申請(qǐng)日2015.07.15

　　公開(公告)日2015.12.16

　　IPC分類號(hào)B27N3/04; B27N1/02; B27N3/08

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種添加改性造紙污泥增強(qiáng)吸附性能的高密度纖維板，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：農(nóng)作物秸稈42-45、濃度為2%的氫氧化鈉適量、木材邊角料30-32、硅烷偶聯(lián)劑kh450?2-2.5、濃度為95%的乙醇66-70、造紙污泥9-11、碳酸氫鈉1-2、羧甲基纖維素1-2、水性聚氨酯膠黏劑7-8、乳化石蠟1.5-2、水適量;本發(fā)明為資源替代性產(chǎn)品，產(chǎn)品大量使用農(nóng)作物秸稈、木材邊角料、造紙污泥等成分，廢物利用，來源廣泛，節(jié)約木材資源;工藝在傳統(tǒng)工藝上有所改進(jìn)，便于工業(yè)控制，提高生產(chǎn)效率，而且能夠提高纖維板質(zhì)量穩(wěn)定性，是一種具有良好應(yīng)用前景的纖維板制備技術(shù)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種添加改性造紙污泥增強(qiáng)吸附性能的高密度纖維板，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：農(nóng)作物秸稈42-45、濃度為2%的氫氧化鈉適量、木材邊角料30-32、硅烷偶聯(lián)劑kh4502-2.5、濃度為95%的乙醇66-70、造紙污泥9-11、碳酸氫鈉1-2、羧甲基纖維素1-2、水性聚氨酯膠黏劑7-8、乳化石蠟1.5-2、水適量。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種添加改性造紙污泥增強(qiáng)吸附性能的高密度纖維板，其特征在于，由以下具體步驟制成：

　　(1)將農(nóng)作物秸稈清洗后放入烘箱中烘至含水量為20%-30%，冷去后將其切成3-4厘米的小段，然后加入3倍量的濃度為2%的氫氧化鈉，以60轉(zhuǎn)/分的速度攪拌2-3小時(shí)后過濾，取濾渣水洗至中性，得農(nóng)作物秸稈纖維;

　　(2)將木材邊角料送入木材削片機(jī)中切成不規(guī)則的小木片，在155-165℃條件下用飽和蒸汽(壓力為0.75MPa)對(duì)木片進(jìn)行蒸煮，待木片軟化后送入熱磨機(jī)中，在同樣的溫度下，1200-1400轉(zhuǎn)/分的攪拌速度作用下，磨成木纖維，與步驟(1)得到的農(nóng)作物秸稈纖維混合得到混合纖維;

　　(3)將造紙污泥干燥后粉碎與碳酸氫鈉混合，然后加入溶于2倍量水的羧甲基纖維素，放入造粒機(jī)中擠出造粒，然后將顆粒放入碳化機(jī)中在500-580℃的條件下碳化2小時(shí)，然后轉(zhuǎn)至煅燒爐中在600-700℃的溫度下煅燒2小時(shí)，取出冷卻至室溫后粉碎至過200目篩，之后加入硅烷偶聯(lián)劑kh450球磨30分鐘后，加入濃度為95%的乙醇，混合分散均勻后將混合纖維浸泡其中，20-30分鐘后撈出，晾干后放在烘箱中，在85-95℃的條件下烘干30分鐘，取出待其自然冷卻后得到表面改性的混合纖維;

　　(4)首先將乳化石蠟與水性聚氨酯膠黏劑混合，常溫下攪拌均勻后制成混合漿料待用;將步驟(3)得到的表面改性的混合纖維經(jīng)過混合攪拌器將纖維打散后加入一半量的混合漿料，充分?jǐn)嚢杈鶆颍�然后將拌勻后的物料送入噴霧攪拌機(jī)中，繼續(xù)噴入另一半混合漿料，即得熱壓前的混合纖維;

　　(5)將熱壓前的混合纖維均勻地鋪裝在滿足工藝要求的板坯中，控制纖維板的厚度，在平板硫化機(jī)上先預(yù)壓，然后經(jīng)連續(xù)輥預(yù)壓，得到預(yù)成型板坯，再將預(yù)成型板坯送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓成型(控制熱壓溫度為180-210℃，成型壓力為40kg/cm2，保壓時(shí)間為3-4分鐘)即得本發(fā)明產(chǎn)品。

