[发明专利]用树皮粉改性酚醛树脂为胶黏剂的秸秆刨花板

说明书

技术领域

发明涉及以树皮粉为原料制备改性酚醛树脂胶黏剂，并用于压制秸秆刨花板，属于林业工程中的木材科学与技术领域。

背景技术

目前用农作物秸秆，如稻草、麦秸秆为原料压制秸秆人造板，普遍采用异氰酸酯胶黏剂。但是，此类胶黏剂价格偏高，其中异氰酸酯的价格为木材刨花板用脲醛树脂胶的10-12倍。目前世界大力提倡使用生物质能源及生物质材料、减少石化产品的同时，将大量的木材加工剩余物树皮粉这种生物质原料有效利用，利用其化学性质来代替部分苯酚，用于酚醛树脂的合成，这样既能够降低酚醛树脂的成本，又能够减少石化产品的消耗。

树皮是重要的林业加工废弃物，是生物质能源重要的组成部分之一，因此合理高效地加工利用树皮，将其转化为高效、清洁、可再生的新能源具有重大意义。据初步预算，树皮占树木地面以上部分的10-20％。森林采伐以及木材加工每年都会产生大量的树皮。全球每年大约消耗原木25亿立方米，大约要产生2.5亿立方米的树皮。长期以来树皮没有得到人们广泛的重视，被当作废弃物丢掉或烧掉。同时木工车间中产生的刨花等木材加工剩余物，也没有得到有效利用。树皮的主要成分是纤维素、木素、单宁和天然树脂。其中落叶松树皮当中凝缩类单宁的含量大约为40％。提高树皮利用价值的方法之一是大力开展将树皮中含有的酚成份浸出，分离后作为木材胶黏剂使用的研究。日本科研人员根据多种树木都可以渗出粘液的自然现象，首先选用含油脂较多的松树皮做试验，制得具有耐久性和耐水性的胶黏剂。现在南非和新西兰这两个国家已进行了工业生产，澳大利亚也在计划进行成套生产线的建设。南非用合欢树皮，新西兰用辐射松树皮作为原料。但是，这种改性后的酚醛树脂胶黏剂多用于制造胶合板，比较容易满足标准要求。将这种胶黏剂用于制造秸杆刨花板的并不多，这是由于稻草等秸杆的自身特性，给胶接带来一定困难。

另外，树皮等的利用多见于从树皮中提取单宁后制取单宁胶黏剂，用于胶合板以及刨花板的生产，很少见到将树皮直接利用，制备压制稻草等秸杆刨花板的胶黏剂。同时我国也是一个农业大国，每年约产生2.5-3亿吨稻草、麦秸秆。大部分秸杆作为燃料利用，或农民在农田中直接燃烧做为肥料，即造成巨大浪费又严重污染环境。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，将大量的以树皮为主的木材加工剩余物进行有效利用， 用其代替部分苯酚制备酚醛树脂胶黏剂，在利用加工剩余物降低成本的同时，使改性后的酚醛树脂能够满足压制秸秆刨花板的理化性能要求，从而提供一种用树皮粉改性酚醛树脂为胶黏剂的秸秆刨花板及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：

这种用树皮粉改性酚醛树脂为胶黏剂的秸秆刨花板，以秸秆为主要原料，木工碎刨花为次要原料，其特点是压制秸秆刨花板的胶黏剂，采用树皮粉改性酚醛树脂为胶黏剂。

所述的主要原料秸秆，可以是含水率6-10％的水稻、小麦或玉米等农作物的秸秆。

并用下述方法制备：

(1)树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂的制备

①树皮粉的液化

将木材加工剩余物树皮研磨成80-160目的树皮粉，在树皮粉中按重量份1比1-3的比例加入液化剂苯酚以及占苯酚总量1-5％重量份的催化剂无机酸，混合后升温至100-150℃，保温1.5-3小时后，加入30-40％氢氧化钠或氧化镁进行中和后，降温至40-45℃，得可溶的制备胶黏剂的原料——液化树皮粉。

所述的木材加工剩余物树皮，是指木材加工中剩余的落叶松、杨树、黑荆树、冷杉、水曲柳、柞树、榆树等树皮中的1种或至少2种的混合。

所述的催化剂无机酸，可以是浓硫酸、浓盐酸或磷酸。

②树脂的合成

第一次将甲醛总量的80％和42％氢氧化钠总量的20％，加入40-45℃的液化树皮粉中，升温至88-90℃时保温20-50分钟，再降温至60-65℃时，第二次加入剩余的甲醛和42％氢氧化钠，升温至88-90℃时保温60-90分钟后，降温至40-45℃，得树皮粉改性酚醛树脂胶黏剂。

甲醛与液化剂苯酚的摩尔比例为1.8-2.1，42％氢氧化钠与液化剂苯酚的摩尔比为0.5-0.7。

在上述合成反应中，均加入适量的水调节固体含量和使反应不至于过度剧烈。

(2)秸秆刨花板的制备

①切段：将秸秆除尘后，剪切成15-150毫米长的秸秆段；

②揉搓：将秸秆段经揉切加工或冷磨加工，揉搓成长厚比为100比1至100比5的丝状秸秆碎料；