本發(fā)明涉及板材加工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說是一種木糖渣制備板材的工藝方法。
背景技術(shù)：
：膠合板、刨花板、密度纖維板等板材材料一般采用木質(zhì)或木屑為原料制備而成，木質(zhì)板材雖觸感較為舒適，但容易吸水膨脹或干燥變形，且木質(zhì)板材強(qiáng)度不夠易起翹、脫層。以上制備板材的原料無論是木質(zhì)還是木屑，都是利用森林資源，但近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，能源消耗越來越大，森林資源越來越短缺、匱乏，國(guó)家對(duì)于“保護(hù)森林資源”的態(tài)度日益明朗，對(duì)森林采取限伐、禁伐措施的力度也一再加大，啟動(dòng)并實(shí)施了“天保工程”，目前我國(guó)每年木材供應(yīng)缺口4000萬立方米，板材生產(chǎn)行業(yè)也受到了巨大挑戰(zhàn)，需求量在增大，原材料在減少，尋求新型材料代替天然木材生產(chǎn)板材已成為板材行業(yè)圖生存、求發(fā)展的必然之選。木糖渣是以玉米芯、甘蔗渣、毛竹屑等農(nóng)業(yè)廢棄物為原料生產(chǎn)木糖產(chǎn)品后產(chǎn)生的固體下腳料，其主要成分為纖維素和木質(zhì)素，是一種非常好的可再生資源。我國(guó)目前木糖產(chǎn)能在20萬噸以上，每年可產(chǎn)生120萬噸的木糖渣，這些木糖渣的主要用途一部分是代替燃煤進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)電，還有一部分是農(nóng)民買去進(jìn)行食用菌養(yǎng)殖，利用價(jià)值較低，因此，解決木糖渣的再利用、提高其附加值、變廢為寶是當(dāng)前各企業(yè)急需解決的問題。關(guān)于木糖渣的深度綜合利用，中國(guó)專利201410579754.7公開了一種利用高沸醇為溶劑，在催化劑的作用下，有效分離木糖渣中的木質(zhì)素的方法。中國(guó)專利201410785234.1公開了以木糖渣為原料，磷酸為活化劑，經(jīng)預(yù)處理炭化、活化、洗滌干燥制備活性炭產(chǎn)品。中國(guó)專利201410558740.7公開了一種通過渾濁紅球菌高效利用木糖渣生產(chǎn)脂肪酸(生物柴油)的方法。中國(guó)專利201210547077.1公開了一種以木糖生產(chǎn)的下腳料木糖渣為原料，經(jīng)羥基自由基活性氧為化學(xué)藥劑，經(jīng)催化、氧化、漂白工藝制備微晶纖維素產(chǎn)品。中國(guó)專利201410168809.5公開了一種利用自絮凝酵母菌株發(fā)酵木糖渣酶解液生產(chǎn)乙醇的工藝路線。以上所有以木糖渣為原料生產(chǎn)木質(zhì)素、活性炭、生物柴油、微晶纖維素、乙醇等產(chǎn)品都因工藝流程長(zhǎng)且復(fù)雜，對(duì)環(huán)境、控制參數(shù)等要求苛刻，廢水排放量大，能耗高，成本高等因素，產(chǎn)業(yè)化受到很大的限制，大部分僅僅停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。而以木糖渣為原料代替木質(zhì)材料制備膠合板、刨花板、密度纖維板等板材的相關(guān)專利還未見報(bào)道。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是提供一種木糖渣制備板材的工藝方法。本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，該木糖渣制備板材的工藝步驟如下：1)凈化：取木糖渣，加適量水稀釋至質(zhì)量百分比濃度為5-10％，不斷持續(xù)攪拌，根據(jù)重力作用，木糖渣中的泥沙、石塊、磚塊、鐵塊雜質(zhì)會(huì)沉降到底部，收集上層懸浮的木糖渣，得到凈化的木糖渣液；2)脫水：用脫水裝置除去凈化木糖渣液中的大部分水份，得到水份質(zhì)量百分比含量為50-60％的脫水木糖渣；3)干燥、粉碎：在干燥裝置中，控制操作溫度為70-80℃，干燥脫水后的木糖渣，將其水份控制在質(zhì)量百分比含量為5％以下，然后用粉碎機(jī)將其粉碎至100-200目，備用；4)酚醛樹脂膠液的制備：取一定量木糖渣，按