[发明专利]一种基于表面处理混合纤维的高密度复合纤维板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及木质材料深加工技术领域，特别是一种基于表面处理混合纤维的高密度复合纤维板及其制备方法。

背景技术

近年来，我国中、高密度纤维板业发展非常迅速，原来的硬质纤维板已逐步被中高密度纤维板所取代。中纤板企业对木材原料的依赖性很大，木材原料成本占到生产成本的45%左右，木材原料紧缺已经严重影响到了纤维板的生产。就中高密度纤维板生产的要求而言，为10年以上，竹子的再生周期也在3-5年，而农作物秸秆的再生周期为1年或者不到1年，从资源的利用效率来说，农作物的秸秆最有利。我国是农业大国，具有丰富的农作物秸秆资源，但是目前我国秸秆资源的利用率仅为33%，其余大部分秸秆被作为废弃物焚烧掉或是仅作为燃料，不仅造成了自然资源的浪费，而且加重环境污染。采用廉价的和可再生性强的农作物纤维代替木材原料，已经逐渐成为中、高密度纤维板发展的一个方向。但是以农作物为代表的草本植物纤维则短而细，在一定程度上限制了草纤维板的机械强度。草本植物茎秆有机溶剂抽出物的含量明显比木材原料的低，但主要成分是蜡质，伴以少量的高级脂肪酸、高级醇等，加上禾本科植物茎杆、叶片表皮细胞硅质化程度很高，秸秆表面的蜡质层和二氧化硅含量高，不利于胶黏剂的浸润，导致了传统的脲醛树脂对秸秆碎料的胶合不良。这就要求利用农作物秸秆等草本植物纤维制造高密度纤维板时，必须解决现有工艺中存在的传统胶黏剂胶合不良、耐水性差、强度差的缺陷。

酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺树脂胶黏剂是甲醛系列胶三种典型代表，使用三醛胶最突出的问题是游离甲醛释放。三醛胶系列人造板在生产及其产品使用的前3-15年中会不断释放出游离甲醛，严重危害人体健康。国内外对无甲醛密度板等人造板产品的需求日益高涨。生产实践中发现，水性聚氨酯胶黏剂等不含甲醛的胶黏剂应运而生，并且市场占有率越来越高，但是由于价格较高，利用其作为胶粘剂必然会带来密度纤维板的生产成本的增加，但是在采用农作物秸秆、木材边角料等原料的前提下能够节省一部分成分，这样既不会造成成本的增加，也会生产中安全环保的产品，值得在市场上推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于表面处理混合纤维的高密度复合纤维板及其制备方法。本发明将将秸秆纤维与木纤维混合后用乙酸预处理，再用木质素、硅烷偶联剂等制成的复配液再处理，这样能够显著地降低稻秸纤维表面的pH值，有利于胶黏剂和纤维形成良好的胶合界面，从而提高秸秆纤维板的性能。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种基于表面处理混合纤维的高密度复合纤维板，由下列重量份的原料制备制成：农作物秸秆42-45、浓度为2%的氢氧化钠适量、硅烷偶联剂kh4502-2.5、浓度为95%的乙醇66-70、木材边角料30-32、浓度为2%的乙酸60-70、水性聚氨酯胶黏剂7-8、乳化石蜡1.5-2、水适量、木质素3-4、聚乙烯醇2-3；

本发明所述一种基于表面处理混合纤维的高密度复合纤维板，由以下具体步骤制成：

（1）将农作物秸秆清洗后放入烘箱中烘至含水量为20%-30%，冷去后将其切成3-4厘米的小段，然后加入3倍量的浓度为2%的氢氧化钠，以60转/分的速度搅拌2-3小时后过滤，取滤渣水洗至中性，得农作物秸秆纤维；

（2）将木材边角料送入木材削片机中切成不规则的小木片，在155-165℃条件下用饱和蒸汽（压力为0.75MPa）对木片进行蒸煮，待木片软化后送入热磨机中，在同样的温度下，1200-1400转/分的搅拌速度作用下，磨成木纤维，与步骤（1）得到的农作物秸秆纤维混合得到混合纤维；

（3）将混合纤维浸泡在浓度为2%的乙酸中，15-20分钟后捞出，在85-95℃的条件下烘干；将聚乙烯醇溶于2倍量的热水中，加入木质素、硅烷偶联剂kh450，搅拌均匀后加入到浓度为95%的乙醇中，常温下搅拌形成混悬液，然后将乙酸浸泡过的混合纤维继续浸泡在混悬液中，20-30分钟后捞出，晾干后放在烘箱中，再85-95℃的条件下烘干，取出待其自然冷却后得到表面改性的混合纤维；

（4）首先将水性聚氨酯胶黏剂与乳化石蜡搅拌均匀，然后加入其余剩余成分，以200转/分的速度搅拌10-15分钟后制成混合浆料待用；将步骤（3）得到的表面改性的混合纤维经过混合搅拌器将纤维打散后加入一半量的混合浆料，充分搅拌均匀，然后将拌匀后的物料送入喷雾搅拌机中，继续喷入另一半混合浆料，即得热压前的混合纤维；