[发明专利]一种生物质板材及其制备方法有效
申请号: | 201910776833.X | 申请日: | 2019-08-21 |
公开(公告)号: | CN111944065B | 公开(公告)日: | 2022-04-19 |
发明(设计)人: | 俞书宏;管庆方;韩子盟;杨怀斌;凌张弛 | 申请(专利权)人: | 中国科学技术大学 |
主分类号: | C08B15/04 | 分类号: | C08B15/04;C09D101/04 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 李新红 |
地址: | 230026 安*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 生物 板材 及其 制备 方法 | ||
本发明提供一种生物质板材及其制备方法。所述生物质板材包含表面纳米晶化的含纤维素生物质材料和一种或多种金属离子以及任选地不包含聚合物粘结剂,其由含有表面纳米晶化的含纤维素生物质材料的原料在任选不添加聚合物粘结剂的情况下通过板材成型工艺得到。所述生物质板材制备过程中,通过自身交联成型,无需添加聚合物粘结剂即可达到高力学强度。所述成型工艺选自热压、自然蒸发干燥成型等常用的压缩成型工艺。本发明所得到的高性能环保生物质板材具有生活过程绿色环保、产品高强度、高模量、使用过程中全程无有害挥发气体释放等特点,且原料为全生物质原料、可自然降解。
本申请要求2019年5月14日提交的中国专利申请201910401182.6的优先权权益,并且将该中国专利申请201910401182.6的全部内容通过引用结合到本文中。
技术领域
本发明涉及纳米技术领域,具体地涉及一种生物质板材及其制备方法。
背景技术
目前刨花板制造工艺中,首先将木材或其他木质纤维素材料制成碎料颗粒,然后施加胶粘剂后在热力和压力作用下胶合成人造板,又称碎料板。据相关统计,我们目前刨花板年产量已超过2600万立方米,具有巨大的市场规模。
然而,目前刨花板加工技术中,为使木材或其他木质纤维素材料制成的碎料颗粒能够胶合成型,必须使用大量甲醛树脂等胶合剂。这些树脂胶合剂在生产过程中,造成环境污染,在人造板使用过程中,持续释放甲醛等有毒挥发性物质,造成环境污染和严重的健康风险。
因此,发展新型环保的,不产生甲醛等有毒挥发物释放的人造板,对建筑行业、家装行业有巨大意义和商业前景。
基于此,本发明通过将表面纳米晶化的含纤维素生物质颗粒压缩成型,生产过程绿色环保,不使用任何聚合物粘结剂,得到具有高强度、高模量、高硬度、高耐水性能、高防火性能的生物质环保板材。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能环保生物质板材,所述高性能环保生物质板材通过原料颗粒表面的纳米晶化结构,实现强交联,因而在使用过程中,全生命周期不释放任何有毒挥发性有机物。同时,本发明的另一目的在于提供一种高性能环保生物质板材的制备方法。
为此,本发明提供如下的技术方案。
1.一种生物质板材,所述生物质板材包含表面纳米晶化的含纤维素生物质材料和一种或多种金属离子以及任选地不包含聚合物粘结剂,
其中,所述表面纳米晶化的含纤维素生物质材料的表面存在暴露区域,并且在所述暴露区域中的纤维素为纳米尺度的纤维素,并且所述纳米尺度纤维素中的部分羟基已经转化为羧基,以使得所述表面纳米晶化的含纤维素生物质材料具有以下各项性能中的至少一项:
i)所述表面纳米晶化的含纤维素生物质材料的比表面积至少为1.5m2/g;
ii)所述表面纳米晶化的含纤维素生物质材料的表面暴露的纳米晶化后的纤维素直径至少为1微米以下;
iii).所述表面纳米晶化的含纤维素生物质材料中,纤维素的结晶度至少为65%;
iv).所述表面纳米晶化的含纤维素生物质材料中,羧基占羟基与羧基总量的摩尔比至少为5%;
v).所述表面纳米晶化的含纤维素生物质材料在水中溶液粘度在溶液质量分数为6%情况下通过旋转粘度计法在约25℃测量为至少40mPa·s;以及
vi).所述表面纳米晶化的含纤维素生物质材料的水溶液沉降时间至少大于200分钟。
2.根据1所述的生物质板材,还具有以下各项性能中的至少一项:
i)不同方向弯曲强度均达到170MPa以上;
ii)邵氏硬度D值达88;
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