[發明專利]一種秸稈的處理方法及秸稈纖維板的制造方法

無效

• 申請號: 201110326623.4
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102431072A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 邢建華;張文生
• 申請（專利權）人: 張文生
• 主分類號: B27N1/00
• 分類號: B27N1/00;B27N3/12;B27N1/02
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張春

技術領域

本發明涉及一種秸稈的處理方法及秸稈纖維板的制造方法。

背景技術

利用農作物秸稈生產人造板，大概起源于20世紀20年代。當時，美國建立了世界上第一家蔗渣纖維板廠。40年代末以后，以蔗渣、麻稈、棉稈等經濟作物秸稈為原料的人造板廠曾先后在一些國家有過不同程度的發展，但除少數蔗渣板廠和麻屑板廠外，大都沒有長期存活下來。近年來，由于對木材和人造板資源的需求增加而帶來的資源短缺，特別是越來越多的國家和地區為了保護環境而禁止或限制焚燒農作物秸稈，重新引起了人們對利用農作物秸稈制造人造板的重視，利用的主要對象也轉向數量巨大的麥秸、稻草等谷物秸稈。

在利用秸稈生產人造板的工業化道路上，存在著兩種工藝方案。一種是以異氰酸酯作為膠粘劑，以機械破碎方式制備秸稈碎料生產刨花板或碎料板的方案。此種方案是秸稈人造板生產最初采用并得到快速發展的方案，也是目前大多數已經投產的秸稈人造板工廠的生產方案。由于秸稈原料表面富含蠟質層和灰份，制得的秸稈碎料不經過改性處理，難以用脲醛樹脂膠合，因此各工廠均采用異氰酸酯作為膠粘劑。然而隨著北美地區以及世界上其它地區利用異氰酸酯膠粘劑生產刨花板或碎料板的企業遇到了一系列的技術和市場困難，很多企業紛紛倒閉或轉產。

由于秸稈原料自身的特性，造成了以異氰酸酯為膠粘劑、以機械破碎方式制備秸稈碎料生產刨花板或碎料板的工藝方案在實際使用上存在一些技術困難和難點。大部分秸稈原料（特別是麥秸和稻秸）表面富含蠟質層和灰份（主要成分是SiO₂），這帶來了以下生產技術上的難題：1)在制備刨花原料時不能夠使用削片機。因為蠟質層和灰份會加劇刀具的磨損，經常更換刀具也會增加生產線的停車時間，這些都會增加生產成本。2)秸稈碎料膠合性能不佳，必須采用異氰酸酯膠粘劑，但是價格較高。3)異氰酸酯膠粘劑沒有初粘性，施膠后鋪裝的板坯完整性和連續性不好，在輸送過程中容易出現坍塌、脫落現象，造成運輸的困難。另外由于異氰酸酯膠粘劑的使用，使得熱壓過程中存在著粘板問題。盡管可以采用脫模劑處理，但是一方面增加了生產的工序，另一方面又增加了生產成本。4)生產的成品板中也會含有少量的蠟和灰份，會增加后處理工段刀具和砂光機砂帶的磨損，增加生產成本。

由于秸稈原料自身的特性，以脲醛樹脂為膠粘劑、采用機械熱磨方式制備秸稈纖維生產中密度纖維板工藝方案在工業化生產中也會遇到一些技術難點。秸稈原料(特別是麥秸和稻草)表面富含蠟質層和灰份(主要成分是SiO₂)帶來的技術難題是：要使脲醛樹脂膠粘劑能夠較好地發揮作用，必須對農作物秸稈纖維進行改性。而如何有效地對秸稈纖維進行熱磨，制備出合格的纖維原料也是此種工藝方案能否成功的關鍵。秸稈原料，特別是近年來工業化生產用得最多的稻秸和麥秸的有效纖維含量低。稻秸中有效纖維含量為50%左右，麥秸中稍高，約為60%左右。這樣，熱磨的有效纖維得率也低。而且由于秸稈原料的化學組分比較復雜，將會在生產過程中帶來更多的復雜廢棄物。

總之，由于在秸稈表面有一層致密的組織，即表皮，表皮是秸稈最外面的一層細胞，它包括幾乎充滿SiO₂的硅細胞和栓質細胞，而SiO₂在纖維中形成了非極性表層結構，影響了對膠黏劑的吸附和氫鍵的形成，降低了板的強度。同時，秸稈表面有一層明顯的蠟質層，秸稈之間摩擦力較小，使用膠黏劑后，難以透過該表面進入秸稈內部，與羥基產生化學反應的能力大大降低，對秸稈纖維板的生產產生不利影響。

WO99/02318中公開了一種化學-熱機械處理方法，由此可以將酸（或堿）洗滌劑應用于秸稈，但是處理的結果是粘結力只是提高了，但并沒有產生意想不到的粘結性能，也沒有產生充分的粘結性來滿足商業標準。中國專利028108183認為上述專利不是對SiO₂的溶解，是對SiO₂致密表層的改性，該專利提出在高壓蒸汽提煉的技術方案，我們認為WO99/02318的技術方案不能溶解致密表層，其技術方案達不到溶解致密表層的效果，并不能否定溶解致密層之后將提高纖維的粘結性，中國專利028108183主要是應用物理方法對致密層的改性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是有效去除秸稈中的SiO₂，解決膠合問題；加強秸稈的前期處理，解決熱磨進料問題，進而制造秸稈纖維板。

本發明的技術方案是：一種秸稈的處理方法，它的步驟如下：

（1）將剛收獲的秸稈切斷成5-15mm的段，除去碎葉、泥沙雜質，再經過磁鼓除去鐵，打成長寬高5-10cm的秸稈塊；