其干物質(zhì)質(zhì)量的1:5-10加入質(zhì)量百分比濃度為1-2％的氫氧化鈉溶液，在70-90℃下保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2-4小時(shí)，使木糖渣中的木質(zhì)素溶解在堿溶液中，利用板框過濾機(jī)將木質(zhì)素液與纖維素分離，得到木質(zhì)素的堿性溶液，再根據(jù)堿性溶液中木質(zhì)素的量加入苯酚，并導(dǎo)入反應(yīng)釜中，加熱至90-100℃，使苯酚液化，并與木質(zhì)素?cái)嚢杌旌暇鶆颍缓蠼禍刂?0-80℃，第一次加入甲醛溶液，反應(yīng)1-2小時(shí)后，再降溫至50-60℃后，第二次加入甲醛溶液，再反應(yīng)1-2小時(shí)，最后加入尿素，以反應(yīng)殘余的甲醛，0.5-1小時(shí)后得到紅棕色的酚醛樹脂膠液，備用；5)木糖渣板材的制備：將所述經(jīng)過干燥、粉碎后的木糖渣和所述酚醛樹脂膠液進(jìn)行混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笏腿氚邃佈b機(jī)中，當(dāng)在網(wǎng)帶上形成密度均勻穩(wěn)定、厚薄一致的板坯后，進(jìn)行預(yù)壓操作，控制預(yù)壓壓力為10-20MPa，然后將板坯加熱到185-195℃，保持5-10分鐘后進(jìn)行熱壓操作，控制熱壓壓力為2.5-3.5MPa，最后自然冷卻到室溫，取出產(chǎn)品，經(jīng)鋸邊、企口加工、涂邊加工、檢測(cè)工序得到木糖渣板材成品。所述的步驟2)中脫水裝置為離心機(jī)或板框過濾機(jī)。所述的步驟3)中干燥裝置為真空干燥箱或流化床干燥機(jī)。所述的步驟4)中，苯酚加入量與堿性溶液中木質(zhì)素的量質(zhì)量比為1:1-1.5。所述的步驟4)中，第一次加入甲醛溶液的量為苯酚和干物木質(zhì)素總質(zhì)量的1.5-2.0倍；第二次加入甲醛溶液的量為苯酚和干物木質(zhì)素總質(zhì)量的0.1-0.5倍。所述的步驟4)中，尿素加入的量為第二次加入甲醛溶液質(zhì)量的10-50％。所述的步驟5)中，經(jīng)過干燥、粉碎后的木糖渣和酚醛樹脂膠液的質(zhì)量比為1:1-1.5。本發(fā)明的木糖渣制備板材的工藝方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：1)木糖渣板材的開發(fā)利用可以有效地利用生產(chǎn)木糖產(chǎn)品產(chǎn)生的廢渣，減少森林的砍伐和木材進(jìn)口，變廢為寶，使用的酚醛樹脂膠液在制備過程中利用部分木糖渣代替苯酚，開發(fā)成本更加低廉，具有更高的附加值。2)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，節(jié)能環(huán)保，產(chǎn)品具有多孔、輕質(zhì)、高強(qiáng)等特征，可用于內(nèi)墻裝飾、墻體隔音、保溫層等領(lǐng)域，適應(yīng)了市場(chǎng)需求，應(yīng)用范圍廣，市場(chǎng)前景好，同時(shí)，原料來源廣，開發(fā)成本低，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1：1)木糖渣的凈化：取100kg干基木糖渣，加1900kg工業(yè)水稀釋至質(zhì)量百分比濃度為5％，不斷持續(xù)攪拌，根據(jù)重力作用，木糖渣中的泥沙、石塊、磚塊、鐵塊等雜質(zhì)會(huì)沉降到底部，收集上層懸浮的木糖渣，得到凈化的木糖渣液1800kg；2)脫水：用離心機(jī)除去凈化木糖渣液中的大部分水份，得到水份質(zhì)量百分比含量為50％的脫水木糖渣180kg；3)干燥、粉碎：利用真空干燥箱干燥脫水后的木糖渣，控制操作溫度為70℃，干燥至其水份質(zhì)量百分比含量為4.5％，然后用萬能粉碎機(jī)將其粉碎至100目，得到粉碎后的木糖渣94kg，備用；4)酚醛樹脂膠液的制備：取1000kg干基木糖渣，按其干物質(zhì)質(zhì)量的1:5加入質(zhì)量百分比濃度為1％的氫氧化鈉溶液5000kg，在90℃下保溫?cái)嚢璺磻?yīng)4小時(shí)，使木糖渣中的木質(zhì)素溶解在堿溶液中，利用板框過濾機(jī)將木質(zhì)素液與纖維素分離，得到木質(zhì)素的堿性溶液5300kg，其中干基木質(zhì)素占305kg，再加入234kg苯酚產(chǎn)品，導(dǎo)入反應(yīng)釜中，加熱至90℃，使苯酚液化，并與木質(zhì)素?cái)嚢杌旌暇鶆?