[發明專利]一種高強度的秸稈無膠板材生產工藝及板材

有效

• 申請號: 201910367168.9
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110253708B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 趙曉倩;解恒參;陳宏振;劉盛賢
• 申請（專利權）人: 江蘇建筑職業技術學院
• 主分類號: B27N1/00
• 分類號: B27N1/00;B27L11/08;B27N3/04;D01B1/10;D02G3/04;D02J1/00;D03D15/267;D03D15/217;D03D13/00
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產權代理事務所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

一種秸稈無膠板材及其生產工藝，包括以下步驟：1)提取纖維：從秸稈中提取植物纖維，將植物纖維汽爆并與堿溶液混合活化；2)短桿汽爆：將秸稈制成短桿，將短桿汽爆并與堿溶液混合活化；3)粉料汽爆：將秸稈制成粉料，將粉料汽爆并與堿溶液混合活化；4)壓制板材：將步驟1)至3)獲得的材料混合壓制成板材。該工藝生產的板材結構密實，連續性強，各項力學性能優異。

技術領域

本發明涉及一種秸稈壓制板材，具體涉及一種高強度的秸稈壓制成型板材。

背景技術

徹底解決上述問題的方法是尋找秸稈人造板無膠粘合技術。無膠粘合技術主要是依靠秸稈自身纖維素、半纖維素和木質素三大組分在高溫高壓下反應生成不溶性樹脂，然后將秸稈中纖維膠合在一起，加壓成板。由于秸稈原料結構的致密性以及原料中三大組分活性基團含量較低，需要對秸稈進行活化處理，破壞細胞壁結構，提高其反應活性。

活化處理主要有物理法、化學法和生物法。物理法主要有機械熱磨方法和蒸汽爆破法，專利CN101172351提出了一種竹材熱磨無膠制備人造板的方法，但是由于熱壓溫度較高和熱壓時間較長，能耗較大的同時生產率較低，導致應用的范圍有限；專利CN1067399公開了一種飽和蒸汽蒸煮處理工藝活化木質纖維素原料制備無膠人造板，但是由于秸稈結構的復雜以及熱壓產生的“自膠合”作用有限，通過此方法壓板的強度往往不盡人意。化學法主要通過添加一些化學試劑活化秸稈原料中的天然高分子，產生活性基團，主要有氧化結合法、自由基引發法和、酸催化縮合法和堿溶液活化法四種。生物法主要是利用微生物或酶催化秸稈原料組分降解產生活性基團。當然，目前秸稈無膠粘合技術應用的不是上述的單獨一種方法，而是多種方法的組合，如專利CN101214678就是利用熱磨和施加氧化劑組合活化方法制備竹纖維人造板，而專利CN1412092提出了利用蒸汽爆破處理秸稈后接種黃孢原毛平革菌固態發酵活化秸稈材料熱壓制備秸稈變性材料的方法。此方法雖然無外加膠黏劑，但是由于微生物生長周期較長導致壓板的生產效率較低，同時漆酶酶活分布的不均勻也容易導致產品不穩定。

蒸汽爆破處理是通過蒸汽將物料加熱到一定溫度，維持壓力一段時間，再突然泄壓噴放，產生二次蒸汽，體積猛增，物料受機械力的作用結構被破壞。該方法能夠破壞秸稈細胞壁結構，得到介于刨花碎料和熱磨纖維之間的纖維，使纖維表面的羥基、羰基等活性官能團數量顯著增加，同時細胞壁結構被破壞導致大量木質素能夠在較低濃度的堿溶液中溶出。本發明利用蒸汽爆破處理秸稈后利用堿液在熱壓過程中的溫度溶出木質素，這些木質素在高溫下與經過活化的秸稈原料中的活性基團以及木質素本身起脫水縮合反應，形成類似膠黏劑作用效果。

此外植物纖維的提取現有技術非常復雜，如中國專利(CN200710143948.2提取秸稈纖維的方法及設備)整套設備需結構復雜，隨之而來的就是工藝復雜。

現有的無膠板材強度不足，單純的秸稈短桿壓制成型的板材內部空隙很多，不規則處容易形成應力集中，導致板材強度較低。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種高強度的秸稈無膠板材生產工藝及板材。

為了實現上述目的，本發明包括以下步驟：

1)提取纖維：從秸稈中提取植物纖維，將植物纖維汽爆并與堿溶液混合活化；

2)短桿汽爆：將秸稈制成短桿，將短桿汽爆并與堿溶液混合活化；

3)粉料汽爆：將秸稈制成粉料，將粉料汽爆并與堿溶液混合活化；

4)壓制板材：將步驟一至三獲得的材料混合壓制成板材。