[發(fā)明專利]一種添加改性造紙污泥增強吸附性能的高密度纖維板及其制備方法

在審

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• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN105150343A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設計）人: 張友吉
• 申請（專利權）人: 百儀家具有限公司
• 主分類號: B27N3/04
• 分類號: B27N3/04;B27N3/08;B27N1/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發(fā)明涉及木質材料深加工技術領域，特別是一種添加改性造紙污泥增強吸附性能的高密度纖維板及其制備方法。

背景技術

近年來，我國中、高密度纖維板業(yè)發(fā)展非常迅速，原來的硬質纖維板已逐步被中高密度纖維板所取代。中纖板企業(yè)對木材原料的依賴性很大，木材原料成本占到生產成本的45%左右，木材原料緊缺已經嚴重影響到了纖維板的生產。就中高密度纖維板生產的要求而言，為10年以上，竹子的再生周期也在3-5年，而農作物秸稈的再生周期為1年或者不到1年，從資源的利用效率來說，農作物的秸稈最有利。我國是農業(yè)大國，具有豐富的農作物秸稈資源，但是目前我國秸稈資源的利用率僅為33%，其余大部分秸稈被作為廢棄物焚燒掉或是僅作為燃料，不僅造成了自然資源的浪費，而且加重環(huán)境污染。采用廉價的和可再生性強的農作物纖維代替木材原料，已經逐漸成為中、高密度纖維板發(fā)展的一個方向。但是以農作物為代表的草本植物纖維則短而細，在一定程度上限制了草纖維板的機械強度。草本植物莖稈有機溶劑抽出物的含量明顯比木材原料的低，但主要成分是蠟質，伴以少量的高級脂肪酸、高級醇等，加上禾本科植物莖桿、葉片表皮細胞硅質化程度很高，秸稈表面的蠟質層和二氧化硅含量高，不利于膠黏劑的浸潤，導致了傳統(tǒng)的脲醛樹脂對秸稈碎料的膠合不良。這就要求利用農作物秸稈等草本植物纖維制造高密度纖維板時，必須解決現(xiàn)有工藝中存在的傳統(tǒng)膠黏劑膠合不良、耐水性差、強度差的缺陷。

酚醛樹脂、脲醛樹脂和三聚氰胺樹脂膠黏劑是甲醛系列膠三種典型代表，使用三醛膠最突出的問題是游離甲醛釋放。三醛膠系列人造板在生產及其產品使用的前3-15年中會不斷釋放出游離甲醛，嚴重危害人體健康。國內外對無甲醛密度板等人造板產品的需求日益高漲。生產實踐中發(fā)現(xiàn)，水性聚氨酯膠黏劑等不含甲醛的膠黏劑應運而生，并且市場占有率越來越高，但是由于價格較高，利用其作為膠粘劑必然會帶來密度纖維板的生產成本的增加，但是在采用農作物秸稈、木材邊角料等原料的前提下能夠節(jié)省一部分成分，這樣既不會造成成本的增加，也會生產中安全環(huán)保的產品，值得在市場上推廣。

在制漿造紙過程中大部分原料纖維被用來生產紙產品，剩余的生物有機質大部分則轉移到廢水中，所以造紙污泥生物質含量豐富，有機物含量50%-65%，主要含有纖維素、半纖維素和木質素等高分子有機物以及填料、凝聚劑等，如何將造紙污泥進行生物質資源化利用具有重要的現(xiàn)實意義。過去對造紙污泥的處理只有投資沒有效益，先后經過了海洋投棄、土地填埋、堆肥、焚燒等處理方法。如何改變污泥的廢棄物性質，實現(xiàn)造紙污泥生物質資源的利用，開發(fā)研制具有附加值的功能化產品，是妥善解決污泥處理處置的關鍵問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種添加改性造紙污泥增強吸附性能的高密度纖維板及其制備方法。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施：

一種添加改性造紙污泥增強吸附性能的高密度纖維板，由下列重量份的原料制備制成：農作物秸稈42-45、濃度為2%的氫氧化鈉適量、木材邊角料30-32、硅烷偶聯(lián)劑kh4502-2.5、濃度為95%的乙醇66-70、造紙污泥9-11、碳酸氫鈉1-2、羧甲基纖維素1-2、水性聚氨酯膠黏劑7-8、乳化石蠟1.5-2、水適量；

本發(fā)明所述一種添加改性造紙污泥增強吸附性能的高密度纖維板，由以下具體步驟制成：

（1）將農作物秸稈清洗后放入烘箱中烘至含水量為20%-30%，冷去后將其切成3-4厘米的小段，然后加入3倍量的濃度為2%的氫氧化鈉，以60轉/分的速度攪拌2-3小時后過濾，取濾渣水洗至中性，得農作物秸稈纖維；

（2）將木材邊角料送入木材削片機中切成不規(guī)則的小木片，在155-165℃條件下用飽和蒸汽（壓力為0.75MPa）對木片進行蒸煮，待木片軟化后送入熱磨機中，在同樣的溫度下，1200-1400轉/分的攪拌速度作用下，磨成木纖維，與步驟（1）得到的農作物秸稈纖維混合得到混合纖維；

（3）將造紙污泥干燥后粉碎與碳酸氫鈉混合，然后加入溶于2倍量水的羧甲基纖維素，放入造粒機中擠出造粒，然后將顆粒放入碳化機中在500-580℃的條件下碳化2小時，然后轉至煅燒爐中在600-700℃的溫度下煅燒2小時，取出冷卻至室溫后粉碎至過200目篩，之后加入硅烷偶聯(lián)劑kh450球磨30分鐘后，加入濃度為95%的乙醇，混合分散均勻后將混合纖維浸泡其中，20-30分鐘后撈出，晾干后放在烘箱中，在85-95℃的條件下烘干30分鐘，取出待其自然冷卻后得到表面改性的混合纖維；