　　說明書

　　一種添加改性造紙污泥增強(qiáng)吸附性能的高密度纖維板及其制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及木質(zhì)材料深加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種添加改性造紙污泥增強(qiáng)吸附性能的高密度纖維板及其制備方法。

　　背景技術(shù)

　　近年來，我國(guó)中、高密度纖維板業(yè)發(fā)展非常迅速，原來的硬質(zhì)纖維板已逐步被中高密度纖維板所取代。中纖板企業(yè)對(duì)木材原料的依賴性很大，木材原料成本占到生產(chǎn)成本的45%左右，木材原料緊缺已經(jīng)嚴(yán)重影響到了纖維板的生產(chǎn)。就中高密度纖維板生產(chǎn)的要求而言，為10年以上，竹子的再生周期也在3-5年，而農(nóng)作物秸稈的再生周期為1年或者不到1年，從資源的利用效率來說，農(nóng)作物的秸稈最有利。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，具有豐富的農(nóng)作物秸稈資源，但是目前我國(guó)秸稈資源的利用率僅為33%，其余大部分秸稈被作為廢棄物焚燒掉或是僅作為燃料，不僅造成了自然資源的浪費(fèi)，而且加重環(huán)境污染。采用廉價(jià)的和可再生性強(qiáng)的農(nóng)作物纖維代替木材原料，已經(jīng)逐漸成為中、高密度纖維板發(fā)展的一個(gè)方向。但是以農(nóng)作物為代表的草本植物纖維則短而細(xì)，在一定程度上限制了草纖維板的機(jī)械強(qiáng)度。草本植物莖稈有機(jī)溶劑抽出物的含量明顯比木材原料的低，但主要成分是蠟質(zhì)，伴以少量的高級(jí)脂肪酸、高級(jí)醇等，加上禾本科植物莖桿、葉片表皮細(xì)胞硅質(zhì)化程度很高，秸稈表面的蠟質(zhì)層和二氧化硅含量高，不利于膠黏劑的浸潤(rùn)，導(dǎo)致了傳統(tǒng)的脲醛樹脂對(duì)秸稈碎料的膠合不良。這就要求利用農(nóng)作物秸稈等草本植物纖維制造高密度纖維板時(shí)，必須解決現(xiàn)有工藝中存在的傳統(tǒng)膠黏劑膠合不良、耐水性差、強(qiáng)度差的缺陷。

　　酚醛樹脂、脲醛樹脂和三聚氰胺樹脂膠黏劑是甲醛系列膠三種典型代表，使用三醛膠最突出的問題是游離甲醛釋放。三醛膠系列人造板在生產(chǎn)及其產(chǎn)品使用的前3-15年中會(huì)不斷釋放出游離甲醛，嚴(yán)重危害人體健康。國(guó)內(nèi)外對(duì)無甲醛密度板等人造板產(chǎn)品的需求日益高漲。生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，水性聚氨酯膠黏劑等不含甲醛的膠黏劑應(yīng)運(yùn)而生，并且市場(chǎng)占有率越來越高，但是由于價(jià)格較高，利用其作為膠粘劑必然會(huì)帶來密度纖維板的生產(chǎn)成本的增加，但是在采用農(nóng)作物秸稈、木材邊角料等原料的前提下能夠節(jié)省一部分成分，這樣既不會(huì)造成成本的增加，也會(huì)生產(chǎn)中安全環(huán)保的產(chǎn)品，值得在市場(chǎng)上推廣。

　　在制漿造紙過程中大部分原料纖維被用來生產(chǎn)紙產(chǎn)品，剩余的生物有機(jī)質(zhì)大部分則轉(zhuǎn)移到廢水中，所以造紙污泥生物質(zhì)含量豐富，有機(jī)物含量50%-65%，主要含有纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等高分子有機(jī)物以及填料、凝聚劑等，如何將造紙污泥進(jìn)行生物質(zhì)資源化利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。過去對(duì)造紙污泥的處理只有投資沒有效益，先后經(jīng)過了海洋投棄、土地填埋、堆肥、焚燒等處理方法。如何改變污泥的廢棄物性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)造紙污泥生物質(zhì)資源的利用，開發(fā)研制具有附加值的功能化產(chǎn)品，是妥善解決污泥處理處置的關(guān)鍵問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種添加改性造紙污泥增強(qiáng)吸附性能的高密度纖維板及其制備方法。

