秸秆复合板的研制

作者:未知

  摘要  以作物秸秆和杂草秸秆为主料,菌糠、木屑、园林绿化丢弃的树枝等为辅料,利用机械设备高温热压成型,获得具有阻燃、防水、握钉力好的秸秆复合板。对研制的秸秆复合板的加工方法、产品性状进行了介绍,并总结了其创新点及应用前景。
  关键词 秸秆复合板;脲醛树脂胶;防水;阻燃;握钉力
  中图分类号:TG335.81 文献标识码:A 文章编号:2095-3305(2019)02-092-02
  DOI: 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.02.039
  Abstract Taking crop straw and weed straw as the main material, fungus chaff, wood chips, tree branches discarded in landscaping as the auxiliary material, the straw composite board with good flame retardant, water proof and nail holding force was obtained by high temperature hot pressing molding with mechanical equipment. The processing methods and product properties of the straw composite board were introduced, and its innovative points and application prospects were summarized.
  Key words   Straw composite board;Urea formaldehyde resin adhesive;Waterproof;Flame retardant;Nail holding force
  复合板是日常生活中常见的建筑装修材料,是一种以木材为原料,经人工机械加工而成的人造板,其种类有密度板、刨花板、纤维板、三合板等。由于我国每年人造板需求量巨大,而木材资源短缺,因此单纯依赖木材为原料制作人造板已远远不能满足市场需求,亟待研制和开发出新型人造板。
   笔者所在项目组研制了一种新型人造板——秸秆复合板,是一种以秸秆为主料,菌糠、木屑、园林绿化丢弃的树枝等为辅料,将原料全部粉碎后添加阻燃剂、防水剂、防霉剂、绿色环保胶等,经混合均匀后利用机械设备高温热压成型,获得的具有阻燃、防水、握钉力好的复合板。文中对研制的秸秆复合板的加工方法、产品性状进行了介绍,并总结了其创新点及应用前景,旨在为秸秆复合板的推广应用奠定基础。
  1 加工方法
  1.1 选料
  1.1.1 主料 作物秸秆,杂草秸秆,如蒿子、豚草、月见草和麦草等秸秆,晒干后备用。
  1.1.2 辅料 菌糠,选用秸秆、木屑等原料栽培食用菌后的废料,烘干粉碎后备用;园林绿化丢弃的树枝;木屑,选用硬杂木屑;交联剂,选用绿色环保的脲醛树脂胶;防火阻燃剂,选用磷酸二氢铵和氯化镁;防水剂,选用聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇。
  1.2 配方设计
   作物秸秆60%,杂草秸秆15%,菌糠10%,园林绿化丢弃的树枝7%,木屑6%,磷酸二氢铵0.1%,聚醋酸乙烯酯0.5%,聚乙烯醇1%,氯化镁0.4%。
  1.3 加工制作
  1.3.1 原料粉碎 将各原料粉碎成大小均匀的纤维状,秸秆和树枝长为5 cm左右,菌糠木屑过5目筛作填充原料备用。
  1.3.2 拌料 将秸秆等物料烘干粉碎后,称量60%的作物秸秆,15%的杂草秸秆,10%的菌糠,7%的园林丢弃的树枝,6%的木屑加入到拌料器中进行搅拌,含水量控制在12%,待将拌料器中的混合料拌匀后用0.1%的磷酸二氢铵,0.5%的聚醋酸乙烯酯,1%的聚乙烯醇和0.4%的氯化镁搅匀后形成秸秆混合料待用。
  1.3.3 模具预热 在铺料前将模具预热,温度在65℃左右。
  1.3.4 铺料 将秸秆混合物料均匀的分层铺入到244 cm×122 cm×10 cm大小,且预热完成的模具内。
  1.3.5 喷胶 施胶时,胶与物料的比例为0.12∶1。在物料铺入模具过程中进行施胶,每2 cm左右厚度喷施1次胶,将胶均匀喷射在每层物料的表面,共喷施5~6次。
  1.3.6 热压 热压温度130℃;热压压力3 MPa;热压时间5 min;压缩率为6∶1。
  1.3.7 脫模 脱模可以采用纸脱模和灰脱模的方法,在热压之前在模具的底部铺一层细灰或牛皮纸,最后经砂光去除。
  1.3.8 板坯的加工处理 用宽带式砂光机对上述板坯进行双面砂光,进料速度≤30 m/min,砂削厚度≤0.5 cm,分3段砂削;先用40~60目/英寸粗砂,再用60~70目/英寸细砂,得到厚50 mm的板材。
  2 产品性状
  2.1 外观质量规格与性能指标
   产品按照外观质量和内部结合强度指标分为优等品、一等品、合格品3个等级,产品不应有分层、气泡现象,具体质量要求及性能指标见表1~3。
  2.2 甲醛释放量指标
   秸秆复合板甲醛释放量按GB/T17657-1999中4.11规定测定,甲醛释放量的指标对于不同的含水率,其测定值乘以修正系数F,即F=1.86-0.133×H,式中H为含水率数值,如含水率6%,H=6。优等品甲醛释放量应≤4.0 mg/100 g;一等品应≤6.0 mg/100 g;合格品应≤9.0 mg/100 g。
  3 小结与展望
  3.1 创新点
   (1)该次研究首次在原料选取上进行了创新,添加了菌糠、树枝等材料,打破了人造板材方面单一的纤维原料的局限,为人造环保板材提供了新思路,同时在处理生活、实验废料,变废为宝的方法上取得了创新,节约成本。
   (2)该次研究在原料中添加了聚乙烯醇,使复合板具有防水防潮的优点;添加阻燃剂,使复合板中的分子氧被锁定,从而达到阻燃的目的;添加交联剂,使物料之间更加紧密,复合板不易变形、握钉力好。
  3.2 应用前景
   (1)保护环境。我国是农业大国,但是农作物秸秆的利用率却十分低,秸秆没有正确的处理方法和途径,尤其在东北地区处理农作物秸秆的方法多为焚烧,这样不仅浪费资源,还会污染环境。研制秸秆复合板不仅可以将农业固体废弃物资源化再利用,还可以改善农村环境。
   (2)代替木制板材。木质板材花纹多样,抗压性、稳定性能好,受到多数消费者青昧,但我国森林破坏严重,木质板材的供应满足不了市场的需求。研制秸秆复合板能顺应市场的需求,有效补充人造木制板材的短缺。
   (3)成本低、价格廉、用途广。以秸秆为主料,菌糠、园林绿化丢弃的树枝等为辅料制作的秸秆复合板能充分消纳大量农业固体废弃物,减少木制复合板的原料,降低成本。这种人造复合板可以广泛用作家具桌椅、箱柜、墙壁等装修用材,应用前景广阔。
  参考文献
  [1] 何勋.玉米秸秆皮材料特性及其制版工艺研究[D].郑州:河南农业大学,2016.
  [2] 张召召,张显权.玉米秸秆皮碎料/木材纤维复合板工艺研究[J].森林工程,2013(4):128-133.
  [3] 张召召.木材纤维/玉米秸秆皮碎料复合板工艺研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2013.
  责任编辑:刘赟
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