一种基于生物质胶黏剂的芦苇基异型容器制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于生物质胶黏剂的芦苇基异型容器制造方法，包括以下工艺步骤：（1）原料的前期干燥处理；（2）芦苇基异型容器基材的制备；（3）无醛生物质胶黏剂的制备；（4）胶黏剂液体缓慢加入高速搅拌机搅拌；（5）制得异型容器毛坯；（6）打磨、整饰处理，得到异型容器成品。本发明的独特之处就在于环境友好，物美价廉，变废为宝、节约资源。用其制成的模压产品既具有外观可设计性好、透气性极高、强度和降解周期可根据需要进行控制的特点，同时无甲醛释放、无废水污染，绿色环保。
【专利说明】
一种基于生物质胶黏剂的芦苇基异型容器制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及的是一种基于生物质胶黏剂的芦苇模压产品的制造方法，属于化学工业应用领域。
【背景技术】
[0002]芦苇是一种多年生水生草本植物，其典型生境是淡水或含盐的沼泽、河边或湖边。我国芦苇资源丰富，且分布集中，现有的工业利用以造纸和编织为主，开发层次不高、利用方向单一，持续利用不够，而且尚有大量的芦苇资源被焚烧或废弃，既造成资源浪费，又污染环境。因此开发芦苇模压容器产品，实现变废为宝，可以缓解木材供需矛盾、保护森林资源和生态环境，同时又带动芦苇产区的经济发展。芦苇的纤维素含量与木材相当，但芦苇茎表皮存在蜡质层，表皮组织及叶部含硅量较高，严重影响用常规所用的木质材料用“三醛”胶黏剂对芦苇原料的胶合性能，即使通过适当改性处理，强度能够达到，但是由于甲醛释放、产品不可降解等二次污染问题而应用受到限制；目前市面上所生产的模塑产品大多为纸浆模塑产品，均采用低浓度、低稠度的植物纤维混合浆经过真空脱水，高温高压成型的植物纤维模塑物件生产工艺。该工艺存在废水污染等问题，因此本发明在用芦苇制造异型容器时，选用生物质无醛胶黏剂为其中的主要粘结料是解决甲醛问题和其降解性的首要措施，同时采用干法成型可避免废水污染问题。
【发明内容】
[0003]本发明提出的是一种基于生物质胶黏剂的芦苇基异型容器制造方法，其目的旨在针对上述问题，本发明以沿海资源芦苇为主要原料代表，使用生物质无醛胶黏剂配以适当的固化剂、其他助剂，采用干法模压成型工艺制成各种单元形态的绿色、环保、可降解的模压制品，推进芦苇等滩涂资源的开发与可持续利用。
[0004]本发明的技术解决方案:一种基于生物质胶黏剂的芦苇基异型容器制造方法，包括以下工艺步骤:
(1)原料的前期干燥处理:将芦苇基生物质原料干燥至含水率10%以下；
(2)芦苇基异型容器基材的制备:将步骤(I)所得到的芦苇基原料与占容器总重量1-10%的辅料加入高速搅拌机中搅拌均匀；
(3 )无醛生物质胶黏剂的制备:将生物质胶黏剂主剂粉与水按质量比(50-80 ): 100混合并搅拌均匀，加入占胶黏剂总重量3-30%的固化剂、适量粘度调节剂和消泡剂混合搅拌均匀，制得无醛生物质胶黏剂；
(4)将步骤(3)所得到的胶黏剂液体缓慢加入高速搅拌机中，其加入量为容器总重量的10?50%，开启升温控制程序，控制高速搅拌温度在50-80°C，混合均匀并适当干燥，控制物料最终含水率在15-25%;
(5)将步骤(4)得到的物料，分别装入预先表面涂覆脱膜剂的热压模机的模具中进行多次模压，制得异型容器毛坯； (6)将异型容器毛坯进行打磨、整饰处理，得到异型容器成品。
[0005]以芦苇等沿海滩涂植物资源为主体原料，施加无醛生物质胶黏剂配以固化剂及相应的助剂等，通过高速搅拌混合、注模、冲压、整饰等干法成型工艺过程制成如花盆等异型容器产品，既可保证使用时“强度”的要求，又具有“可降解性”的系列产品。
[0006]本发明的优点:以芦苇纤维、粉末、废弃锯末或废弃粉尘等替代塑料、木材或其他植物纤维为原料，配以特制的生物质胶黏剂，采用干法成型工艺制取花盆等异型容器模压产品。其独特之处就在于价廉物美，变废为宝、节约资源，用其制成的模压产品既具有外观可设计性好、透气性极高、可生物降解性好、强度和降解周期可根据需要进行控制的特点，同时无甲醛释放、无废水污染，绿色环保。
