[发明专利]一种秸秆板制备用环保粘合剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种秸秆板制备用环保粘合剂的制备方法，具体包括以下操作步骤：(1)称取一定量异氰酸酯和木质素，加入到带搅拌温控装置的反应器中，水浴加热至40‑70℃；(2)开启搅拌，向反应器中加入有机锡催化剂，搅拌均匀，然后将多元醇均匀地加到反应器中，反应2‑4h；(3)降温至40℃，再次称取一定量异氰酸酯加入到反应器中搅拌均匀；(4)调节温度至20℃，先将二氯甲烷加入到反应器中，再加入有机胺催化剂搅拌均匀，得到秸秆板制备用环保粘合剂，保存到密封的容器中。本发明方法制备得到的秸秆板制备用环保粘合剂，具有无甲醛释放、制备成本低、粘结效果优异等特性，拓展了工业木质素作为胶粘剂的应用。

技术领域

本发明涉及生物质加工及应用技术领域，具体涉及一种秸秆板制备用环保粘合剂的制备方法。

背景技术

农作物秸秆板是指以玉米秸、麦秸、棉花秸秆、稻草秸等各种农业废弃物及林业废弃物为原料,综合物理、化学、电气、机械、液压等技术原理,利用高压、模压机械设备,将经过辗磨处理后的秸秆纤维与粘合剂或高分子树脂混和,在金属模具中加压成型,制成的低密度、中密度和高密度的纤维板材制品。它具有轻质、强度高、保温隔热、隔音性能好、防火性能好、制品环保无污染等特点，性能及用途与木材基的刨花板相当。由于我国具有丰富的秸秆资源，因此开发秸秆板材具有天然的原料优势和产品市场应用优势。

国外在20世纪初开始利用农作物秸秆制备新型人造板。1948年，比利时就建成了世界上第一条亚麻屑碎料板生产线。而后在欧洲、拉丁美洲、北美洲等地区相继建成投产一批以亚麻屑、甘蔗渣等为原料的人造板生产厂。20世纪70年代开展以玉米秸秆、棉秆为原料生产人造板的研究，但效果不理想。到20世纪90年代中期，随着异氰酸酯用作粘合剂应用到秸秆人造板生产过程中，麦秸和稻草的胶合问题得到了较好解决。目前我国主要用水稻和小麦秸秆为原料来制备人造板，其工艺过程是，用粉粹机将水稻或小麦秸秆粉碎成长度为20mm-40mm的碎料，然后将碎料放入蒸锅中蒸煮，利用蒸汽在湿热作用下，使秸秆表面的蜡状物质和果胶等析出，提高秸秆表面极性，增强秸秆与粘合剂的胶合性能。秸秆碎料在蒸汽中湿热作用20min，充分出去蜡质，并将湿热处理后的秸秆碎料放入烘干机中烘干，烘干后的秸秆碎料放入有加热装置的铁桶中，分别加入水及0.01-1.0％质量分的硅烷偶联剂，优选KH550或KH560，并加热搅拌0.5-2小时。硅烷偶联剂为双性分子，一部分官能团能与秸秆表面反应形成化学键，另一部分官能团能与胶黏剂反应形成化学键。这样偶联剂将树脂与秸秆纤维素表面牢固地连在一起，然后将表面处理的秸秆粉碎成纤维粉状与异氰酸酯胶，利用多功能搅拌机混合均匀，最后放入压板机中热压成型。当使用玉米秸秆为原料时，主要使用强度比较高的硬皮部分，其他部分被弃掉。

目前，农作物秸秆生态板制备所用的主要粘合剂有以下四种：脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、三聚氰胺甲醛胶黏剂及其改性产品、异氰酸酯胶黏剂。目前国内刨花板使用的粘合剂主要为脲醛树脂粘合剂，少量的使用异氰酸酯淀粉复合型粘合剂。由于前三种粘合剂中存在甲醛释放超标的实际问题，因此以纯秸秆为原料制备密度板所用的粘合剂基本上是异氰酸酯预聚体类粘合剂，由于粘合剂的制造成本高，因此制备廉价的改性聚氨酯粘合剂是秸秆板制造领域的关键技术问题之一。

木质素是自然界中仅次于纤维素的第二大再生资源。工业木质素是制浆造纸工业的主要副产物，每年约产生114亿吨的木质素副产物。目前木质素在胶粘剂中有两种应用方式：一种是木质素本身作为胶粘剂，填充于纤维素构架中的机械强度，经热压交联成骨架结构；另一种是木质素在酸性条件的液化产物代替苯酚合成甲醛含量较低的木材胶粘剂。由于木质素来源及组成复杂等原因，工业木质素尚未能很好地用于人造板的粘合剂使用中。

发明内容

本发明目的是为了弥补已有技术缺陷，提供一种秸秆板制备用环保粘合剂的制备方法，由异氰酸酯、多元醇及工业木质素制备秸秆板生产用无甲醛粘合剂，扩展了工业木质素作为胶粘剂的应用。

为实现上述目的，本发明通过以下方案予以实现：