理和成品處理。其中，影響制成品板材質量的因素有很多，但是發展到現在，熱壓工藝已經成為制約農作物秸稈板材質量的一個瓶頸。參見圖1，目前采用的熱壓工藝，大致可以分為三個階段，分別為板坯壓縮階段A、PMDI(異氰酸酯膠)反應固化階段B和低壓排汽階段D。如中國專利號為CN200410065859.7、CN200610045348.8、CN200710020632.4、CN200710135199.9號專利記載的加工方法中，熱壓工藝基本均是采用上述的三階段法。但是，該熱壓工藝存在很多缺陷：一是排汽時間長，因為農作物秸稈的導熱系數小，無論是熱壓還是排汽，只能通過水蒸汽進行，排汽時間約為整個熱壓工藝的三分之一，從而導致生產效率低；二是板坯在排汽過程中往往會出現“炸板”或產生鼓泡，由于板坯芯層水份過量導致蒸汽過量，若排汽通道不暢或排汽速度過快，極易產生這一現象，尤其在生產密度較高的板材時更為明顯，從而導致產品合格率下降、成本提高。在目前的實際生產過程中，人們為了提高農作物秸稈板材的成品率，往往采用在降低制板原料的含水率的同時增加施膠量。但采用這種方法生產出來的板材含水率低，導致產品翹曲變形嚴重、熱壓過程時間長、其它理化性能差等缺陷。農作物秸稈板生產的關鍵是能否很好地解決農作物秸稈板材生產過程中含水率、施膠量以及產品質量和生產成本之間的關系；三是難以克服密度瓶頸，造成難以克服強度瓶頸。如上所述，因為含水率和排汽問題的存在，導致不能生產出合格的中高密度及厚的(18mm及以上)農作物秸稈板材，從而農作物秸桿板材難以突破密度極限導致板材理化性能指標差，即使做出中高密度板材則因為成本太高而沒有任何市場競爭力。從而限制了中高密度和厚農作物秸稈板材的生產，造成目前農作物秸稈板材只能用于一些低端場合。

發明內容：

本發明需要解決的技術問題就是為了克服上述現有技術的缺陷，對農作物秸稈制板方法中關鍵的熱壓工藝步驟進行了新的設計，從而克服了現有熱壓工藝的缺陷、縮短整個加工時間、降低成本、提高了產品質量。

按照本發明提供的一種利用農作物秸稈制作板材的熱壓工藝，對板坯進行的熱壓過程包括壓縮階段和成型階段，其中，在成型階段中的成型溫度設定值低于在壓縮階段中的壓縮溫度設定值，在成型階段中的成型壓力設定值小于在壓縮階段中的壓縮壓力設定值。

按照本發明提供的利用農作物秸稈制作板材的熱壓工藝更具體說還具有如下技術特征：

對板坯進行的熱壓過程還包括位于所述成型階段之后的回火處理階段，其中，在回火處理階段中的回火溫度設定值處于成型溫度設定值與壓縮溫度設定值之間，在回火處理階段中的回火壓力設定值再次升高，但處于成型壓力設定值與壓縮壓力設定值之間。

在所述壓縮階段中所采用的壓縮溫度設定值使壓機的熱壓板的熱量向板坯傳遞，板坯表層原料中的水分汽化向板坯芯層傳遞，從而加熱板坯芯層，使板坯芯層溫度達到膠粘劑所需的固化溫度；在所述成型階段中所采用的成型溫度設定值使板坯的熱量向壓機的熱壓板傳遞，從而使板坯表層溫度降低；在所述回火處理階段中所采用的回火溫度設定值使壓機的熱壓板的熱量再次向板坯表層傳遞。

所述成型階段中的成型壓力設定值的曲線成階梯狀。

所述壓縮階段的壓縮溫度設定值為170℃～240℃，并給壓機的熱壓板施加壓力，使熱壓板閉合壓縮板坯，板坯被壓縮至設定的厚度，至所述板坯芯層溫度達到設定值后切換至所述的成型階段。