【附图说明】
[0007]图1是本发明芦苇粉/纤维基异型容器的制作工艺流程图。
【具体实施方式】
[0008]一种基于生物质胶黏剂的芦苇基异型容器制造方法，包括以下工艺步骤:
(1)原料的前期干燥处理:将芦苇基生物质原料干燥至含水率10%以下；
(2)芦苇基异型容器基材的制备:将步骤(I)所得到的芦苇基原料与占容器总重量1-10%的辅料加入高速搅拌机中搅拌均匀；
(3 )无醛生物质胶黏剂的制备:将生物质胶黏剂主剂粉与水按质量比(50-80 ): 100混合并搅拌均匀，加入占胶黏剂总重量3-30%的固化剂、适量粘度调节剂和消泡剂混合搅拌均匀，制得无醛生物质胶黏剂；
(4)将步骤(3)所得到的胶黏剂液体缓慢加入高速搅拌机中，其加入量为容器总重量的10?50%，开启升温控制程序，控制高速搅拌温度在50-80°C，混合均匀并适当干燥，控制物料最终含水率在15-25%;
(5)将步骤(4)得到的物料，分别装入预先表面涂覆脱膜剂的热压模机的模具中进行多次模压，制得异型容器毛坯；
(6)将异型容器毛坯进行打磨、整饰处理，得到异型容器成品。
[0009]所述工艺步骤(I)中芦苇基生物质原料，是指芦苇基纤维、粉末、锯末和粉尘中的一种或二种以上配比任意混合而成;其中纤维是芦苇杆滩涂植物按常规纤维板的制备工艺而制成的芦苇纤维;粉末是芦苇杆滩涂植物用粉碎机粉碎后筛选得到较均匀的植物粉末；锯末是直接采用锯切芦苇基板材后的废弃碎锯末;粉尘是芦苇基板材表面砂光粉等废弃粉尘。
[0010]所述工艺步骤(2)中辅料是填料和颜料，其中填料是淀粉和豆粉，二者的质量比为1:0-0.5，填料用量占整个辅料重量的50-100%;颜料是着色颜料，用量占辅料重量的0-50%。
[0011]所述工艺步骤(3)中生物质胶黏剂主剂粉是酒糟基生物质胶粉，固化剂为异氰酸酯(MDI)，消泡剂是硅油类消泡剂，粘度调节剂为水或乙醇。
[0012]所述工艺步骤(5)中的多次模压是热量热压模压采用两次放汽、三次模压的工艺，其中一次模压温度110_160°C，模压时间5-20s，压力为8-15MPa; 二次模压温度110-160 °C，模压时间5_25s，压力为10-20MPa;三次模压110-160°(:，模压时间15-508，压力为10-2010^。
[0013]实施例1
以芦苇纤维为主要基质原料，模压制成本色芦苇纤维基异型容器，容器的重量为I OOg，具体的制作工艺步骤分为:
1)将芦苇纤维进行干燥至含水率在5%;
2)称取芦苇纤维63g、淀粉5g加入高速搅拌机中搅拌均匀；
3)将生物质胶黏剂30g加入2g的固化剂、消泡剂3-5滴等搅拌混合均匀，制得液体无醛生物质胶黏剂；
4)将液体胶黏剂缓慢加入到混合料中进行拌胶，开启升温搅拌控制程序，控制高速搅拌温度在50-80°C，通过热量传递与热气挥发，控制物料最终含水率在20%;
5)将拌过生物质胶的物料，倒入预先表面涂覆脱膜剂的热压模机的模具中进行模压，设定模压机上模温度130°C，下模温度140°C，采用两次放汽程序，一次模压时间15s，压力为14MPa; 二次模压模压时间15s，压力为14MPa;三次模压时间25s，压力为15MPa，由此制得容器毛坯；
6)将异型容器毛坯取出，进行打磨整饰处理，得到本色芦苇纤维基异型容器成品。
[0014]实施例2
以芦苇锯末粉为主要基质原料，模压制成本色芦苇锯末基异型容器，容器的总重量为I OOg，具体的制作工艺步骤分为:
1)将芦苇纤维进行干燥至含水率在5%;
2)称取芦苇纤维68g、淀粉3g、豆粉2g加入高速搅拌机中搅拌均匀；
3)将生物质胶黏剂25g加入2g的固化剂、消泡剂3-5滴等搅拌混合均匀制得液体无醛生物质胶黏剂；
4)将液体胶黏剂缓慢加入到混合料中进行拌胶，开启升温搅拌控制程序，控制搅拌温度在50-80°C，通过热量传递与热气挥发，控制物料最终含水率在20%;
5)将拌过生物质胶的物料，倒入预先表面涂覆脱膜剂的热压模机的模具中进行模压，设定模压机上模温度140°C，下模温度150°C，采用两次放汽程序，一次模压时间10s，压力为14MPa;二次模压模压时间10s，压力为14MPa;三次模压时间30s，压力为15MPa，由此制得容器毛坯；
