利用海濱錦葵秸稈生產的中密度纖維板及其製備方法

2023-07-21 20:17:56

專利名稱：利用海濱錦葵秸稈生產的中密度纖維板及其製備方法
技術領域：
本項發明屬於生態工程技術領域，具體涉及利用非木纖維材料海濱錦葵秸稈生產中密度纖維板的方法。
背景技術：
隨著我國經濟的快速發展以及人們生活水平的不斷提高，我國建築、裝修、家具、包裝等行業迅速崛起，人們對板材消費量不斷增加。以往建築、裝修、家具和包裝等多用木板或木質纖維板材，而我國人均森林蓄積量僅有0.12m3，遠遠低於世界人均森林蓄積量0.65m3的水平，而我國目前年均木材總消耗量為2.5×108m3，我國森林受到嚴重破壞，面積迅速縮小，木材供給能力大幅度下降。為保護森林資源、保護環境，我國加強了對森林保護力度、並大力提倡植物造林，積極引導和鼓勵利用非木纖維製作纖維板以替代木質纖維板。非木纖維植物具有生長快、周期短、生物量大、成本低等諸多的特點，我國近年來出現許多以農作物秸稈的非木纖維作為原料生產纖維板材和造紙的公司，將大量的農作物秸稈轉化為非木纖維板替代木質纖維板或紙質，在建築、裝修、家具、包裝等領域發揮了巨大作用，這對保護我國的森林資源、保護生態環境十分有利的。但是，我國人均耕地面少且質量不高，加之近幾十年以來過度施用化肥和植物秸稈歸田率不高，土壤有機質水平較低並有下降的趨勢，土壤結構破壞嚴重。為了更好地保護和利用我們人類賴以生存的土地，科學的做法是提倡秸稈還田，把農作物秸稈作有機肥直接還田或做飼料後間接還田，以提高土壤的有機質營養水平，以維持土地的持續生產力。只有把農作物秸稈作為飼料間接還田或者把他們製成有機肥直接還田才能做到保持和提高土壤肥力，以保證農作物的持續豐產和保持土壤肥力的持續性。因此，從長遠觀和人類自身生存、發展來看，把農作物秸稈作為原料進行固化生產非木纖維板不是一種真正可持續性的好的辦法。
為了更好的保護和發展我國的森林資源、保護我國生態環境、保護我國有限的耕地土壤資源，應在減少森林的砍伐和大力開展植樹造林結合的同時，還要積極尋找新的非木纖維資源以替代木纖維資源和耕地上的農作物秸稈資源。而我國有大面積的鹽漬化土地，充分利用鹽漬化土地種植耐鹽植物並利充分用其秸稈和其他生物質能，提高耐鹽植物的經濟附加值和種植效益，不僅有利於鹽漬化土地的利用，還可提供豐富的纖維資源。

發明內容
本發明要解決的問題1、利用海濱錦葵生產中密度纖維板；2、不佔用耕地並儘可能地讓耕地農作物秸稈直接或間接還田的前提下獲得大量的優質非木纖維資源；3、利用海濱錦葵生產中密度纖維板的工藝；4、生產海濱錦葵中密度纖維板過程中，其有效物質的回收利用；本發明的具體技術方案本發明所述海濱錦葵纖維板是由海濱錦葵和不含甲醛的環保膠-異氰酸酯為主要原料生產的一種中密度纖維板，生產過程中同時實現海濱錦葵可溶性物質與不溶性的固體殘渣分別高效利用。