，然后降溫?0℃，加入876kg甲醛溶液，反應(yīng)2小時(shí)后，再降溫至50℃后，第二次加入292kg甲醛溶液，再反應(yīng)1小時(shí)，最后加入146kg尿素，以反應(yīng)殘余的甲醛，約1小時(shí)后得到紅棕色的酚醛樹脂膠液6800kg，備用；5)木糖渣板材的制備：將94kg經(jīng)過干燥、粉碎后的木糖渣和123kg酚醛樹脂膠液混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笏腿氚邃佈b機(jī)中，當(dāng)在網(wǎng)帶上形成密度均勻穩(wěn)定、厚薄一致、具有一定密實(shí)度的板坯后，進(jìn)行預(yù)壓操作，控制預(yù)壓壓力為10MPa，然后將板坯加熱到185℃，保持10分鐘后進(jìn)行熱壓操作，控制熱壓壓力為3.5MPa，最后自然冷卻到室溫，取出產(chǎn)品，經(jīng)鋸邊、企口加工、涂邊加工、檢測(cè)工序得到木糖渣板材成品。實(shí)施例2：1)木糖渣的凈化：取100kg干基木糖渣，加900kg工業(yè)水稀釋至質(zhì)量百分比濃度為10％，不斷持續(xù)攪拌，根據(jù)重力作用，木糖渣中的泥沙、石塊、磚塊、鐵塊等雜質(zhì)會(huì)沉降到底部，收集上層懸浮的木糖渣，得到凈化的木糖渣液950kg；2)脫水：用板框過濾機(jī)除去凈化木糖渣液中的大部分水份，得到水份質(zhì)量百分比含量為60％的脫水木糖渣160kg；3)干燥、粉碎：利用流化床干燥機(jī)干燥脫水后的木糖渣，控制操作溫度為80℃，干燥至水份質(zhì)量百分比含量為4％，然后用萬能粉碎機(jī)將其粉碎至200目，得到粉碎后的木糖渣100kg，備用；4)酚醛樹脂膠液的制備：取500kg干基木糖渣，按其干物質(zhì)質(zhì)量的1:10加入質(zhì)量百分比濃度為2％的氫氧化鈉溶液5000kg，在70℃下保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2小時(shí)，使木糖渣中的木質(zhì)素溶解在堿溶液中，利用板框過濾機(jī)將木質(zhì)素液與纖維素分離，得到木質(zhì)素的堿性溶液5200kg，其中干基木質(zhì)素占225kg，再加入225kg苯酚產(chǎn)品，導(dǎo)入反應(yīng)釜中，加熱至100℃，使苯酚液化，并與木質(zhì)素?cái)嚢杌旌暇鶆?，然后降溫?0℃，加入900kg甲醛溶液，反應(yīng)1小時(shí)后，再降溫至60℃后，第二次加入45kg甲醛溶液，再反應(yīng)2小時(shí)，最后加入4.5kg尿素，以反應(yīng)殘余的甲醛，約0.5小時(shí)后得到紅棕色的酚醛樹脂膠液6300kg，備用；5)木糖渣板材的制備：將100kg經(jīng)過干燥、粉碎后的木糖渣和100kg酚醛樹脂膠液混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笏腿氚邃佈b機(jī)中，當(dāng)在網(wǎng)帶上形成密度均勻穩(wěn)定、厚薄一致、具有一定密實(shí)度的板坯后，進(jìn)行預(yù)壓操作，控制預(yù)壓壓力為20MPa，然后將板坯加熱到195℃，保持5分鐘后進(jìn)行熱壓操作，控制熱壓壓力為2.5MPa，最后自然冷卻到室溫，取出產(chǎn)品，經(jīng)鋸邊、企口加工、涂邊加工、檢測(cè)工序得到木糖渣板材成品。實(shí)施例3：1)木糖渣的凈化：取100kg干基木糖渣，加1230kg工業(yè)水稀釋至質(zhì)量百分比濃度為7.5％，不斷持續(xù)攪拌，根據(jù)重力作用，木糖渣中的泥沙、石塊、磚塊、鐵塊等雜質(zhì)會(huì)沉降到底部，收集上層懸浮的木糖渣，得到凈化的木糖渣液1300kg；2)脫水：用板框過濾機(jī)除去凈化木糖渣液中的大部分水份，得到水份質(zhì)量百分比含量為55％的脫水木糖渣170kg；3)干燥、粉碎：利用真空干燥箱干燥脫水后的木糖渣，控制操作溫度為75℃，干燥至水份質(zhì)量百分比含量為4.7％，然后用萬能粉碎機(jī)將其粉碎至150目，得到粉碎后的木糖渣98kg，備用；4)酚醛樹脂膠液的制備：取500kg干基木糖渣，按其干物質(zhì)質(zhì)量的1:7.5加入質(zhì)量百分比濃度為1.5％的氫氧化鈉溶液3750kg，在80℃下保溫?cái)嚢璺磻?yīng)3小時(shí)，使木糖渣中的木質(zhì)素溶解在堿溶液中，利用板框過濾機(jī)將木質(zhì)素液與纖維素分離，得到木質(zhì)素的堿性溶液3900kg，其中干基木質(zhì)素占240kg，再加入160kg苯酚產(chǎn)品，導(dǎo)入反應(yīng)釜中，加熱至95℃，使苯酚液化，并與木質(zhì)素?cái)嚢杌旌暇鶆?