专利名称：一种无醛人造板的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种无醛人造板的生产方法，属于木材加工技术领域。
背景技术：
近年来，受木材资源日益紧张的影响，我国林业工业的发展受到一定制约。发展木材高效综合利用，充分利用采伐剩余物、加工剩余物和低劣木材，是解决木质原料供需矛盾的有效措施。目前，我国人造板生产中应用最广泛的是甲醛系列胶粘剂。然而，使用甲醛系列胶粘剂胶接的木制品，在生产与使用过程中不可避免地释放出甲醛等有害气体，污染环境并危害人体健康。最近以淀粉、木质素、单宁等天然可再生物质生产木材胶粘剂的研究取得一定进展。但是目前这些环保型胶粘剂在人造板生产中的应用并不多，这主要是由目前人造板的生产工艺决定的。现有的人造板生产技术为了方便施胶和减少干燥时间，要求胶粘剂固形物含量高、黏度低并保证粘结强度，导致单独使用这些环保型胶粘剂受性能或成本的影响，无法完全替代甲醛类胶粘剂并应用于人造板的生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无醛人造板的生产方法，以解决目前人造板制造行业中存在的甲醛释放危害环境和人体健康的问题。为解决上述技术问题，本发明技术方案为采用生物酶制剂对人造板生产所用木质原料进行处理，将处理后的木质原料与环保型胶粘剂按照一定比例混合、拌匀并制成板胚，将所制板胚放入热压机采用两段式热压法进行热压，冷却后即得所制人造板。具体步骤如下木质原料与浸泡液的质量比I : 4-1 30，调节pH至3-6，生物酶添加量10-80U/g木质原料，处理温度30-60°C，处理时间l_3h，处理后的木质原料经过滤后于60-100°C条件下干燥l_6h得到木质原料预处理物。将无醛环保胶粘剂与木质原料预处理物按1:4-1: 20的比例充分混合，制成板胚后放入预先升温至140°C-190°C的热压机加热台，先在6MPa_9MPa下保温2min-5min,再提高压力至10MPa_14MPa下保温2min_5min。所用生物酶制剂可以是漆酶或漆酶-介质体系、纤维素酶或纤维素-介质体系、木质素过氧化物酶或木质素过氧化物酶-介质体系、锰过氧化物酶或锰过氧化物酶介质体系以及其他白腐真菌降解酶或白腐真菌降解酶-介质体系。所用无醛胶粘剂可以是淀粉基胶粘剂、木质素基胶粘剂、单宁基胶粘剂、蛋白基胶粘剂及其他无醛胶粘剂。本发明所用木质原料主要由纤维素、半纤维素、木质素三种物质组成，其中纤维素和半纤维素构成了木质原料的基本骨架，而木质素则存在于纤维素、半纤维素之间和木质原料表面，以壳状形态出现并对纤维素和半纤维素形成包裹。采用本发明提供的酶制剂对木质原料预处理方法，能够催化木质原料中酚羟基进行单电子氧化还原反应，产生酚氧自由基和水，使木质原料表层壳状木质素覆盖层降解，有利于胶液的渗透，提高木质原料制品的内结合强度。采用本发明所述的环保型胶粘剂，能够确保人造板在生产和使用过程中不释放对人体和环境有害的游离甲醛，有利于人造板应用范围的扩大和木材加工业的发展。采用本发明提供的两段式热压法，能够使板胚在热压的第一阶段保持较好的形态，避免因压力过大而造成板胚坍塌，在保证人造板内部结构紧密的同时使尺寸达到预期目标。
具体实施例方式实施例I称取刨花板生产用的杨木刨花50g置于2000mL烧杯中，加入IOOOg水形成刨花-水悬浮液。调节pH为4，以20U/g杨木刨花的加酶量向上述悬浮液中加入漆酶，将上述悬浮液置于50°C水浴中保温2h，处理结束后滤除浸泡液，将木质原料于60°C条件下干燥3h。干燥后向所得刨花中添加7g淀粉胶粘剂，混合均匀后制成8cmX 8cm幅面的板胚，将板胚放入预先升温至170°C的热压机中，在8MPa下保温3min后提高压力至12MPa,继续保温3min后冷却取出即得所制刨花板(厚度为7mm)。根据GB/T 17657-1999中所述方法测定所得刨花板的内结合强度和吸水膨胀率，结果表明所制刨花板的内结合强度达到0. 42MPa超过刨花板性能国家标准中要求的0. 4MPa，吸水膨胀率为7. 2%达到刨花板性能国家标准中要求的不超过8%的要求。实施例2取生产胶合板所用的杨木单板(厚度Imm,幅面8cmX8cm)3片(质量36g),浸没于IOOmL水中调节pH至5，以30U/g杨木单板的加酶量向上浸泡液中加入锰过氧化物酶，45°C保温3h后取出，滤除浸泡液后将处理后的杨木单板于70°C烘箱中干燥3h。