海濱錦葵(Kosteletzkya virginica)為錦葵科錦葵屬(FamilyMalvaceae；Genussteletzkya；Speciesvirginica)多年生宿根耐鹽植物，天然分布於美國東部德拉瓦州至德克薩斯州的鹽沼海岸帶，在土壤中NaCl含量在3‰-25‰之間的環境中都能生活，具備耐鹽鹼、耐淹等特性。由於是多年生宿根植物，一次種植可多年收穫，管理簡單，特別適宜在人少地多的灘涂進行大面積種植；海濱錦葵其植株高達1.5-2米，莖稈半木質化，生物量達79320kg/hm2，種子產量約1500kg/hm2、且含油量高，花大而美。1993-1995年，南京大學鹽生植物研究實驗室欽佩教授兩次與美國德拉瓦大學海洋學院J.L.蓋萊哥教授聯繫，引進了海濱錦葵種子，並在江蘇省鹽城市海濱地區試種獲得成功。在灘涂上種植海濱錦葵可充分利用鹽土資源，並且能加快灘涂脫鹽，幫助土壤改造，有著潛在的巨大經濟和社會效益。大量利用灘涂鹽漬化土地種植海濱錦葵，不僅美化、綠化環境、收穫種子作為油料的原料，還可利用其大量的秸稈作為非木纖維的來源。本發明利用海濱錦葵生產中密度纖維板的生產工藝為海濱錦葵秸稈收穫-切碎-篩選除塵-粉碎-蒸煮-熱磨-固、液分離-固體殘渣經烘乾-與不含甲醛的環保膠-氰酸乙酯混料均勻-混合後經過一定的工序製成中密度纖維板分離出的固體殘渣經過乾燥-入倉-混膠-鋪裝-預壓-板坯帶-截坯-檢驗-合格板坯(不合格板坯回收不能進入下一程序)-運輸-裝坯-熱壓-出板-截板、鋸邊-板材堆放-拋光-入庫；每m3中密度纖維板需要海濱錦葵秸稈1.2-1.5t。將分離出的液體輸送到液體濃縮器濃縮成濃稠狀物的秸稈提取物作為食品、保健品的添加劑。
本發明與現有技術比較，其顯著性進步為(1)我國森林覆蓋率低，人均耕地面積少、以木材或以農作物秸稈作為纖維板的原料是不可持續性的，為保護森林和耕地，本發明利用灘涂鹽鹼地生產的海濱錦葵副產物——秸稈和不含甲醛的環保型膠粘劑——異氰酸酯為主要原料生產中密度纖維板，一方面克服了利用農作物秸稈作原料生產纖維板時大量固化農作物秸稈使其不能還田的不足，使更多農作物秸稈能用作家畜飼料或有機肥還田，提高耕地土壤品質，使耕地具有更高的持續性生產力；在海濱錦葵中密度纖維板生產過程中，海濱錦葵的另一副產物——秸稈可溶性提取物也被提取出來作為添加劑用於食品、飼料、醫藥等，進一步提高了海濱錦葵的經濟附加值，促進人們種植海濱錦葵的積極性，為生產海濱錦葵纖維板提供原料保障。另一方面，大量利用海濱錦葵秸稈生產中密度纖維板，有利於更好地保護森林資源、更好地利用我國的鹽土資源，為鹽土地區人民脫貧、致富開闢一條途徑。
(2)海濱錦葵是集綠化、美化、油料、藥用作物於一身的多年生宿根耐鹽經濟植物，具有一次種植多年收穫，不需要特別的管理，秸稈產量高，纖維品質好，還能收穫種子用於榨油；特別是海濱錦葵的適應性好、耐鹽性強，而我國擁有5億多畝的鹽土資源，我國沿海就約有3億多畝海濱灘涂有待開發利用，海濱錦葵的大面積種植不僅可以改良和利用灘涂鹽土資源，而且還為生產纖維板提供大量原料。
具體實施例方式
(1)將收穫種子後的海濱錦葵秸稈收集；(2)切碎做成粗料將海濱錦葵秸稈用粉碎機將其粉碎成小於4cm的碎段作為粗料，以便於進一步粉碎；(3)將粗料篩選除塵進一步消除種子、塵土等雜質；經過篩選後的秸稈碎片較乾淨，提高原料質量；
