無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法
2023-07-20 14:56:36
專利名稱：無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法
技術領域：
本發是關於類似木質纖維的有機物顆粒帶有機粘合劑用乾燥方法製造物品，尤其是用農作物秸杆製造無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的方法。
背景技術：
由於森林資源的不斷萎縮和人們對森林資源保護力度的不斷加大，業界在充分利用木材加工中廢棄的刨花、木屑和邊角料製造人造板的同時，尚在不斷地尋求新的材料資源。其中在使用農作物秸杆方面取得一定的進展，特別是使用無甲醛的異氫酸酯粘合劑製造高強度的人造板。例如本發明申請人於2006年06月12日申請、專利號為ZL03129224.0，名稱為「無甲醛高強度人造板的製造方法」，提出先將農作物秸杆粉碎至0.1～6mm大小，然後加入秸杆乾重2～7％的MDI膠攪拌混合，將混合均勻的原料鋪成板坯，在300～400KN/M2下預壓，再在140～200℃溫度和2500～3500KN/M2的條件下熱固化成毛板，毛板經冷卻、鋸邊、砂光製成成品的人造板。這種人造板密度大，按GB/T4897-2003標準規定其密度應達400～900kg/m3，靜曲強度應在11.2～14MPa，彎曲彈性模量≥1800MPa，內結合強度≥0.32MPa(平均值≥0.40MPa)，所以目前人造板的重量大，用料量大。而市場卻日益需求一種質輕、強度低的人造板。2006年11月15日公開的「無醛麥秸軟質板的製造方法」發明專利申請(申請號200610085520.2)揭示了一種密度範圍為340～500kg/m3的人造板的製造方法，該方法是首先對麥秸在網孔尺寸10～15mm的錘式粉碎機進行粗粉碎；再對粗粉碎的原料乾燥至含水率10～22％；用網孔尺寸3～8mm的粉碎機精粉碎乾燥後的原料；氣流分離方式分選精粉碎的原料，灰分控制在15～20％，堆職密度控制在50～80kg/m3；每批原料設定重量在120～180kg；將原料重量2.5～2.9％的異氰酸酯粘結劑和原料一起攪拌至均勻；拌勻後的原料鋪設在板坯上經預壓、熱壓定型成毛板，熱壓溫度為150～170℃，熱壓第一段壓力為第二段壓力的50～70％，第二段壓力為90～150巴，保持10秒左右，然後在每段壓差15～40巴之間分四段逐級卸壓；毛板最後經裁邊冷卻後成板材產品。從上述兩專利文獻的記載來看，後者與前者從原料製備起到熱壓定型直至最後切邊成形整個過程基本上類似，只是在工藝參數上存在差異，屬於同一類型。因此後者成品340～500kg/m3的密度範圍絕大部分仍處於國際GB/T4897-2003有關刨花板標準的400～900kg/m3的範疇內，仍然存在板重和用料大的缺點。如何用農作物秸杆生產密度低於400kg/m3又能具有一定強度性能的人造板，為業界需要探索的課題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法，解決生產密度低於400kg/m3人造板的原料組成和熱壓方式的技術問題，其次是解決噴膠的技術問題。
本發明解決上述技術問題的技術方案是一種無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法，包含農作物拮杆的粉碎、秤取料重、鋪設、噴膠攪拌、預壓和熱壓，其特徵在於農作物秸杆應粉碎至小於等於4.75mm的顆粒狀態，在按板厚和設備一次加工面積計算密度為250～400kg/m3的秸杆顆粒重量後，按下述組成秤重取料
熱壓溫度為130～180℃，經先高后低的兩次升降壓熱固，第一次在10秒內壓力升至90～110巴，保持25秒，然後降壓至40～60巴，再第二次升壓至80～100巴，保持30秒後以1～3巴/秒速率分三段降壓，最後穩壓在10～20巴，保持10秒。
進一步該噴膠攪拌時，MDI膠的用量為秸杆顆粒乾重的2.5～3％，以小於5μ的顆粒噴入攪拌中的秸杆顆粒中，攪拌的差異係數≤10％。
又進一步鋪設時，重量誤差≤±1kg，密度均勻度≤±8％。
再進一步預壓使用100～140噸壓力。
更進一步熱壓的毛板經切邊冷卻後，在常溫、常溼條件下堆放2～4天養護。
本發明的有益效果是1.本發明從秸杆顆粒的大小和組成入手，再將現有的先低後高的二次加壓變更為先高后低的二次熱壓固化的加工方法，既保證了板材密度低於現行標準下限400kg/m3的特點，又使其具有一定的機械強度。用本發明可製造板厚在5～50mm，密度為250～400kg/m3的農作物秸杆顆粒板，其靜曲強度為3～5MPa，彈性模量為550～1025MPa，內結合強度為0.1～0.15MPa，握釘力為400～500MPa，為利用農作物秸杆開發新型板材提供了新技術。