，然后降溫?5℃，加入700kg甲醛溶液，反應(yīng)1.5小時(shí)后，再降溫至55℃后，第二次加入120kg甲醛溶液，再反應(yīng)1.5小時(shí)，最后加入36kg尿素，以反應(yīng)殘余的甲醛，約45分鐘后得到紅棕色的酚醛樹脂膠液4900kg，備用；5)木糖渣板材的制備：將98kg經(jīng)過干燥、粉碎后的木糖渣和147kg酚醛樹脂膠液混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笏腿氚邃佈b機(jī)中，當(dāng)在網(wǎng)帶上形成密度均勻穩(wěn)定、厚薄一致、具有一定密實(shí)度的板坯后，進(jìn)行預(yù)壓操作，控制預(yù)壓壓力為15MPa，然后將板坯加熱到190℃，保持7.5分鐘后進(jìn)行熱壓操作，控制熱壓壓力為3.0MPa，最后自然冷卻到室溫，取出產(chǎn)品，經(jīng)鋸邊、企口加工、涂邊加工、檢測(cè)工序得到木糖渣板材成品。以木糖渣為原料試制的木糖渣板材，按照《GB/T4897-2015刨花板》、《GB18580-2008室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》檢測(cè)，其檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1：表1木糖渣板材的檢驗(yàn)結(jié)果檢驗(yàn)內(nèi)容單位標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求檢驗(yàn)結(jié)果含水率％4-137密度g/cm30.4-0.90.7靜曲強(qiáng)度MPa≥1420彎曲彈性模量MPa≥18002850內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度MPa≥0.40.99表面結(jié)合強(qiáng)度MPa≥0.81.312h吸水厚度膨脹率％≤8.03.6表面握釘力N≥11001322.6側(cè)邊握釘力N≥7001166.9甲醛釋放量Mg/100g≤0.35(超E0級(jí))0.06備注：1MPa＝1N/mm2由表1可以看出，本發(fā)明制備的木糖渣板材，完全符合GB/T4897-2015、GB18580-2008的標(biāo)準(zhǔn)要求。表2木糖渣板材與木質(zhì)刨花板、木質(zhì)中密度纖維板的力學(xué)性能對(duì)比表(單位：N/mm2)品名扭曲強(qiáng)度(MOR)彈性模量(MOE)內(nèi)部粘合力(IB)木質(zhì)刨花板≥15.0≥2500≥0.35木質(zhì)中密度纖維板≥24.0≥2400≥0.60木糖渣板材≥18.7≥3000≥1.33由表2可以看出，本發(fā)明制備的木糖渣板材在力學(xué)、機(jī)械性能方面全面優(yōu)于木質(zhì)刨花板，部分性能超過木質(zhì)中密度纖維板，木糖渣板材完全可以取代木質(zhì)中密度纖維板和木質(zhì)刨花板。通過上面具體實(shí)施方式，所述
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員可容易的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于上述的幾種具體實(shí)施方式。在公開的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征，從而實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)方案。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3