[发明专利]一种高强度木材复合无机碎料板的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度木材复合无机碎料板的制备方法，属于人造板技术领域。本发明以竹粉为原料制备一种纳米微晶纤维素，将纳米微晶纤维素和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物共同熔融插层至有机蒙脱土中作为碎料板的增强填料，以木材碎料、秸秆碎料和无机胶黏剂为原料，通过热压工艺制备出一种高强度木材复合无机碎料板，本发明中有机蒙脱土拥有硅酸盐片层，将纳米微晶纤维素和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物共同熔融插层至有机蒙脱土中，层状硅酸盐在聚合物基体中相当于“物理交联点”，该“物理交联点”与碎料“钉锚”在一起，因此，当体系受到外力作用时，这些“物理交联点”受到破坏，吸收能量，使材料的冲击性能和弯曲性能得到改善。

技术领域

本发明涉及一种高强度木材复合无机碎料板的制备方法，属于人造板技术领域。

背景技术

随着木塑复合材料研究的深入和全球森林资源的匮乏，秸杆和塑料复合材料制备开始兴起，秸秆/塑料复合材料是利用高分子界面改性处理和塑料填充等技术，将秸秆磨成粉与一定比例的塑料聚合物配混，经特殊工艺加工成型的一种可以循环利用的新型环保材料。它综合了生物基材料和塑料的双重优势，改善了单纯塑料制品易老化、低温脆变等缺点，作为强度好、仿生自然的秸塑新产品，秸杆塑料制品迎合了当下低碳环保和绿色消费的理念，将秸秆作为原料运用到秸秆/塑料复合材料的生产过程中，尤其是将秸秆粉改性塑化的环节，势必需要偶联剂、相容剂等化学助剂来改善秸秆粉与塑料界面的相容性。一方面，这些化学助剂价格昂贵，会显著增加生产成本，不利于秸秆/塑料复合材料在市场的竞争，另一方面，秸杆/塑料复合材料生产工艺也比木塑复合材料复杂，也会导致生产成本增加，最终导致秸秆/塑料复合材料产业瓶颈的出现。

农作物秸秆主要化学组成包括纤维素、半纤维素和木质素，其比强度高、密度低、价格低廉、具有良好的生物降解性，是制备秸秆基复合材料的优质原料。秸秆人造板的发展为我国丰富的秸秆资源找到了合理利用的新途径，据估算每生产lm³农作物秸杆板可消耗约1.21农作物秸秆，实现碳减排3.949t。投建一条年产10万m³农作物秸秆板生产工厂则可消耗农作物秸秆12万t。发展农作物秸秆人造板一方面不仅可以解决农作物秸杆废弃处理问题，保护生态环境，而且可以惠农增收，促进农民就业，另一方面，作为木质替代材料，节约木材资源，提高木制品供给能力，保障我国木制品需求，是家具与建筑业的极佳材料，市场前景广阔。

秸秆属于一年生植物，与木材相比，具有以下特点（1）原料是季节性供应，秸秆质地轻、结构疏松；（2）秸秆的纤维形态和化学组成与木材相似，但其中含糖量和各种抽提物以及低分子量的碳水化合物含量高于木材；（3）秸秆的灰分含量高于木材，灰分中的非极性物质Si02含量在60%以上，其存在会严重影响纤维间的胶接性能。

近年来，随着木质类人造板在室内装修和家具制造过程的广泛应用，由木质装饰材料引发的火灾事故频发，严重威胁到人们的生命财产安全，木质类人造板属于易燃材料，燃烧过程释放大量的热，蔓延速度快，还能释放有毒烟气，因此造成的火灾危害大。作为建筑、装修材料，板材的防火性能至关重要，农作物秸秆具有易燃特性，因此阻燃性能成为了秸秆人造板推广应用的一项重要指标。

随着人们对生活质量要求的提高，室内环境污染越来越受到重视，其中甲醛是主要污染物。近年来，我国室内甲醛污染事件频发，世界卫生组织早在2004年6月5日发布的WHO第153号公告就已宣布，甲醛为I类强烈致癌物，危害人体康。国家强制性标准《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》于2001年颁布，2005年全国人造板标准化技术委员会提出修订申请，甲醛释放量标准将更加严格。家具是室内甲醛污染的主要来源大部分家具都是人造板产品，目前，市场上的人造板产品(纤维板、刨花板和胶合板)在生产过程中大部分使用脲醛树脂或酚醛树脂等胶黏剂，树脂中含有游离甲醛，热压过程中以及后期使用时树脂分解也会释放甲醛，因此作为室内装修和家具制造的主要材料，越来越多的消费者期待低甲醛甚至零甲醛的人造板产品。

农作物秸杆的原料特性：农作物秸秆为一年生植物，纤维强度远远低于木材，以农作物秸秆为原料制备的秸秆板强度低、易变形，影响了秸秆板的推广应用。