复合人造板及其制备方法 技术领域
本发明涉及人造板及其制备方法，尤其涉及一种秸秆类非木材植物纤维复合人造板及其制备方法。
背景技术
人造板由于具有良好的物理力学性能和易于机械加工、表面加工及饰面性能，在家具、室内装修等领域应用广泛，并得到逐步扩大。随着世界性的森林资源短缺，木材的供应日趋紧张，木材人造板的生产已受到一定程度的影响。
我国是一个森林资源贫乏的国家，全国森林覆盖率仅16.55％，大大低于25％的世界平均水平，列世界第120位，人均拥有森林蓄积量8.6m3，远远低于人均71.8m3的世界平均水平。而长期以来对林木的过量采伐及其他各种形式的植被破坏，已造成我国水土流失，洪涝灾害频繁，沙尘暴严重，生态环境恶化等不良后果。为此，国家果断实施“天然林保护工程”，并逐步减少了各地的木材采伐量。因此，木材的市场需求与森林的有限资源，一直困扰着我们木材加工业的发展。而人造板的需求正在逐年增长，因此，寻找新的人造板代用原料早已势在必行。
我国是农业大国，每年农作物秸秆类剩余物(包括麦秸、稻草、高梁秆、玉米秆、麻秆、棉花秆、烟秆等)达到10亿多吨，这是一种巨大的可再生资源。随着科技进步及农民生活水平的提高，秸秆不再作为农村的日用燃料，如何开发原料资源丰富的非木质材料，将秸秆这一农业上的资源优势转化为经济优势，探索秸秆综合利用的有效途径，以缓解日益扩大的木材资源贫乏地矛盾，日益受到关注，秸秆人造板就是解决这一矛盾的有效途径。用秸秆制人造板是秸秆工业化利用中最具市场发展潜力和产业化前景的技术，也是解决农作物秸秆综合利用根本途径之一。发展秸秆人造板不仅可提高秸秆消耗率和利用率、节约木材资源、保护生态环境，而且还可促进农业和农村经济的发展、扩大城乡就业、增加农民收入。
与木质人造板相比，秸秆人造板在生产技术上存在一些难点，有些至今尚未得到圆满解决：
1.由于秸秆细胞的结构特征和化学组分与木材不尽相同，故采用传统的办法进行物料破碎或纤维分离，纤维得率低，形态差，影响了产品的物理力学性能。
2.由于秸秆表面多含有不利于胶合的物质，故采用传统的脲醛树脂或酚醛树脂胶，难以得到满意的胶合强度(尤其是内结合强度)。
基于以上原因，到目前为止，国内外已建成的秸秆人造板厂几乎都以异氰酸酯为胶粘剂，因此而引起两个问题：
(1)成本问题。异氰酸酯价格为脲醛树脂的8-10倍，尽管前者施胶量比后者低得多，但绝对成本还是比后者高；
(2)粘板问题。直接采用异氰酸醋胶粘剂，固化时与模具粘连，不易脱模。
因为存在上述难点，导致了目前国内对于秸秆人造板产生“实验室研究多，产业化推广少；做可行性报告多，实际投资建厂少；对产品舆论支持多。实际应用少”的现象。
发明内容
本发明提供一种成本低廉且有利于降低污染的秸秆类非木材植物纤维复合人造板及其制备方法。
本发明采用如下技术方案：
本发明所述的用非木材制物制造的复合人造板，包括脲醛树脂粘结剂、秸秆类非木材植物纤维和膨润土，秸秆类非木材植物纤维为12-75目秸秆类非木材植物纤维碎料，脲醛树脂粘结剂、秸秆类非木材植物纤维及膨润土的重量百分配比为：12～60％∶35～85％∶3～50％。
本发明所述的用于制造上述复合人造板的制备方法是先将秸秆类非木材植物纤维粉碎，从中选出12～75目的秸秆类非木材植物短纤维，再通过干燥或加湿的方法使秸秆类非木材植物短纤维的含水率为3％～25％，此后，按秸秆类非木材植物纤维及膨润土的重量百分配比：35～85％∶3～50％，配成秸秆类非木材植物纤维及凹凸棒土混合物，采用机械球磨或碾压对混合物进行处理，破坏秸秆类非木材植物短纤维的表层结构，再按比例加入脲醛树脂粘结剂并搅拌均匀，铺装到模具中后，在压力1.5～4.0MPa，温度120～180℃条件下热压成形，热压时间为0.3～2min/mm。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明是把秸秆类非木材植物纤维与膨润土混合，并由粘结剂固结在一起，形成复合板材，能充分发挥不同材料的优点，提高人造板的综合性能。
