[发明专利]一种高强度的芦苇板

说明书

本发明提供的一种高强度的芦苇板，包括芦苇和改性淀粉胶黏剂，其生产工艺是将芦苇和改性淀粉胶黏剂进行混合铺装、滚压与锯边成形即可，其中改性淀粉胶黏剂的生产流程简单，粘结力强，制备得到的胶黏剂属于生物型胶黏剂，环境友好，且对于芦苇碎屑有很强的亲和性，容易产生高强度粘接效果。与脲醛树脂制备得到的芦苇板相比，内结合强度增大了27%，具有较大的推广应用前景。

技术领域

本发明涉及人造板生产领域，特别涉及一种高强度的芦苇板。

背景技术

2014年第八次全国森林资源清查结果显示：我国人均森林面积仅为世界人均水平的1/4，在世界排名第134位；人均森林蓄积仅有世界人均水平的1/7，世界排名居第122位，森林资源总量相对不足、质量不高、分布不均。2015年国务院保护森林相关条例以及新的森林法领布，使得我国以木材生产人造板的企业面临巨大的压力和挑战，寻找木材替代原料受到了越来越广泛的重视。

美国麦迪逊林产品试验室与伊利诺伊大学的研究人员合作对麦秸等农业剩余物原料的资源状况、化学成分，秸秆板的性能以及市场的应用前景进行了详细的研究与分析，得出充分利用它们制造秸秆板是绝对可行的。秸秆人造板的使用不仅节约了木材的用量，而且使秸秆的附加值大大增加，有利于环境保护，同时，利用农作物秸秆这一可再生资源作为木材替代产品还有利于森林资源的保护，对于缓解资源约束、减轻环境压力、维护农业生态平衡也都意义重大，更符合我国经济可持续发展的要求。

作为一个农业大国，每年的农作物秸杆产量在7亿吨左右。研究证明，芦苇可以代替木材用于人造板的生产。我国有较充足的芦苇资源，200万吨的年产量约占全球芦苇总产量的6％，且分布地域十分广阔，芦苇主产区多达十四个。作为人造板原料，芦苇的优点是纤维素含量与木材相当，主要缺点是苇茎表皮存在蜡质层，表皮组织及叶部含硅量较高，影响常规木材用胶黏剂对芦苇原料进行胶合，成为芦苇人造板生产中的主要难题之一。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高强度的芦苇板。

为了实现上述目的，本发明提供的一种高强度的芦苇板，包括芦苇和改性淀粉胶黏剂，其生产工艺是将芦苇和改性淀粉胶黏剂进行混合铺装、滚压与锯边成形即可，其中改性淀粉胶黏剂的制备流程为：

a. 淀粉氧化改性：配制亚硫酸钠或硫酸亚铁铵溶液50 mL，装入250 mL三孔烧瓶内，加入玉米淀粉，剧烈搅拌20~30 min后，向其中滴加氧化剂溶液，继续搅拌反应45~60 min，制得氧化淀粉溶液。上述淀粉氧化改性过程中，所述的硫酸亚铁铵溶液为10~15 g/L，亚硫酸钠为30~50 g/L。淀粉用量为硫酸钠亚铁铵的12~18倍，为亚硫酸铵的4~7倍。氧化剂溶液为30%的H₂O₂，体积为0.4~0.6 mL，也可以为0.2 mol/L的次氯酸钠溶液，体积为1~3 mL。 亚硫酸钠或硫酸亚铁铵的作用是与淀粉端基反应，从而提高淀粉分子的改性效果。相比之下，次氯酸钠氧化剂的性能要强于H₂O₂，但是前者容易产生氯污染，因此建议使用后者。

b. 交联改性：在搅拌下向上述氧玉淀粉米淀粉中加入环氧氯丙烷，用6~12%氢氧化钠调节淀粉溶液的pH值控制在9.5~11.5，加热反应3~5 h。上述的交联改性过程中，环氧氯丙烷添加量为淀粉质量的2~5%。反应温度为50℃，pH控制在10左右，反应时间为4 h。环氧氯丙烷可以大幅提高淀粉分子之间的相互作用，从而提高偶联程度。

c. 糊化：反应完成后将产物转移到 100 mL 烧杯中，趁热加入8 mL碱液，搅拌均匀，即得环氧氯丙烷交联改性淀粉胶黏剂。其中的碱液为氢氧化钠溶液或尿素溶液中的一种，其中含氢氧化钠固体1~1.5 g，或者尿素2~3 g。糊化过程保证了胶黏剂的稳定性，避免活性位点在使用过程中的反应性。