2.使用本發明製造的低密度農作物秸杆顆料板，由於板內存在大量微小的空穴，因此具有極佳的隔音減震效果。
3.使用本發明可大量降低材料消耗量，特別對於價格昂貴的MDI膠，由於用量的減少，成本可以大為降低。
4.使用本發明可以突破利用農作物秸杆的區域性限制。由於各地區土壤、地理、氣侯等自然環境的差異和作物品種的不同，對農作物的生長產生一定的制約，因此不同地區不同品種的農作物秸杆的物理機械性能存在差異，並非所有地區的農作物秸杆均適宜按國標GB/T4897-2003關於刨花板標準製造板材。而使用本發明則可突破這一限制，可以使不同地區、不同品種的農作物均適宜製造低密度農作物秸杆顆粒板。
具體實施例方式本發明與現有利用農作物秸杆(稻秸、麥秸、玉米秸、油菜秸)制板方法一樣，需對生長成熟後收割的農作物秸杆經太陽曬兩天進行自然乾燥，束成一定體積和重量的秸捆運至堆場堆放備用，並用防雨布覆蓋防止雨淋黴變。秸杆的粉碎分成粗粉碎和細粉碎兩階段，粗粉碎通常將秸杆碎至20～40mm左右的長度，或者其它長度範圍，以便於下步細粉碎和所用破碎功率少為宜。粗粉碎的秸杆經烘乾至含水率11～18％左右。再用電磁鐵、除石機將其中的鐵件、石塊去除後，細粉碎至秸杆顆粒小於等於4.75mm，然後分離其中稻粒、麥粒、菜籽、徑節等大顆粒和秸杆芯、髓。
根據成品板的厚度和設備一次加工的坯板的總面積，按要求的250～400kg/m3密度計算加工一次所需的秸杆顆粒重量，再按下列的秸杆顆粒組成秤重取料
將按上述組成秤重後的秸杆顆粒置入攪拌機，在攪拌的條件下噴入商品名為MDI膠的異氰酸酯，該MDI膠通過噴頭以小於等於5μ的微粒噴入攪拌中的秸杆顆粒中，噴入量為秸杆乾重的2.5～3％，攪拌的差異係數≤10％。
然後將經攪拌均勻的混有MDI膠的秸杆顆粒鋪放在襯板上，鋪設的重量誤差≤±1kg，密度均勻度≤±8％，用100～140噸的壓力機進行預壓成毛坯，再將毛坯連同襯板一起送入熱壓機加熱加壓固化成毛板。本發明的熱壓溫度為130～180℃，採取先高后低的兩次升降壓的加壓方式，第一次在10秒內，壓力升至90～110巴，保持25秒，然後降壓40～60巴，再第二次升壓至80～100巴，保持30秒後以1～3巴/秒速率分三段降壓至8～22巴，並在該壓力下保持10秒左右。毛板從襯板上脫模後經鋸邊機鋸至要求尺寸後冷卻，並在常溫、常溼下養護2～4天。
現結合幾個實施例，對本發明作進一步說明。
實施例1.用本發明製造密度250kg/m3密度和板厚50mm的秸杆顆粒板。
先按要求的密度要求計算生產板厚5mm時熱壓機一次的用料量，再對經粗粉碎和細粉碎至小於4.75mm的含水率在11％～18％左右的農作物秸杆按以下組成
進行秤取熱壓機一次投入的用料量，然後將該秤重的秸杆顆粒投入攪拌機，在攪拌條件下噴入粒徑小於等於5μ的粘結劑，本發明使用的是不含甲醛成份的異氰酸酯粘結劑，如商品名為MDI的膠粘劑，要求攪拌的差異係數≤10％，再將攪拌均勻的秸杆顆粒鋪放在襯板上，噴入量為秸杆乾重的2.5％～3％，鋪設的重量誤差控制在±1kg內，密度均勻度控制在±8％內，鋪放後用100～140噸壓力機進行預壓，使襯板上的秸杆顆粒形成初步的板坯。板坯連同襯板一起送入熱壓機內進行加熱、加壓至50mm厚度固化成型為毛板，溫度加熱至130～180℃範圍，使用先高后低的兩次加壓方式，第1次在10秒內壓力升至90巴，保持25秒後降壓至40巴，再升至80巴壓力保持30秒，以後以1巴/秒速率分三段降至10巴，保持10秒。從襯板上脫模的毛板用鋸邊機縱橫切割且冷卻後的成品板材應在常溫、常溼下堆放養護2～4天。經測定該無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的密度為250kg/m3，其厚度為50mm，靜曲強度為3.5MPa，彈性模量為450MPa，內結合強度為0.1MPa，握釘力為300kg。
實施例2.用本發明製造密度為330kg/m3、厚度為25mm的秸杆顆粒板。
先按要求密度計算生產板厚為25mm時的熱壓機一次的用料量，再對粗粉碎和細粉碎至小於等於4.75mm的合水率在11％～18％左右的農作物秸杆按以下組成