将干燥后的杨木单板表面涂上0. 5mm的淀粉胶粘剂(单面涂胶)，将三片单板叠放好之后放入预先升温至150°C的热压机中，在6MPa下保温2min后提高压力至llMPa，继续保温3min后冷却取出即得所制胶合板(厚度3mm)。参照GB/T 9846-2004中所述方法测定所得胶合板的表面胶合强度，结果显示所制胶合板的表面胶合强度为0. 65MPa达到中密度板国家标准中要求的不低于0. 6MPa的要求。实施例3称取杨木纤维80g，置于2000mL烧杯中并加入IOOOmL水，调节pH至3. 5，以40U/g纤维的加酶量向上述浸泡液中加入木质素过氧化物酶，50°C保温2h后滤除浸泡液，将处理后的杨木纤维于80°C烘箱中干燥2. 5h。干燥后向所得刨花中添加9g蛋白胶粘剂，混合均匀后制成8cmX8cm幅面的板胚，将板胚放入预先升温至160°C的热压机中，在8MPa下保温3min后提高压力至13MPa，继续保温4min后冷却取出即得所制纤维板(厚度为7mm)。根据GB/T11718-1999中所述方法测定所得纤维板的内结合强度和吸水膨胀率，结果表明所制纤维板的内结合强度达到0. 62MPa超过刨花板性能国家标准中一等品要求的0. 6MPa，吸水膨胀率为13. 6%达到刨花板性能国家标准中要求的不超过15%的要求。
权利要求
1.一种无醛人造板的生产方法，其特征在于木质原料经生物酶处理后添加无醛胶粘剂进行两段式热压生产，其制备工艺包括以下步骤将木质原料浸入水中，调节浸泡液PH，力口入酶制剂，控制浸泡液温度，处理一段时间后取出干燥得到生物酶处理后的人造板生产预处理物；将上述人预处理物与无醛胶粘剂按照一定的质量比进行拌胶，随后在热压机中采用两段式热压法进行热压生产。
2.根据权利要求I所述的无醛人造板的生产方法，其特征在于控制木质原料与浸泡液的质量比为I : 4-1 30，pH调节至3-6，生物酶添加量10-80U/g木质原料，处理温度30-60°C，处理时间l_3h，处理后的木质原料经过滤后于60-100°C条件下干燥l_6h得到木质原料预处理物；将无醛环保胶粘剂与木质原料预处理物按I : 4-1 20的质量比充分混合，制成板胚后放入预先升温至140°C _190°C的热压机加热台，先在6MPa-9MPa下保温 2min_5min,再提高压力至 10MPa_14MPa 下保温 2min_5min。
3.根据权利要求I所述的生物酶预处理木质原料的方法，其特征在所用生物酶制剂可以是漆酶或漆酶-介质体系、纤维素酶或纤维素-介质体系、木质素过氧化物酶或木质素过氧化物酶-介质体系、锰过氧化物酶或锰过氧化物酶介质体系以及其他白腐真菌降解酶或白腐真菌降解酶-介质体系。
4.根据权利要求I所述的人造板生产方法，其特征在于所用无醛胶粘剂可以是淀粉基胶粘剂、木质素基胶粘剂、单宁基胶粘剂、蛋白基胶粘剂及其他无醛胶粘剂。
5.根据权利要求I所述的人造板生产过程采用的两段式热压生产，其特征在于板胚先在较低的压力下热压一段时间，待胶粘剂部分固化后升高热压压力，使板胚在较高的压力下再热压一段时间。
6.根据权利要求I所述的处理方法，其特征是可以应用于刨花板、纤维板、胶合板、细木工板的生产。
全文摘要
一种无醛人造板的生产方法，属于木材加工技术领域。本发明提供一种生物酶技术预处理木质原料结合环境友好型无醛胶粘剂生产人造板的方法。本发明涉及的人造板生产工艺包括采用生物酶技术对生产人造板所用的木质原料进行预处理，然后将处理后的木质原料采用无醛胶粘剂进行施胶，随后采用两段式热压法进行热压即得所制人造板。本发明的优点在于通过生物酶对木材的预处理，显著提高了人造板的胶合强度，降低了对胶粘剂的使用要求，生产过程中不添加甲醛类胶粘剂，配以两段式热压处理工艺，所制备的人造板在生产和使用过程中不释放对人体和环境有害的游离甲醛，有利于人造板制造行业打破国外绿色壁垒，促进人造板制造行业的健康发展。
文档编号B27K5/04GK102632535SQ20121010411
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者李兆丰, 洪雁, 王鹏, 程力, 顾正彪 申请人:江南大学