　　為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實(shí)施：

　　一種添加改性造紙污泥增強(qiáng)吸附性能的高密度纖維板，由下列重量份的原料制備制成：農(nóng)作物秸稈42-45、濃度為2%的氫氧化鈉適量、木材邊角料30-32、硅烷偶聯(lián)劑kh4502-2.5、濃度為95%的乙醇66-70、造紙污泥9-11、碳酸氫鈉1-2、羧甲基纖維素1-2、水性聚氨酯膠黏劑7-8、乳化石蠟1.5-2、水適量;

　　本發(fā)明所述一種添加改性造紙污泥增強(qiáng)吸附性能的高密度纖維板，由以下具體步驟制成：

　　(1)將農(nóng)作物秸稈清洗后放入烘箱中烘至含水量為20%-30%，冷去后將其切成3-4厘米的小段，然后加入3倍量的濃度為2%的氫氧化鈉，以60轉(zhuǎn)/分的速度攪拌2-3小時(shí)后過濾，取濾渣水洗至中性，得農(nóng)作物秸稈纖維;

　　(2)將木材邊角料送入木材削片機(jī)中切成不規(guī)則的小木片，在155-165℃條件下用飽和蒸汽(壓力為0.75MPa)對(duì)木片進(jìn)行蒸煮，待木片軟化后送入熱磨機(jī)中，在同樣的溫度下，1200-1400轉(zhuǎn)/分的攪拌速度作用下，磨成木纖維，與步驟(1)得到的農(nóng)作物秸稈纖維混合得到混合纖維;

　　(3)將造紙污泥干燥后粉碎與碳酸氫鈉混合，然后加入溶于2倍量水的羧甲基纖維素，放入造粒機(jī)中擠出造粒，然后將顆粒放入碳化機(jī)中在500-580℃的條件下碳化2小時(shí)，然后轉(zhuǎn)至煅燒爐中在600-700℃的溫度下煅燒2小時(shí)，取出冷卻至室溫后粉碎至過200目篩，之后加入硅烷偶聯(lián)劑kh450球磨30分鐘后，加入濃度為95%的乙醇，混合分散均勻后將混合纖維浸泡其中，20-30分鐘后撈出，晾干后放在烘箱中，在85-95℃的條件下烘干30分鐘，取出待其自然冷卻后得到表面改性的混合纖維;

　　(4)首先將乳化石蠟與水性聚氨酯膠黏劑混合，常溫下攪拌均勻后制成混合漿料待用;將步驟(3)得到的表面改性的混合纖維經(jīng)過混合攪拌器將纖維打散后加入一半量的混合漿料，充分?jǐn)嚢杈鶆�，然后將拌勻后的物料送入噴霧攪拌機(jī)中，繼續(xù)噴入另一半混合漿料，即得熱壓前的混合纖維;

　　(5)將熱壓前的混合纖維均勻地鋪裝在滿足工藝要求的板坯中，控制纖維板的厚度，在平板硫化機(jī)上先預(yù)壓，然后經(jīng)連續(xù)輥預(yù)壓，得到預(yù)成型板坯，再將預(yù)成型板坯送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓成型(控制熱壓溫度為180-210℃，成型壓力為40kg/cm2，保壓時(shí)間為3-4分鐘)即得本發(fā)明產(chǎn)品。

　　本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明成分配比科學(xué)合理，首先用堿處理農(nóng)作物秸稈制成秸稈纖維，將木材邊角料制成木纖維，然后用改性的造紙污泥以及硅烷偶聯(lián)劑對(duì)混合纖維進(jìn)行表面處理，能夠消除表面的內(nèi)應(yīng)力，從而提高混合纖維的粘結(jié)強(qiáng)度，提高纖維的吸附性。本發(fā)明將水性聚氨酯膠黏劑與乳化石蠟混制成處理漿料，一部分與混合纖維共混，一部分噴涂在混合纖維表面，這樣的處理工藝能夠使處理漿料很好的滲透到纖維與纖維之間，防水防潮效果顯著，防止纖維板開裂、翹曲，延長(zhǎng)使用壽命。

