[发明专利]利用农作物秸秆制作板材的加工工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及农作物秸秆制作板材方法中的加工工艺，尤其是涉及一种热压过程中变温可控的加工工艺。

背景技术：

随着木材资源的匮乏和环境保护的要求，以木材为原料的板材价格越来越昂贵，且各国相继出台一系列的保护森林资源的法律法规，因此寻找新型材料的板材来替代木质人造板材成为板材市场图生存、求发展的当然之选。而农作物秸秆以其作为农业生产的副产品、产量大，且纤维素和木素含量较高，而成为替代木质人造板材的首选材料，这样不但可以“价廉物美、变废为宝”，而且可以减少秸秆焚烧、减少森林砍伐、避免室内甲醛污染、提高人民生活质量。到目前为止，国内已经建成年生产23万立方米农作物秸秆板材的生产能力，国外大约有年生产200万立方米的生产能力。但是，因为农作物秸秆因其固有的特性，例如纤维短、非纤维细胞多、碎料难以压缩、导热系数低于木材等因素，造成对农作物板材的加工难度远远大于木质人造板材的加工难度，从而造成目前加工出来的农作物秸秆板材不但成本高而且只能是低端的碎料板，尚不能制造出优质、高端的中高密度板材。根据目前的技术，以农作物秸秆作为原料制作板材的工艺步骤一般包括：原料分类，原料初处理，刨花制备(原料粉碎)，拌胶，铺装，热压，前处理和成品处理。其中，影响制成品板材质量的因素有很多，但是发展到现在，加工工艺中的热压工艺已经成为制约农作物秸秆板材质量的一个瓶颈。参见图1，目前采用的热压工艺，大致可以分为三个阶段，分别为板坯压缩阶段A、PMDI(异氰酸酯胶)反应固化阶段B和低压排汽阶段D。如中国专利号为CN200410065859.7、CN200610045348.8、CN200710020632.4、CN200710135199.9号专利记载的加工方法中，热压工艺均是采用上述的三阶段法。但是，该热压工艺存在很多缺陷：一是排汽时间长，因为农作物秸秆的导热系数小，无论是热压还是排汽，只能通过水蒸汽进行，排汽时间约为整个加工工艺的三分之一，从而导致生产效率低；二是板坯在排汽过程中往往会出现“炸板”或产生鼓泡，由于板坯芯层水份过量导致蒸汽过量，若排汽通道不畅或排汽速度过快，极易产生这一现象，尤其在生产密度较高的板材时更为明显，从而导致产品合格率下降、成本提高。在目前的实际生产过程中，人们为了提高农作物秸秆板材的成品率，往往采用在降低制板原料的含水率的同时增加施胶量。但采用这种方法生产出来的板材含水率低，导致产品翘曲变形严重、热压过程时间长、其它理化性能差等缺陷。农作物秸秆板生产的关键是能否很好地解决农作物秸秆板材生产过程中含水率、施胶量以及产品质量和生产成本之间的关系；三是难以克服密度瓶颈，造成难以克服强度瓶颈。如上所述，因为含水率和排汽问题的存在，导致不能生产出合格的中高密度及厚的(18mm及以上)农作物秸秆板材，从而农作物秸杆板材难以突破密度极限导致板材理化性能指标差，即使做出中高密度板材则因为成本太高而没有任何市场竞争力。从而限制了中高密度和厚农作物秸秆板材的生产，造成目前农作物秸秆板材只能用于一些低端场合。

发明内容：

本发明需要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术的缺陷，对农作物秸秆制板方法中关键的热压工艺步骤进行了新的设计，从而克服了现有加工工艺的缺陷、缩短整个加工时间、降低成本、提高了产品质量。

按照本发明提供的利用农作物秸秆制作板材的加工工艺，包括以下步骤：a、备料，对农作物秸秆进行加工处理，制备所需的原料，将原料与胶粘剂进行均匀混合；b、铺装，将混合后的原料进行铺装，形成待热压的板坯；c、热压制板，所述热压制板使板坯定型成为所需板材，对板坯进行的热压过程分为压缩、成型和回火处理三个阶段，其中，在成型阶段中的成型温度设定值低于在压缩阶段中的压缩温度设定值，在回火处理阶段中的回火温度设定值处于成型温度设定值与压缩温度设定值之间；d、后期处理，对热压后的板材进行后期处理，得到成品。

按照本发明提供的利用农作物秸秆制作板材的加工工艺更具体说还具有如下技术特征：

在步骤a中，制备的原料的含水率在7％—17％，胶粘剂的施胶量为绝干原料的2％—20％。

在步骤a中，制备的原料的含水率在7％—17％，采用PMDI胶粘剂的施胶量为绝干原料的2％—8％。

在步骤c中，热压后的板材的含水率在4％—13％。