[發明專利]一種玉米秸稈板材及其制備方法

在審

• 申請號: 202110454621.7
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113084960A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 陳洪雷;駱紅港;焦生輝;沙磊;劉嘉璇;趙鑫;張俊柳
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: B27N1/00
• 分類號: B27N1/00;B27N3/02;B27N3/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明提供了一種玉米秸稈板材及其制備方法，屬于農業秸稈資源化利用技術領域。本發明利用秸皮軟化酶對玉米秸稈段的表面進行刻蝕，能夠暴露出秸皮粗纖維，并使秸稈具有豐富的孔隙結構；本發明以納米纖維素溶液作為增強劑，在浸漬的過程中，可以嵌入秸稈空隙中形成更多氫鍵，從而提高板材強度。同時，本發明在制備過程中不使用膠黏劑，綠色環保；本發明以玉米秸稈作為原料，原料來源豐富、可再生；本發明制備方法簡單，易于實現工業化大批量生產。

技術領域

本發明涉及農業秸稈資源化利用技術領域，特別涉及一種玉米秸稈板材及其制備方法。

背景技術

我國是農業大國，玉米秸桿年產量約2.6億噸，但有效利用率不高，僅少部分用作飼料或生產化工產品的原料，大量秸桿被廢棄、用于薪材或還田處理，未能高效、高值利用，造成了生物質資源的嚴重浪費和環境污染。玉米秸桿中含有豐富的纖維素組分，其外皮光滑且硬度適中，粗纖維含量高，秸髓主要有薄壁細胞組分，易浸漬、成型。因此，玉米秸桿是制漿造紙、制造板材的優良原料。但作為非木材纖維原料，與木材相比，玉米秸稈力學強度性能較差，極大地限制了其在板材料制造領域的推廣和應用。

公開號CN111300565A的中國專利介紹了一種防腐玉米秸稈重組材及其制造方法，所述方法以玉米秸稈和間苯二酚改性酚醛樹脂膠黏劑作為原料，將玉米秸稈外皮疏解進行防腐處理后進行施膠與拌膠、熱壓、側壓制備防腐玉米秸稈重組材。此法使用間苯二酚改性酚醛樹脂膠黏劑才能保證板材的強度，若降低膠黏劑的用量，板材的強度則大打折扣。然而膠黏劑的使用會造成環境污染，也會損害人體健康。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種玉米秸稈板材及其制備方法。本發明提供的方法能夠避免膠黏劑的使用，且所得板材具有較高的強度。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種玉米秸稈板材的制備方法，包括以下步驟：

(1)將玉米秸稈段與秸皮軟化酶液混合，進行酶刻蝕，得到酶刻蝕秸稈；

(2)將所述酶刻蝕秸稈浸漬與納米纖維素溶液中，得到增強秸稈；

(3)對所述增強秸稈進行第一熱壓，得到玉米秸稈板材。

優選的，還包括：在所述玉米秸稈板材噴淋防水劑，進行第二熱壓。

優選的，所述玉米秸稈段的長度為2～10cm。

優選的，所述秸皮軟化酶液中包括纖維素酶和木聚糖酶，所述秸皮軟化酶液中纖維素酶的酶活為5～15IU/mL，木糖醇酶的酶活為4～10IU/mL；

所述玉米秸稈段的質量與秸皮軟化酶的體積比為1000g：150～250mL。

優選的，所述酶刻蝕的時間為30～180min。

優選的，所述納米纖維素的長度為10～100nm；所述納米纖維素溶液的質量濃度為0.1～3％。

優選的，所述浸漬的時間為20～90min。

優選的，所述第一熱壓的溫度為80～100℃，壓力為600～1000kg/cm²，保壓時間為30～60min。

優選的，所述防水劑為石蠟，所述第二熱壓的溫度為80～100℃，壓力為600～1000kg/cm²，保壓時間為30～60min。

本發明提供了制備方法制備得到的玉米秸稈板材，所述玉米秸稈板材的拉伸強度為44～110MPa，彎曲強度為41～86MPa。