6)将异型容器毛坯取出，进行打磨整饰处理，得到本色芦苇纤维基异型容器成品。
[0015]实施例3
以芦苇粉末为主要基质原料，模压制成彩色芦苇粉末基异型容器，容器的总重量为I OOg，具体的制作工艺步骤分为:
1)将芦苇纤维进行干燥至含水率在5%;
2)称取芦苇纤维67g、淀粉3g、着色颜料3g加入高速搅拌机中搅拌均匀；
3)将生物质胶黏剂25g加入2g的固化剂、消泡剂3-5滴等搅拌混合均匀，制得液体无醛生物质胶黏剂；
4)将液体胶黏剂缓慢加入到混合料中进行拌胶，开启升温搅拌控制程序，控制搅拌温度在50-80°C，通过热量传递与热气挥发，控制物料最终含水率在20%;
5)将拌过生物质胶的物料，倒入预先表面涂覆脱膜剂的热压模机的模具中进行模压，设定模压机上模温度140°C，下模温度150°C，采用两次放汽程序，一次模压时间10s，压力为14MPa;二次模压模压时间10s，压力为14MPa;三次模压时间30s，压力为15MPa，由此制得容器毛坯；
6)将异型容器毛坯取出，进行打磨整饰处理，得到彩色芦苇纤维基异型容器成品。
[0016]分别对两种胶黏剂(豆绿色花盆用胶为MUF，而本色花盆用胶为生物质胶黏剂)制作的芦苇粉异型容器进行老化处理，经累计40小时氙灯照射后，本色外观形态变化较大，主要体现在发霉现象严重，且表面粗糙，而同样情况下的用MUF胶的花盆外观基本不变，由此可见，采用无醛生物质胶黏剂的花盆具有可光-生物降解性。
【主权项】
1.一种基于生物质胶黏剂的芦苇基异型容器制造方法，其特征包括以下工艺步骤: (1)原料的前期干燥处理:将芦苇基生物质原料干燥至含水率10%以下； (2)芦苇基异型容器基材的制备:将步骤(I)所得到的芦苇基原料与占容器总重量1-10%的辅料加入高速搅拌机中搅拌均匀； (3)无醛生物质胶黏剂的制备:将生物质胶黏剂主剂粉与水按质量比(50-80): 100混合并搅拌均匀，加入占胶黏剂总重量3-30%的固化剂、适量粘度调节剂和消泡剂混合搅拌均匀，制得无醛生物质胶黏剂； (4)将步骤(3)所得到的胶黏剂液体缓慢加入高速搅拌机中，其加入量为容器总重量的10?50%，开启升温控制程序，控制高速搅拌温度在50-80°C，混合均匀并适当干燥，控制物料最终含水率在15-25%; (5)将步骤(4)得到的物料，分别装入预先表面涂覆脱膜剂的热压模机的模具中进行多次模压，制得异型容器毛坯； (6)将异型容器毛坯进行打磨、整饰处理，得到异型容器成品。2.根据权利要求1所述的一种基于生物质胶黏剂的芦苇异型容器制造方法，其特征是所述的工艺步骤(I)中芦苇基生物质原料，是指芦苇基纤维、粉末、锯末和粉尘。3.根据权利要求1所述的一种基于生物质胶黏剂的芦苇异型容器制造方法，其特征是所述的工艺步骤(2)中辅料是填料和颜料，其中填料是淀粉和豆粉，二者的质量比为1:0_0.5，填料用量占整个辅料重量的50-100%;颜料是着色颜料，用量占辅料重量的0-50%。4.根据权利要求1所述的一种基于生物质胶黏剂的芦苇异型容器制造方法，其特征是所述的工艺步骤(3)中生物质胶黏剂主剂粉是酒糟基生物质胶粉，固化剂为异氰酸酯(MDI),消泡剂是硅油类消泡剂，粘度调节剂为水或乙醇。5.根据权利要求1所述的一种基于生物质胶黏剂的芦苇异型容器制造方法，其特征是所述的工艺步骤(5)中的多次模压是热量热压模压采用两次放汽、三次模压的工艺，其中一次模压温度110-1600C，模压时间5-20s，压力为8_15MPa； 二次模压温度110-160°C，模压时间5-25s，压力为10-20MPa;三次模压110-160°(:，模压时间15-508，压力为10-2010^。
【文档编号】B27N1/02GK106042139SQ201610466316
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】黄润洲, 连海兰, 封国兵, 张睿, 邓峻骞, 孙香, 潘明珠, 颉盼盼, 梁星宇, 徐信武, 梅长彤, 周定国
【申请人】南京林业大学, 大丰市苏港包装材料有限公司