[发明专利]利用黄姜皂素纤维废渣制备复合板基材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用黄姜皂素纤维废渣制备复合板基材的方法，属于资源化技术和材料生产技术领域。

背景技术

传统皂素生产工艺一般采用“自然发酵-酸解-提取皂素”的流程。传统工艺的皂素废渣是黄姜等中药原材料经过高温酸解后，除去了其中的淀粉、蛋白质和纤维素等的剩余物质以及提取皂素后所剩的固体粉状物，是发酵酸解之后产生的废渣。直接分离法是近几年应用的黄姜皂素生产的新技术，采用物理方法先将黄姜中纤维、淀粉分离出来后，再进行“发酵-酸解-提取皂素”，该方法减少了水、盐酸等原材料消耗，使得后续的污水排放及污染负荷均大大减少，但是该工艺所产生的大量的纤维渣不是丢弃就是堆放在厂区，既污染了环境浪费了资源，又阻碍了直接分离法技术的进一步推广应用。

目前家具建材行业对板材的需求与日俱增，直接砍伐森林制备木材不仅破坏生态环境而且价格昂贵，因此新型绿色建筑板材的研究开发是建筑业现代化发展的必然趋势。利用废弃的农作物例如秸秆、木屑、刨花等制备人造板材是目前的研究热点，而利用工业废弃物制备板材更具市场前景，符合循环经济理念。

中国专利公开文件CN101235614A主要是利用皂素废渣中所含的淀粉通过加热产生粘性从而替代板材粘合剂，因此该方法的前提是废渣中必须含有一定量的淀粉而且需要挤掉废渣中的28-42%的水分，长期放置后的皂素废渣中的淀粉已腐化变质很明显是不能起到很好的粘接作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提出一种利用黄姜皂素纤维废渣制备复合板基材的方法，其对皂素废渣中的淀粉含量没有限制要求，适用性更广，工艺简单易行，解决皂素行业新老工艺的发展瓶颈及历史遗留问题，促进该行业的清洁生产技术进步。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：利用黄姜皂素纤维废渣制备复合板基材的方法，其特征在于包括有以下步骤：

1)将黄姜皂素纤维废渣经风干、粉碎、过筛达40-100目；

2)按质量份数取步骤1）所得黄姜皂素纤维废渣50～100份，胶粘剂5～20份、固化剂5～10份和改性材料3～6份，混合均匀，然后将所得物料放入模具中压实；

3）在温度为50～200℃，压力为1.5～2.5MPa，热压时间10-60min，冷却脱模熟化后即可得到复合板基材。

按上述方案，所述的黄姜皂素纤维废渣为黄姜皂素直接分离法所得的发酵酸解之前产生的废渣。

按上述方案，所述的黄姜皂素纤维废渣中还添加有其它固体废弃物，所述的其它固体废弃物为回收塑料或传统工艺的皂素废渣，所述的回收塑料为PE、PP或HDPE，其中，回收塑料与黄姜皂素纤维废渣的重量比为≤1/10，传统工艺的皂素废渣与黄姜皂素纤维废渣的重量比为≤1/1。

按上述方案，所述的胶粘剂为脲醛树脂、酚醛树脂或聚二苯基甲烷二异氰酸酯（PMDI）。    

按上述方案，所述的固化剂为质量百分比浓度为10-25%的氯化铵溶液。

按上述方案，所述的改性材料为聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、三聚氰胺、三氧化二锑、马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE）、硼砂或有机硅防水剂中的一种或几种的混合。

本发明在熟化后的基材表面喷涂涂料、贴装饰层或面板等可以成为多种用途的家装建材行业材料。通过添加不同的改性材料还可以提高其防潮、防火、防腐等能力。

本发明黄姜皂素纤维废渣中主要成分是纤维素和木质素，纤维素中含有大量的羟基，木质素是由四种醇单体形成的一种复杂酚类聚合物，也含有羟基；脲醛树脂、酚醛树脂胶中保留的部分羟甲基与羟基具有较强的亲合力(比如形成氢键)。直接分离法的纤维废渣中纤维素含量较传统皂素工艺废渣中的含量更高，从而使得木纤维的强度和表面积进一步增加，纤维表面更为粗糙，有许多“空腔”存在，这些空腔能增强聚合物母体与其它固废的“锁紧力”；而且加热加压的工艺条件使得木质纤维中水份含量的降低从而降低了在复合材料中产生空隙和内部应力的几率，同时，它能够使半纤维素热降解和木质素重排，使得木纤维表面羟基含量降低，有利于其与其它废渣和废旧塑料等聚合物基体的粘结。在添加三聚氰胺、增溶剂等改性材料后，能进一步提高树脂胶的力学性能、表面融合性及耐水性等。

本发明具有以下显著特点和有益效果：

1、首次利用直接分离法的皂素纤维废渣进行板材的制备研究，有利于实现资源的再利用，解决了直接分离法黄姜皂素新工艺的发展瓶颈问题；