　　本發(fā)明為資源替代性產(chǎn)品，產(chǎn)品大量使用農(nóng)作物秸稈、木材邊角料、造紙污泥等成分，廢物利用，來源廣泛，節(jié)約木材資源;工藝在傳統(tǒng)工藝上有所改進(jìn)，便于工業(yè)控制，提高生產(chǎn)效率，而且能夠提高纖維板質(zhì)量穩(wěn)定性，是一種具有良好應(yīng)用前景的纖維板制備技術(shù)。

　　具體實(shí)施方案

　　下面通過具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

　　一種添加改性造紙污泥增強(qiáng)吸附性能的高密度纖維板，由下列重量份(公斤)的原料制備制成：農(nóng)作物秸稈42、濃度為2%的氫氧化鈉適量、木材邊角料30、硅烷偶聯(lián)劑kh4502、濃度為95%的乙醇66、造紙污泥9、碳酸氫鈉1、羧甲基纖維素1、水性聚氨酯膠黏劑7、乳化石蠟1.5、水適量;

　　本發(fā)明所述一種添加改性造紙污泥增強(qiáng)吸附性能的高密度纖維板，由以下具體步驟制成：

　　(1)將農(nóng)作物秸稈清洗后放入烘箱中烘至含水量為20%-30%，冷去后將其切成3-4厘米的小段，然后加入3倍量的濃度為2%的氫氧化鈉，以60轉(zhuǎn)/分的速度攪拌2小時(shí)后過濾，取濾渣水洗至中性，得農(nóng)作物秸稈纖維;

　　(2)將木材邊角料送入木材削片機(jī)中切成不規(guī)則的小木片，在155-165℃條件下用飽和蒸汽(壓力為0.75MPa)對(duì)木片進(jìn)行蒸煮，待木片軟化后送入熱磨機(jī)中，在同樣的溫度下，1200轉(zhuǎn)/分的攪拌速度作用下，磨成木纖維，與步驟(1)得到的農(nóng)作物秸稈纖維混合得到混合纖維;

　　(3)將造紙污泥干燥后粉碎與碳酸氫鈉混合，然后加入溶于2倍量水的羧甲基纖維素，放入造粒機(jī)中擠出造粒，然后將顆粒放入碳化機(jī)中在500-580℃的條件下碳化2小時(shí)，然后轉(zhuǎn)至煅燒爐中在600-700℃的溫度下煅燒2小時(shí)，取出冷卻至室溫后粉碎至過200目篩，之后加入硅烷偶聯(lián)劑kh450球磨30分鐘后，加入濃度為95%的乙醇，混合分散均勻后將混合纖維浸泡其中，20分鐘后撈出，晾干后放在烘箱中，在85-95℃的條件下烘干30分鐘，取出待其自然冷卻后得到表面改性的混合纖維;

　　(4)首先將乳化石蠟與水性聚氨酯膠黏劑混合，常溫下攪拌均勻后制成混合漿料待用;將步驟(3)得到的表面改性的混合纖維經(jīng)過混合攪拌器將纖維打散后加入一半量的混合漿料，充分?jǐn)嚢杈鶆颍�然后將拌勻后的物料送入噴霧攪拌機(jī)中，繼續(xù)噴入另一半混合漿料，即得熱壓前的混合纖維;

　　(5)將熱壓前的混合纖維均勻地鋪裝在滿足工藝要求的板坯中，控制纖維板的厚度，在平板硫化機(jī)上先預(yù)壓，然后經(jīng)連續(xù)輥預(yù)壓，得到預(yù)成型板坯，再將預(yù)成型板坯送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓成型(控制熱壓溫度為180-210℃，成型壓力為40kg/cm2，保壓時(shí)間為3-4分鐘)即得本發(fā)明產(chǎn)品。

　　本發(fā)明厚度為12mm，熱壓后的產(chǎn)品在常溫下冷卻、鋸截、存放2天后，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明產(chǎn)品的性能測(cè)試結(jié)果滿足：密度為0.845g/cm3，靜曲強(qiáng)度為36.42MPa，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.859MPa，彈性模量為3379MPa，吸水厚度膨脹率為12%，甲醛釋放量達(dá)到E0級(jí)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。