[发明专利]一种高强度的秸秆无胶板材生产工艺及板材

说明书

一种秸秆无胶板材及其生产工艺，包括以下步骤：1)提取纤维：从秸秆中提取植物纤维，将植物纤维汽爆并与碱溶液混合活化；2)短杆汽爆：将秸秆制成短杆，将短杆汽爆并与碱溶液混合活化；3)粉料汽爆：将秸秆制成粉料，将粉料汽爆并与碱溶液混合活化；4)压制板材：将步骤1)至3)获得的材料混合压制成板材。该工艺生产的板材结构密实，连续性强，各项力学性能优异。

技术领域

本发明涉及一种秸秆压制板材，具体涉及一种高强度的秸秆压制成型板材。

背景技术

彻底解决上述问题的方法是寻找秸秆人造板无胶粘合技术。无胶粘合技术主要是依靠秸秆自身纤维素、半纤维素和木质素三大组分在高温高压下反应生成不溶性树脂，然后将秸秆中纤维胶合在一起，加压成板。由于秸秆原料结构的致密性以及原料中三大组分活性基团含量较低，需要对秸秆进行活化处理，破坏细胞壁结构，提高其反应活性。

活化处理主要有物理法、化学法和生物法。物理法主要有机械热磨方法和蒸汽爆破法，专利CN101172351提出了一种竹材热磨无胶制备人造板的方法，但是由于热压温度较高和热压时间较长，能耗较大的同时生产率较低，导致应用的范围有限；专利CN1067399公开了一种饱和蒸汽蒸煮处理工艺活化木质纤维素原料制备无胶人造板，但是由于秸秆结构的复杂以及热压产生的“自胶合”作用有限，通过此方法压板的强度往往不尽人意。化学法主要通过添加一些化学试剂活化秸秆原料中的天然高分子，产生活性基团，主要有氧化结合法、自由基引发法和、酸催化缩合法和碱溶液活化法四种。生物法主要是利用微生物或酶催化秸秆原料组分降解产生活性基团。当然，目前秸秆无胶粘合技术应用的不是上述的单独一种方法，而是多种方法的组合，如专利CN101214678就是利用热磨和施加氧化剂组合活化方法制备竹纤维人造板，而专利CN1412092提出了利用蒸汽爆破处理秸秆后接种黄孢原毛平革菌固态发酵活化秸秆材料热压制备秸秆变性材料的方法。此方法虽然无外加胶黏剂，但是由于微生物生长周期较长导致压板的生产效率较低，同时漆酶酶活分布的不均匀也容易导致产品不稳定。

蒸汽爆破处理是通过蒸汽将物料加热到一定温度，维持压力一段时间，再突然泄压喷放，产生二次蒸汽，体积猛增，物料受机械力的作用结构被破坏。该方法能够破坏秸秆细胞壁结构，得到介于刨花碎料和热磨纤维之间的纤维，使纤维表面的羟基、羰基等活性官能团数量显著增加，同时细胞壁结构被破坏导致大量木质素能够在较低浓度的碱溶液中溶出。本发明利用蒸汽爆破处理秸秆后利用碱液在热压过程中的温度溶出木质素，这些木质素在高温下与经过活化的秸秆原料中的活性基团以及木质素本身起脱水缩合反应，形成类似胶黏剂作用效果。

此外植物纤维的提取现有技术非常复杂，如中国专利(CN200710143948.2提取秸秆纤维的方法及设备)整套设备需结构复杂，随之而来的就是工艺复杂。

现有的无胶板材强度不足，单纯的秸秆短杆压制成型的板材内部空隙很多，不规则处容易形成应力集中，导致板材强度较低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高强度的秸秆无胶板材生产工艺及板材。

为了实现上述目的，本发明包括以下步骤：

1)提取纤维：从秸秆中提取植物纤维，将植物纤维汽爆并与碱溶液混合活化；

2)短杆汽爆：将秸秆制成短杆，将短杆汽爆并与碱溶液混合活化；

3)粉料汽爆：将秸秆制成粉料，将粉料汽爆并与碱溶液混合活化；

4)压制板材：将步骤一至三获得的材料混合压制成板材。