進行秤取熱壓機一次投入的用料量，然後將該秤重的秸杆顆粒投入攪拌機，在攪拌條件下噴入粒徑小於5μ的MDI膠，噴入量為秸杆顆粒乾重的2.5％～3％，攪拌的差異係數≤10％，再將攪拌均勻的秸杆顆粒鋪放在襯板上，鋪設的重量誤差控制在±1kg內，密度均勻度控制在±8％內，鋪設後用100～140噸壓力機進行預壓，使襯板上的秸杆顆粒形成初步的板坯。板坯連同襯板一起進入熱壓機內，進行加熱、加壓至25mm厚度固化成型為毛板，溫度加熱至130℃～180℃範圍，使用先高后低的兩次加壓方式，第1次在10秒內壓力升至100巴，保持25秒後降壓至50巴，再升至90巴壓力保持30秒，以後以2巴/秒速率分三段降至15巴，保持10秒。從襯板上脫模的毛板用鋸邊機縱橫切割且冷卻後的成品板材應在常溫、常溼下堆放養護2～4天。經測定該無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的密度為330kg/m3，其厚度為25mm，靜曲強度為3.75MPa，彈性模量為830MPa，內結合強度為0.12MPa，握釘力為430N。
實施例3.用本發明製造密度為400kg/m3、厚度為5mm的秸杆顆粒板。
先按要求密度計算生產板厚為5mm時的熱壓機一次的用料量，再對粗粉碎和細粉碎至小於等於4.75mm的含水率在11％～18％左右的農作物秸杆按以下組成
進行秤取熱壓機一次投入的用量料，然後將該秤重的秸杆顆粒投入攪拌機，在攪拌條件下噴入粒徑小於等於5μ的MDI膠，噴入量為秸杆顆粒乾重的2.5％～3％，攪拌的差異係數≤10％％，再將攪拌均勻的秸杆顆粒鋪放在襯板上，鋪設的重量誤差控制在±1kg內，密度均勻度控制在±8％內，鋪設後用100～140噸壓力機進行預壓，使襯板上的秸杆顆粒形成初步的板坯。板坯連同襯板一起進入熱壓機內，進行加熱、加壓至5mm厚度固化成型為毛板，溫度加熱至130℃～180℃範圍，使用先高后低的兩次加壓方式，第1次在10秒內壓力升至110巴，保持25秒後降壓至60巴，再升至100巴壓力保持30秒，以後以3巴/秒速率分三段降至20巴，保持10秒。從襯板上脫模的毛板用鋸邊機縱橫切割且冷卻後的成品板材應在常溫、常溼下堆放養護2～4天。經測定該無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的密度為400kg/m3，其厚度為5mm，靜曲強度為5MPa，彈性模量為1025MPa，內結合強度為0.15MPa，握釘力為500N。
權利要求
1.一種無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法，包含農作物拮杆的粉碎、秤取料重、鋪設、噴膠攪拌、預壓和熱壓，其特徵在於農作物秸杆應粉碎至≤4.75mm的顆粒狀態，在按板厚和設備一次加工面積計算密度為250～400kg/m3的秸杆顆粒重量後，按下述組成秤重取料
熱壓溫度為130～180℃，經先高后低的兩次升降壓熱固，第一次在10秒內壓力升至90～110巴，保持25秒，然後降壓至40～60巴，再第二次升壓至80～100巴，保持30秒後以1～3巴/秒速率分三段降壓，最後穩壓在10～20巴，保持10秒。
2.根據權利要求1所述的無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法，其特徵在於該噴膠攪拌時，MDI膠的用量為秸杆顆粒乾重的2.5～3％，以≤5μ的顆粒噴入攪拌中的秸杆顆粒中，攪拌的差異係數≤10％。
3.根據權利要求1所述的無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法，其特徵在於鋪設時，重量誤差≤±1kg，密度均勻度≤±8％。
4.根據權利要求2所述的無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法，其特徵在於鋪設時，重量誤差≤±1kg，密度均勻度≤±8％。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法，其特徵在於預壓使用100～140噸壓力。
6.根據權利要求1、2、3或4所述的無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法，其特徵在於熱壓的毛板經切邊冷卻後，在常溫、常溼條件下堆放2～4天養護。
7.根據權利要求5所述的無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法，其特徵在於熱壓的毛板經切邊冷卻後，在常溫、常溼條件下堆放2～4天養護。
全文摘要
一種無甲醛低密度農作物秸杆顆粒板的製造方法，包含農作物拮杆的粉碎、秤取料重、鋪設、噴膠攪拌、預壓和熱壓，其特徵在於農作物秸杆應粉碎至小於等於4.75mm的顆粒狀態，在按板厚和設備一次加工面積計算密度為250～400kg/m
文檔編號B27N1/02GK101037000SQ20071003941
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月12日 優先權日2007年4月12日
發明者王步寧, 馬俊, 夏定權, 高翔, 劉永臣, 王建中 申請人:上海康拜環保科技有限公司