(4)粗料再碎將經過(3)後潔淨的粗料進一步粉碎成更細小的碎料；(5)蒸煮浸提將經過(4)處理好的海濱錦葵粗料放入蒸煮器或池，加入自來水將其淹沒，加蓋密封、通蒸氣使其沸騰45～60分鐘，使其軟化、以利於可溶性物質的滲出、溶解和纖維的解離；(6)熱磨將經(5)蒸煮軟化的海濱錦葵碎料送入熱磨機繼續磨碎成2～4mm的纖維絲；(7)固、液分離將經(6)熱磨後將其輸送到螺旋卸料過濾式離心機進行固、液分離，將分離出的提取液送入液體濃縮器；然後將固體物進行乾燥；(8)纖維乾燥將(7)中分離出來的纖維絲在乾燥機中乾燥至含水率為5～10％；(9)分選從經過乾燥的纖維絲按粒度大小將纖維絲分離成做表層的細料和做芯層的粗料；(10)計量施膠採用不含甲醛的環保膠——異氰酸酯膠粘劑作為粘合劑，施膠量按海濱錦葵與膠20∶1的重量比施膠，並使膠、料在施膠混料器內充分混合均勻；(11)添加特殊添加劑根據功能要求，還可在施膠程序中根據需要選擇加入阻燃劑或防黴劑或防水劑或防腐劑加工成具有阻燃或防黴或防水或防腐功能的海濱錦葵纖維板；在添加阻燃劑或防黴劑或防水劑或防腐劑過程中，必須與纖維絲充分混合均勻，操作時先將添加劑與纖維絲混合均勻後再施膠或先將其與膠混合均勻後隨膠一同與纖維絲均勻混合；(12)鋪裝將經(10)施膠或再經(11)添加特殊添加劑後的纖維送入纖維板鋪裝機，由鋪裝機按表層料、芯層料、表層料的層次進行鋪裝成毛板坯；(13)預壓將鋪裝好的毛板坯經預壓機預壓成板坯帶，壓縮量為毛板坯的1/3～1/2，預壓壓強為1.0MPa＜P＜1.6MPa，預壓時間20～30s；(14)截坯按照熱壓槽的長度將預壓好的板坯帶截成板坯；(15)板坯檢驗和運輸對(14)截好的板坯進行板坯質量合格檢驗，不合格的板坯進行回收，合格的板坯運往熱壓機進行熱壓；(16)裝槽、熱壓將合格的板坯按層裝進熱壓機的壓縮槽，裝槽完成後，進行熱壓定型熱壓溫度150～170℃，壓強2.5Mpa＜P＜3.5Mpa，熱壓時間30～45s/mm；(17)出板、截板、鋸邊熱壓完成後將壓好的毛邊板拉出，運到截板、鋸邊機按規格尺寸進行截板、鋸邊，並將加工好的纖維板堆放；(18)磨光將(17)中加工好的纖維板運往砂磨拋光機將兩面磨光；(19)板材抽樣檢驗隨機抽樣對纖維板進行檢驗，以達到或超過國家中密度纖維板標準(GB/T11718-1999)為合格；纖維板的密度700-850kg/m3，靜曲強度＞25MP，彈性模量＞3000，內結合強度＞0.72，2小時吸水厚度膨脹率＜7％，板面握釘力＞1600N，板側握釘力＞1400N，穿孔值＜0.05mg/100g，甲醛釋放量＜0.3mg/L；(20)入庫經檢驗合格的纖維板運入倉庫暫存；(21)可溶性提取物利用將(7)中分離並送入到液體濃縮器的提取液經減壓濃縮，水蒸氣通入蒸煮器或池再利用，將濃縮後呈褐色濃稠糊狀的提取物作為添加劑，應用於食品、啤酒、保健品、或飼料的生產。
權利要求
1.一種利用海濱錦葵生產的中密度纖維板，其特徵是由海濱錦葵秸稈和不含甲醛的環保膠——異氰酸酯構成。
2.根據權利要求1所述利用海濱錦葵生產的中密度纖維板的製備方法，其特徵是由以步驟構成下(1)將收穫種子後的海濱錦葵秸稈收集；(2)切碎做成粗料將海濱錦葵秸稈用粉碎機將其粉碎成小於4cm的碎段作為粗料；(3)將粗料篩選除塵進一步消除種子、塵土等雜質；(4)粗料再碎將經過篩選除塵後的粗料進一步粉碎成更細小的碎料；(5)蒸煮浸提將經過(4)處理好的海濱錦葵碎料放入蒸煮器或池，加入自來水將其淹沒，加蓋密封、通蒸氣使其沸騰45～60分鐘，使其軟化；(6)熱磨將經(5)蒸煮軟化的海濱錦葵碎料送入熱磨機繼續磨碎成2～4mm的纖維絲；