專利名稱：一種無(wú)醛人造板的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)醛人造板的生產(chǎn)方法，屬于木材加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，受木材資源日益緊張的影響，我國(guó)林業(yè)工業(yè)的發(fā)展受到一定制約。發(fā)展木材高效綜合利用，充分利用采伐剩余物、加工剩余物和低劣木材，是解決木質(zhì)原料供需矛盾的有效措施。目前，我國(guó)人造板生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是甲醛系列膠粘劑。然而，使用甲醛系列膠粘劑膠接的木制品，在生產(chǎn)與使用過(guò)程中不可避免地釋放出甲醛等有害氣體，污染環(huán)境并危害人體健康。最近以淀粉、木質(zhì)素、單寧等天然可再生物質(zhì)生產(chǎn)木材膠粘劑的研究取得一定進(jìn)展。但是目前這些環(huán)保型膠粘劑在人造板生產(chǎn)中的應(yīng)用并不多，這主要是由目前人造板的生產(chǎn)工藝決定的?，F(xiàn)有的人造板生產(chǎn)技術(shù)為了方便施膠和減少干燥時(shí)間，要求膠粘劑固形物含量高、黏度低并保證粘結(jié)強(qiáng)度，導(dǎo)致單獨(dú)使用這些環(huán)保型膠粘劑受性能或成本的影響，無(wú)法完全替代甲醛類膠粘劑并應(yīng)用于人造板的生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)醛人造板的生產(chǎn)方法，以解決目前人造板制造行業(yè)中存在的甲醛釋放危害環(huán)境和人體健康的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明技術(shù)方案為采用生物酶制劑對(duì)人造板生產(chǎn)所用木質(zhì)原料進(jìn)行處理，將處理后的木質(zhì)原料與環(huán)保型膠粘劑按照一定比例混合、拌勻并制成板胚，將所制板胚放入熱壓機(jī)采用兩段式熱壓法進(jìn)行熱壓，冷卻后即得所制人造板。具體步驟如下木質(zhì)原料與浸泡液的質(zhì)量比I : 4-1 30，調(diào)節(jié)pH至3-6，生物酶添加量10-80U/g木質(zhì)原料，處理溫度30-60°C，處理時(shí)間l_3h，處理后的木質(zhì)原料經(jīng)過(guò)濾后于60-100°C條件下干燥l_6h得到木質(zhì)原料預(yù)處理物。將無(wú)醛環(huán)保膠粘劑與木質(zhì)原料預(yù)處理物按1:4-1: 20的比例充分混合，制成板胚后放入預(yù)先升溫至140°C-190°C的熱壓機(jī)加熱臺(tái)，先在6MPa_9MPa下保溫2min-5min,再提高壓力至10MPa_14MPa下保溫2min_5min。所用生物酶制劑可以是漆酶或漆酶-介質(zhì)體系、纖維素酶或纖維素-介質(zhì)體系、木質(zhì)素過(guò)氧化物酶或木質(zhì)素過(guò)氧化物酶-介質(zhì)體系、錳過(guò)氧化物酶或錳過(guò)氧化物酶介質(zhì)體系以及其他白腐真菌降解酶或白腐真菌降解酶-介質(zhì)體系。所用無(wú)醛膠粘劑可以是淀粉基膠粘劑、木質(zhì)素基膠粘劑、單寧基膠粘劑、蛋白基膠粘劑及其他無(wú)醛膠粘劑。本發(fā)明所用木質(zhì)原料主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素三種物質(zhì)組成，其中纖維素和半纖維素構(gòu)成了木質(zhì)原料的基本骨架，而木質(zhì)素則存在于纖維素、半纖維素之間和木質(zhì)原料表面，以殼狀形態(tài)出現(xiàn)并對(duì)纖維素和半纖維素形成包裹。采用本發(fā)明提供的酶制劑對(duì)木質(zhì)原料預(yù)處理方法，能夠催化木質(zhì)原料中酚羥基進(jìn)行單電子氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生酚氧自由基和水，使木質(zhì)原料表層殼狀木質(zhì)素覆蓋層降解，有利于膠液的滲透，提高木質(zhì)原料制品的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度。