(2)膨润土或凹凸棒土辅助材料具有良好的吸附性能，其粉末具有较大的比表面积，这两个因素都使其对甲醛等有害物质具有较强的吸附能力，能降低人造板的甲醛释放量，有利于环保。
(3)本发明中，纤维制备工艺简单。秸秆类非木材植物纤维的加工包括破碎和筛分，不需要进行热磨等加工，原材料加工简单、方便，节约成本，且易于实现。
[4]本发明通过机械球磨或碾压等方法使秸秆类非木材植物纤维与膨润土表面产生物理相互作用，破坏其表面硅质层，当非木材植物材料为芦苇秆时，该处理还可以有效地去除苇秆内壁的粘附膜，从而使作为粘结剂的脲醛树脂与秸秆类非木材植物纤维产生了很好的亲和性，具有有效的粘结作用，而与目前作为粘结剂的异氰酸酯相比，脲醛树脂的的价格不足其十分之一，故本发明具有生产成本低的优点。
具体实施方式
实施例1
一种秸秆类非木材植物纤维复合人造板，包括脲醛树脂粘结剂、秸秆类非木材植物纤维和膨润土，秸秆类非木材植物纤维为12-75目秸秆类非木材植物纤维碎料，脲醛树脂粘结剂、秸秆类非木材植物纤维及膨润土的重量百分配比为：12～60％∶35～85％∶3～50％，如可取20％∶70％∶10％；30％∶40％∶30％；40％∶20％∶40％，本发明还可以包括凹凸棒土，脲醛树脂粘结剂与凹凸棒土之重量百分配比为：12～60％∶3～50％，如可取1∶0.5；1∶5；1∶15。在本实施例中，可以在加入所述粘结剂的同时，加入固化剂，如占脲醛树脂量1～1.5％的氯化铵固化剂；加入甲醛捕捉剂，如占脲醛树脂量10％的三聚氰胺；加入防水剂提高板的耐水性，如加入占总量1％的乳化石蜡，上述秸秆类非木材植物纤维可以是棉秆、麻秆、烟秆、高粱秆、玉米秆、葵花秆、稻草、小米秆、蓖麻秆、油菜秆、芝麻秆、黄豆秆、蚕豆秆、豌豆秆、红苕秆、木薯秆、香蕉秆、棕榈秆、麦秆、芦苇、剑麻秆(头)、次小杂竹中的一种。
实施例2
一种秸秆类非木材植物纤维复合人造板，由脲醛树脂粘结剂、秸秆类非木材植物纤维、凹凸棒土和膨润土组成，12～60％∶35～85％∶3～50％∶3～50％，如可取20％∶60％∶10％∶10％；30％∶40％∶20％∶10％；40％∶20％∶20％∶20％。
实施例3
一种秸秆类非木材植物纤维复合人造板，由脲醛树脂粘结剂、秸秆类非木材植物纤维和膨润土组成，脲醛树脂粘结剂、秸秆类非木材植物纤维与膨润土之重量百分配比为：12～60％∶35～85％∶3～50％，如可取20％∶70％∶10％；30％∶40％∶30％；40％∶20％∶40％。在本实施例中，可以在加入所述粘结剂的同时，加入固化剂，如占脲醛树脂量1～1.5％的氯化铵固化剂；加入甲醛捕捉剂，如占脲醛树脂量10％的三聚氰胺；加入防水剂提高板的耐水性，如加入占总量1％的乳化石蜡。
实施例4
一种用于秸秆类非木材植物纤维复合人造板的制备方法，先将秸秆类非木材植物纤维粉碎，从中选出12～75目的秸秆类非木材植物短纤维，再通过干燥或加湿的方法使秸秆类非木材植物短纤维的含水率为3％～25％，此后，按秸秆类非木材植物纤维及凹凸棒土的重量百分配比：35～85％∶3～50％，如可取1∶0.5；1∶5；1∶12；1∶20；1∶25。配成秸秆类非木材植物纤维及凹凸棒土混合物，采用机械球磨或碾压对混合物进行处理，破坏秸秆类非木材植物短纤维的表层，再按比例加入脲醛树脂粘结剂并搅拌均匀，铺装到模具中后，在压力1.5～4.0MPa，温度120～180℃条件下热压成形，热压时间为0.3～2min/mm。热压后再经裁边、砂光处理，然后经检验分等即可包装入库。