[發明專利]一種利用油茶果殼制備植物纖維基碎料板的方法及該碎料板

在審

• 申請號: 201710124128.2
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106945148A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 胡進波;萇姍姍;胡嘉裕;劉元;彭開元;陳桂華
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: B27N3/02
• 分類號: B27N3/02;B27N3/10;B27N3/08;B27N1/00;B27N1/02
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙)43213
• 代理人: 楊斌

技術領域

本發明屬于農林廢棄物利用領域，具體屬于油茶果殼利用領域，尤其涉及一種利用油茶果殼制備植物纖維基碎料板的方法。

背景技術

植物纖維基碎料板是指以木質原料或植物原料為主，與其他材料經復合后制備成的具有特殊微觀結構及性能的新型復合材料。20世紀中期，全球經濟迅猛增長和人口大爆炸給地球造成了前所未有的負擔，發展“低碳經濟”成為國際社會的發展主題，面對人類社會日益增長的發展需求，單一的木材制品或木質材料使得市場供不應求的窘況愈演愈烈，森林資源儲量直線下降，此時植物纖維基碎料板應運而生并迅速占領了市場。

在木質資源供不應求、農林剩余物尋求多種合理利用途徑的現實背景下，專家學者們嘗試將農林剩余物制作成人造板材，這樣一來既緩解了林業發展因原料短缺面臨的壓力，又為豐富的農林剩余物資源提供了有效的利用途徑。自20世紀初提出利用農林剩余物制備非木質人造板以來，國內外爭相展開了大量有關利用麥秸、大麻、稻殼、玉米秸稈等制備碎料板的研究，在膠粘劑的選用與配比、生產工藝與設備等方面取得了大量的成果。關于采用油茶果殼制備植物纖維基碎料板的相關研究尚未展開。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種采用油茶果殼制備植物纖維基碎料板的方法。為了解決油茶果殼常被丟棄或焚燒處理，對環境造成了污染又浪費了資源的現狀，本發明提供了一種高效、全新的利用方法，該方法通過堿處理、熱水浸泡等預處理方法改善油茶果殼表面潤濕性及滲透性等性能，較好的改善由油茶果殼所制備碎料板的力學性能。本發明所用油茶果殼與其他生物質材料相比，具有價廉、可再生、產量豐富并且集中等特點，所使用總體工序短，方法簡單，對提高油茶果殼資源的高品質利用途徑，緩解森林資源匱乏的現狀具有特別的意義。

為實現本發明的目的，本發明提出的技術方案為，一種利用油茶果殼制備植物纖維基碎料板的方法，包括如下步驟：

(1)對油茶果殼進行預處理；

(2)將經預處理后得到的油茶果殼，經挑選除雜去處除油茶果殼外其他雜物，如油茶籽、樹枝、樹葉等后，與膠黏劑混合均勻，所述膠黏劑的膠施加量占油茶果殼質量的百分比為 10％～20％；

(3)將與膠黏劑混合均勻的油茶果殼平鋪于模具內熱壓成型，熱壓壓力為3MPa～5MPa，預設密度為0.8g/m³，熱壓成型10～15min，得到所述植物纖維基碎料板。

油茶果殼纖維短，呈縱橫交錯結構，且孔隙豐富，吸膠量較大，因此，需要將膠施加量控制為油茶果殼質量的百分比為10％～20％，避免因膠施加量偏小，對制備得到的植物纖維基碎料板的力學性能造成不利影響。

熱壓壓力低于3MPa時制備的碎料板易鼓泡，雖然，5MPa以后壓力對板材的性能影響不大，但是壓力繼續增大意味著更多的能耗。

對油茶果殼進行預處理，目的是改善油茶果殼的滲透性及表面潤濕性，使得施膠效果更優，預處理方法包括：

a.按固液質量比為1:10～1:20，優選的，固液質量比為1：10，將堿性溶液與油茶果殼混合0.5～3h，所述堿性溶液為NaOH溶液，所述堿性溶液的濃度為1％～2％。到設定時間后，將油茶果殼反復清洗至中性，于通風處濾去水分后在103±2℃烘箱中烘干備用。堿液首先去除了油茶果殼表面的蠟質層與油脂，同時也使得果殼中的SiO₂形成的非極性表層結構遭到破壞，將纖維的內部結構表露出來，三素中的羥基能很好地與液滴接觸，繼而提高了果殼的表面潤濕性。制備人造板過程中，液體對原材料表面的接觸角大小可以在一定程度上反映出膠粘劑對原料的潤濕性，油茶果殼非極性表層結構的存在會影響膠粘劑的膠合效果，繼而使得用油茶果殼制備的板材強度不理想，而經堿溶液處理后，油茶果殼的潤濕性得到改善，有利于提高人造板材的力學強度。經發明人研究發現，上述堿性溶液的濃度為，固液質量比為 1:10～1:20，優選為1：10時，對于提高油茶果殼的表面潤濕性效果最好。當NaOH溶液濃度太低時，無法充分溶解油脂，但由于油茶果殼表面含油量較少，且經干燥后表面蠟質層發生龜裂，所以NaOH溶液濃度太高時，將溶解油茶果殼的纖維素、半纖維素、木質素。