(7)固、液分離將經(6)熱磨後將其輸送到螺旋卸料過濾式離心機進行固、液分離，將分離出的提取液送入液體濃縮器；然後將固體物進行乾燥；(8)纖維乾燥將(7)中分離出來的纖維絲送入乾燥機乾燥至含水率為5～10％；(9)分選按粒度大小將纖維絲分離成做表層的細料和做芯層的粗料；(10)計量施膠採用不含甲醛的環保膠——異氰酸酯膠粘劑作為粘合劑，施膠量按海濱錦葵與膠20∶1的重量比施膠，並使膠、料在施膠混料器內充分混合均勻；(11)根據權利要求(10)所述利用海濱錦葵生產的中密度纖維板的製備方法，其特徵是在施膠程序中根據需要選擇加入阻燃劑或防黴劑或防水劑或防腐劑加工成具有阻燃或防黴或防水或防腐功能的海濱錦葵纖維板；在添加阻燃劑或防黴劑或防水劑或防腐劑過程中，必須與纖維絲充分混合均勻，操作時先將添加劑與纖維絲混合均勻後再施膠或先將其與膠混合均勻後隨膠一同與纖維絲均勻混合；(12)鋪裝將經(10)施膠或再經(11)添加特殊添加劑後的纖維送入纖維板鋪裝機，由鋪裝機按表層料、芯層料、表層料的層次進行鋪裝成毛板坯；(13)預壓將鋪裝好的毛板坯經預壓機預壓成板坯帶，壓縮量為毛板坯的1/3～1/2，預壓壓強為1.0MPa＜P＜1.6MPa，預壓時間20～30s；(14)截坯按照熱壓槽的長度將預壓好的板坯帶截成板坯；(15)板坯檢驗和運輸對(14)截好的板坯進行板坯質量合格檢驗，不合格的板坯進行回收，合格的板坯運往熱壓機進行熱壓；(16)裝槽、熱壓將合格的板坯按層裝進熱壓機的壓縮槽，裝槽完成後，進行熱壓定型熱壓溫度150～170℃，壓強2.5Mpa＜P＜3.5Mpa，熱壓時間30～45s/mm；(17)出板、截板、鋸邊熱壓完成後將壓好的毛邊板拉出，運到截板、鋸邊機按規格尺寸進行截板、鋸邊，並將加工好的纖維板堆放；(18)磨光將(17)中加工好的纖維板運往砂磨拋光機將兩面磨光；(19)板材抽樣檢驗隨機抽樣對纖維板進行檢驗，以達到或超過國家中密度纖維板標準(GB/T11718-1999)為合格；纖維板的密度700-850kg/m3，靜曲強度＞25MP，彈性模量＞3000，內結合強度＞0.72，2小時吸水厚度膨脹率＜7％，板面握釘力＞1600N，板側握釘力＞1400N，穿孔值＜0.05mg/100g，甲醛釋放量＜0.3mg/L；(20)入庫經檢驗合格的纖維板運入倉庫暫存。
3.根據權利要求2所述利用海濱錦葵生產的中密度纖維板的製備方法，其特徵是將可溶性提取物利用，具體方法是將(7)中分離並送入到液體濃縮器的提取液經減壓濃縮，水蒸氣通入蒸煮器或池再利用，將濃縮後呈褐色濃稠糊狀的提取物作為添加劑，應用於食品、啤酒、保健品、或飼料的生產。
全文摘要
本發明屬於生態工程技術領域，具體涉及利用非木纖維材料海濱錦葵秸稈生產中密度纖維板的方法。利用海濱錦葵生產的中密度纖維板及其製備方法，把大量的海濱錦葵生物質能轉化為替代木質纖維的非木質纖維資源生產纖維板，同時還將海濱錦葵可溶性提取物加以利用，大大提高海濱錦葵經濟價值。
文檔編號B27N1/00GK1887550SQ20061008833
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月12日 優先權日2006年7月12日
發明者欽佩, 王光, 萬樹文 申請人:南京大學