[發明專利]基于木素膠的制備無甲醛人造板的方法

有效

• 申請號: 201310323959.4
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103406967A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 朱松柏;謝星鵬
• 申請（專利權）人: 有機木材集團有限公司
• 主分類號: B27N3/02
• 分類號: B27N3/02;B27N3/10;C09J197/00;C08H7/00
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司 11254
• 代理人: 王曉冉

技術領域

本發明屬于人造板生產的技術領域，具體涉及到人造板的膠黏劑和成型方法。

背景技術

人造板用膠粘劑占世界膠粘劑總量的70%之多，而其中的三大膠（脲醛樹脂(UF)、酚醛樹脂(PF)、三聚氰胺－甲醛樹脂(MF)）以其使用方便、價格低廉的優勢一直以來受到生產者的長期依賴，但是，自其被證實在生產和使用過程中釋放的甲醛會對人體造成傷害以來，其產品的銷售在廣大消費者中正接受越來越大的阻力。據統計，我國每年有100萬噸以上的甲醛用于纖維板，引起嚴重的環境污染，包括生產過程的污染和使用中引起的室內空氣污染。因此，國內外學者一直致力于低甲醛和無甲醛板的研究，但目前無論在基礎理論方面還是工藝技術方面尚沒有重大突破。

造紙廢木素是造紙工業的副產物，我國每年產量約有1000多萬噸。但時至今日,?我國對木素的應用仍然很少,?造紙廢木素還沒有得到很好的高值化利用,?大多數高濃黑液是為了回收堿而燃燒掉,?只利用了燃燒所放出的熱量,?其利用價值不高。相當多的低濃度中的木素被排放至水體，造成嚴重的水污染。因此如何開發利用造紙廢木素資源以提高其回收利用價值就顯得非常必要。

天然植物中,木素就象膠黏劑一樣，分布在纖維素和半纖維素的周圍，主要分布在纖維細胞的S2層（總量最大）和復合胞間層（濃度最高），對纖維素纖維具有很強的粘合作用，使之成為強有力的骨架結構。根據木素的這一特性和原理，多年來，人們紛紛致力于基于木素的膠黏劑開發工作。作為膠粘劑，目前木素在工業上的應用有兩種途徑，一是直接作為膠粘劑，二是與酚醛、脲醛等其它膠粘劑共混改性后使用。木素本身作為膠黏劑使用時，要求有一定的酸度，而且熱壓溫度偏高，與其它膠相比需要更長的熱壓時間。同時木素壓縮后會使產品呈現黑色，增加了生產的后加工程序，而且產品的物理性能、耐水性都存在較大缺陷；針對以上不足，人們嘗試采用改性的方法以改變木質素性能，常見的改性方法包括羥甲基化、酚化、氧化法等。而利用木素對酚醛、脲醛改性方面，國內外主要集中在木素-酚醛（LPF）膠，木素-脲醛（LUF）膠，木素-三聚氰氨（LMF）膠，木素-聚氨酯（LPU）膠等品種，已取得多項突破，但是這些木素膠粘劑含有大量的甲醛，限制了纖維板的使用范圍，其生產過程和使用過程中也產生較多含甲醛廢氣。而木素直接作為膠粘劑使用時存在玻璃點轉移溫度高、成型時不易融熔化與分散。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提出了一種基于木素膠的制備無甲醛人造板的方法，利用該方法生產的人造板環保無甲醛。

本發明所述的一種基于木素膠的制備無甲醛人造板的方法是利用造紙廢木素乙酰化后形成的木素膠膠黏劑與采用空氣粉碎技術粉碎秸稈形成的顆粒經混合并熱壓而形成的人造板的方法。

造紙廢木素含有大量的酚羥基、醇羥基和羧基，極性大，致使其軟化點高，難以塑化。本發明的一個技術點就是通過乙酸酐對造紙廢棄的木素進行乙?；垢男院蟮哪舅鼐哂辛己玫臒崴苄院蜔崛廴谛浴?/p>

所述造紙廢棄的木素改性的方法為：采用4-二甲氨基吡啶和吡啶混合物（1:1-3，V:V）為催化劑,用量為3-5%，，在30-50℃下利用乙酸酐/乙酸混合液（1:1，V：V）對木素進行乙?；ü桃罕葹?:1-2），反應時間為3-5h，木素的乙?；冗_到1.1/C9以上，使得木素的玻璃點轉移溫度（Tg）降到170℃以下，由此形成木素膠，具體化學反應過程如下：

利用空氣粉碎技術將秸稈粉碎到至50-80微米尺寸的秸稈顆粒。

利用木素膠和秸稈顆粒制備無甲醛人造板的方法是采用二次熱壓法制備無甲醛人造板，具體為：

第一次熱壓：在中低溫140-160℃條件下，將木素膠與秸稈顆?；旌暇鶆颍谀＞咧袖佈b，木素用量為總原料的10%-30%，然后進行熱壓，熱壓壓力為3-7Mpa，保壓3-10分鐘，卸壓；在此溫度下秸稈纖維中的半纖維素脫乙?；?，產生乙酸，乙酸對木素進行部分溶解使木素分散至秸稈顆粒之間形成顆粒-木素膠復合體；

第二次熱壓：將熱壓溫度升至170-200℃，壓力提高至8-12Mpa，保壓8-15分鐘，含水率為保持為3－5%，然后泄壓，冷卻；乙?；舅卦?70℃條件下發生熔融，進入秸稈細胞壁，木素與纖維素、半纖維素組分之間發生互穿和塑化，產生高強度的互穿網絡聚合物（Interpenetrating?Polymer，簡稱INP）結構。