采用本發(fā)明所述的環(huán)保型膠粘劑，能夠確保人造板在生產(chǎn)和使用過(guò)程中不釋放對(duì)人體和環(huán)境有害的游離甲醛，有利于人造板應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和木材加工業(yè)的發(fā)展。采用本發(fā)明提供的兩段式熱壓法，能夠使板胚在熱壓的第一階段保持較好的形態(tài)，避免因壓力過(guò)大而造成板胚坍塌，在保證人造板內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密的同時(shí)使尺寸達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I稱取刨花板生產(chǎn)用的楊木刨花50g置于2000mL燒杯中，加入IOOOg水形成刨花-水懸浮液。調(diào)節(jié)pH為4，以20U/g楊木刨花的加酶量向上述懸浮液中加入漆酶，將上述懸浮液置于50°C水浴中保溫2h，處理結(jié)束后濾除浸泡液，將木質(zhì)原料于60°C條件下干燥3h。干燥后向所得刨花中添加7g淀粉膠粘劑，混合均勻后制成8cmX 8cm幅面的板胚，將板胚放入預(yù)先升溫至170°C的熱壓機(jī)中，在8MPa下保溫3min后提高壓力至12MPa,繼續(xù)保溫3min后冷卻取出即得所制刨花板(厚度為7mm)。根據(jù)GB/T 17657-1999中所述方法測(cè)定所得刨花板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度和吸水膨脹率，結(jié)果表明所制刨花板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到0. 42MPa超過(guò)刨花板性能國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中要求的0. 4MPa，吸水膨脹率為7. 2%達(dá)到刨花板性能國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中要求的不超過(guò)8%的要求。實(shí)施例2取生產(chǎn)膠合板所用的楊木單板(厚度Imm,幅面8cmX8cm)3片(質(zhì)量36g),浸沒(méi)于IOOmL水中調(diào)節(jié)pH至5，以30U/g楊木單板的加酶量向上浸泡液中加入錳過(guò)氧化物酶，45°C保溫3h后取出，濾除浸泡液后將處理后的楊木單板于70°C烘箱中干燥3h。將干燥后的楊木單板表面涂上0. 5mm的淀粉膠粘劑(單面涂膠)，將三片單板疊放好之后放入預(yù)先升溫至150°C的熱壓機(jī)中，在6MPa下保溫2min后提高壓力至llMPa，繼續(xù)保溫3min后冷卻取出即得所制膠合板(厚度3mm)。參照GB/T 9846-2004中所述方法測(cè)定所得膠合板的表面膠合強(qiáng)度，結(jié)果顯示所制膠合板的表面膠合強(qiáng)度為0. 65MPa達(dá)到中密度板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中要求的不低于0. 6MPa的要求。實(shí)施例3稱取楊木纖維80g，置于2000mL燒杯中并加入IOOOmL水，調(diào)節(jié)pH至3. 5，以40U/g纖維的加酶量向上述浸泡液中加入木質(zhì)素過(guò)氧化物酶，50°C保溫2h后濾除浸泡液，將處理后的楊木纖維于80°C烘箱中干燥2. 5h。干燥后向所得刨花中添加9g蛋白膠粘劑，混合均勻后制成8cmX8cm幅面的板胚，將板胚放入預(yù)先升溫至160°C的熱壓機(jī)中，在8MPa下保溫3min后提高壓力至13MPa，繼續(xù)保溫4min后冷卻取出即得所制纖維板(厚度為7mm)。根據(jù)GB/T11718-1999中所述方法測(cè)定所得纖維板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度和吸水膨脹率，結(jié)果表明所制纖維板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到0. 62MPa超過(guò)刨花板性能國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中一等品要求的0. 6MPa，吸水膨脹率為13. 6%達(dá)到刨花板性能國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中要求的不超過(guò)15%的要求。