[發(fā)明專利]無膠纖維塑化板及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210237040.2
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114536504B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳媛;李改云;張軼媛;范東斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所
• 主分類號: B27N3/12
• 分類號: B27N3/12;B27N3/10;B27K3/04;D21B1/06;D21D1/30
• 代理公司: 北京恒律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11416
• 代理人: 龐立巖

提供一種無膠纖維塑化板及其制備方法，通過解離木材次生壁S2層制得木材纖維，將木材纖維通過高碘酸鈉定向氧化制得雙醛改性木材纖維，將雙醛改性木材纖維調(diào)控含水率至9％～15％后，在75～100℃溫度下熱壓成板，由此制得靜曲強度大且吸水膨脹率低的無膠纖維塑化板。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無膠纖維塑化板及其制備方法，特別是涉及一種基于木材纖維雙醛改性的無膠纖維塑化板及其制備方法。

背景技術(shù)

無膠纖維板是指不另行添加膠黏劑，將木纖維或其他植物纖維熱壓制得的人造纖維板，熱壓過程中憑借原材料自身的結(jié)合力，例如纖維與活化劑、催化劑等原料的化學(xué)作用來實現(xiàn)成板。無膠纖維板因為不另行添加膠黏劑，可以回避添加膠黏劑帶來的弊端。

目前我國纖維板用膠黏劑仍然以醛類膠黏劑為主，主要是脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠、三聚氰胺甲醛樹脂膠等，其使用量占纖維板工業(yè)總用膠量的90％以上，此類膠黏劑制造的纖維板產(chǎn)品會連續(xù)不斷地釋放出甲醛等有害氣體，這些有害物質(zhì)不僅會使室內(nèi)環(huán)境遭受嚴重污染，還會危害人類身體健康。

近年來，隨著我國對環(huán)境保護日益重視，對人造板甲醛污染限制日趨嚴格，GB18580-2017《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》國家標準規(guī)定室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及制品中甲醛釋放限量值必須低于0.124mg/m³(氣候箱法限量標識為E1)。嚴格標準的提出對人造板用膠黏劑提出了更為嚴苛要求，脲醛及其改性膠難以滿足現(xiàn)階段纖維板工業(yè)對木材膠黏劑甲醛釋放量控制的要求。因此，纖維板工業(yè)的研究方向已從甲醛系膠黏劑轉(zhuǎn)移到無毒無害的綠色膠黏劑體系，如異氰酸酯膠黏劑、大豆蛋白膠黏劑等。但是非甲醛系膠黏劑普遍存在成本高、性能不穩(wěn)定等缺陷。例如，大豆蛋白膠黏劑纖維板更環(huán)保，但耐水性低，附著力低，不耐腐。異氰酸酯膠粘劑價格昂貴，在使用加工過程中容易對人體造成傷害。

相對于此，無膠纖維板可以避免添加膠黏劑帶來的弊端，開發(fā)不含合成膠黏劑，特別是不添加常規(guī)的合成膠黏劑的自粘合纖維板已成為人造板領(lǐng)域重要的研究方向。

目前制備無膠纖維板時，大多采用預(yù)處理的方法實現(xiàn)木材纖維表面降解，熱壓過程中降解產(chǎn)物充當(dāng)膠黏劑的作用，但是這樣的無膠纖維板與醛系纖維板相比，性能不是十分理想。木材表面含有大量羥基，如纖維素結(jié)構(gòu)單元中C2、C3、C6位為羥基，羥基活性較低，自交聯(lián)形成氫鍵雖然強度較高，但吸水易破壞。

相對于此，專利申請CN106476108A公開了一種利用雙醛纖維素制備無甲醛纖維板的方法，該方法采用兩步法策略，先將針葉木漿氧化為雙醛纖維素，再和秸稈顆粒混合，秸稈纖維表面的游離羥基與雙醛纖維素上的醛基發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)。但該方法的醛基基團明顯較低，而且秸稈表面的羥基基團可及度較低，形成的無膠纖維板的靜曲強度較低、吸水膨脹率高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于以上問題進行了研發(fā)，目的在于提供一種靜曲強度大且吸水膨脹率低的無膠纖維塑化板及其制備方法。

根據(jù)本發(fā)明第一方案，提供一種無膠纖維塑化板的制備方法，通過解離木材次生壁S2層制得木材纖維，將木材纖維通過高碘酸鈉定向氧化制得雙醛改性木材纖維，將雙醛改性木材纖維調(diào)控含水率至9％～15％后，在75～100℃溫度下熱壓成板。

優(yōu)選地，將雙醛改性木材纖維調(diào)控含水率至10％～15％。

優(yōu)選地，在80～90℃溫度下熱壓成板。

優(yōu)選地，通過制漿造紙化學(xué)法解離木材次生壁S2層制得木材纖維。

優(yōu)選地，在熱壓壓力15～20MPa下且保壓3～5分鐘熱壓成板。

優(yōu)選地，將木材纖維通過高碘酸鈉定向氧化制得雙醛改性木材纖維包括：

在容器中加入水和木材纖維后，加入高碘酸鈉和異丙醇，在室溫下避光攪拌，抽濾洗至中性以除去未反應(yīng)的高碘酸鈉和異丙醇，并進行干燥平衡。