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)醛人造板的生產(chǎn)方法，其特征在于木質(zhì)原料經(jīng)生物酶處理后添加無(wú)醛膠粘劑進(jìn)行兩段式熱壓生產(chǎn)，其制備工藝包括以下步驟將木質(zhì)原料浸入水中，調(diào)節(jié)浸泡液PH，力口入酶制劑，控制浸泡液溫度，處理一段時(shí)間后取出干燥得到生物酶處理后的人造板生產(chǎn)預(yù)處理物；將上述人預(yù)處理物與無(wú)醛膠粘劑按照一定的質(zhì)量比進(jìn)行拌膠，隨后在熱壓機(jī)中采用兩段式熱壓法進(jìn)行熱壓生產(chǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無(wú)醛人造板的生產(chǎn)方法，其特征在于控制木質(zhì)原料與浸泡液的質(zhì)量比為I : 4-1 30，pH調(diào)節(jié)至3-6，生物酶添加量10-80U/g木質(zhì)原料，處理溫度30-60°C，處理時(shí)間l_3h，處理后的木質(zhì)原料經(jīng)過(guò)濾后于60-100°C條件下干燥l_6h得到木質(zhì)原料預(yù)處理物；將無(wú)醛環(huán)保膠粘劑與木質(zhì)原料預(yù)處理物按I : 4-1 20的質(zhì)量比充分混合，制成板胚后放入預(yù)先升溫至140°C _190°C的熱壓機(jī)加熱臺(tái)，先在6MPa-9MPa下保溫 2min_5min,再提高壓力至 10MPa_14MPa 下保溫 2min_5min。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物酶預(yù)處理木質(zhì)原料的方法，其特征在所用生物酶制劑可以是漆酶或漆酶-介質(zhì)體系、纖維素酶或纖維素-介質(zhì)體系、木質(zhì)素過(guò)氧化物酶或木質(zhì)素過(guò)氧化物酶-介質(zhì)體系、錳過(guò)氧化物酶或錳過(guò)氧化物酶介質(zhì)體系以及其他白腐真菌降解酶或白腐真菌降解酶-介質(zhì)體系。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造板生產(chǎn)方法，其特征在于所用無(wú)醛膠粘劑可以是淀粉基膠粘劑、木質(zhì)素基膠粘劑、單寧基膠粘劑、蛋白基膠粘劑及其他無(wú)醛膠粘劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造板生產(chǎn)過(guò)程采用的兩段式熱壓生產(chǎn)，其特征在于板胚先在較低的壓力下熱壓一段時(shí)間，待膠粘劑部分固化后升高熱壓壓力，使板胚在較高的壓力下再熱壓一段時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理方法，其特征是可以應(yīng)用于刨花板、纖維板、膠合板、細(xì)木工板的生產(chǎn)。
全文摘要
一種無(wú)醛人造板的生產(chǎn)方法，屬于木材加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種生物酶技術(shù)預(yù)處理木質(zhì)原料結(jié)合環(huán)境友好型無(wú)醛膠粘劑生產(chǎn)人造板的方法。本發(fā)明涉及的人造板生產(chǎn)工藝包括采用生物酶技術(shù)對(duì)生產(chǎn)人造板所用的木質(zhì)原料進(jìn)行預(yù)處理，然后將處理后的木質(zhì)原料采用無(wú)醛膠粘劑進(jìn)行施膠，隨后采用兩段式熱壓法進(jìn)行熱壓即得所制人造板。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)生物酶對(duì)木材的預(yù)處理，顯著提高了人造板的膠合強(qiáng)度，降低了對(duì)膠粘劑的使用要求，生產(chǎn)過(guò)程中不添加甲醛類膠粘劑，配以兩段式熱壓處理工藝，所制備的人造板在生產(chǎn)和使用過(guò)程中不釋放對(duì)人體和環(huán)境有害的游離甲醛，有利于人造板制造行業(yè)打破國(guó)外綠色壁壘，促進(jìn)人造板制造行業(yè)的健康發(fā)展。
文檔編號(hào)B27K5/04GK102632535SQ20121010411
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者李兆豐, 洪雁, 王鵬, 程力, 顧正彪 申請(qǐng)人:江南大學(xué)