一种环保板材及其制备方法与流程

本发明涉及模制材料技术领域，尤其是涉及一种无甲醛、强度高、防霉效果好的环保板材及其制备方法。

背景技术：

目前，制造家具、包装质量较大的机械设备、物件、供室内外装饰用的片状板材或建筑行业使用的非承重结构片状材料，通常均使用天然木质实心片材作为基本材料。这类木质片材，若未经防虫、防潮和抗压等处理，则极易导致虫蛀。另外，将天然木材大量用于家具、包装和装饰建筑等行业，就要大量砍伐森林，这对于绿化和环保是极为不利的。再则，天然木材自身还存在使用成本高、质量重、易挠裂变形等固有的缺陷。

当今能部分取代天然木材的天然纤维类材料为人造板，人造板包括胶合板、实心纤维板、空心纸板等材料。其中，胶合板防潮性能较差；实心纤维板不防潮，易变形，且刚性差；空心纸板，其防潮性差、无抗压功能，且用途单一，仅宜作壁挂类非承重装饰使用。

普通人造板使用甲醛和尿素合成的胶黏剂达到粘接效果，虽然胶接性能优良，但其中游离出的甲醛致使室内空气质量恶化，对老幼、体弱者或者孕妇滋生健康隐患。因此，不含甲醛的环保板材是人们健康的需求，也是家具板材发展的方向。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种环保板材及其制备方法，以解决现有技术中存在的板材防潮防腐性能差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种环保板材，所述环保板材的压制原料是按重量百分比由以下组分构成：不超过90％的农作物纤维、不超过6％的粘合剂，1-10％的填充剂和1-10％石英砂，所述农作物纤维是含有纤维的农作物中的一种或多种的混合，所述粘合剂和所述填充剂中均不含甲醛。

农作物纤维可以是一种农作物组成，也可以是多种农作物组成，而且农作物不局限于油菜杆、水稻杆，也可以是其他任何带有纤维的农作物；通过将一种或多种农作物混合，然后加入少量不含甲醛的粘合剂、将纤维之间空隙填满的填充剂和有助于防潮阻燃的石英砂，从而形成具有环保无甲醛释放、防潮、防霉、密度高的环保板材。本环保材料中不含硬化剂、抗冲击改质剂、共溶剂和脱模剂等多种有害溶剂。

作为本发明的进一步改进，所述粘合剂为mdi生态胶黏剂。mdi生态胶黏剂不含甲醛，粘合剂的含量不超过6％。mdi生态胶黏剂可与农作物纤维充分混合且改良农作物纤维在压制原料中的填充。

作为本发明的进一步改进，所述填充剂为硅藻土。硅藻土的作用不仅可以填充纤维之间的空隙，而且硅藻土还具有防霉的作用，以保证环保板材不会受潮发霉，提高使用寿命。

作为本发明的进一步改进，含有纤维的所述农作物包括水稻杆、油菜秸秆、麦穗杆、棉花秸秆、竹丝。

作为本发明的进一步改进，所述农作物纤维中水分含量为3-5％。农作物纤维中水分含量高时，压制的环保板材容易受潮发霉，农作物纤维中水分含量过低时，影响板材成型。采用3-5％水分含量的农作物纤维，既保证了原料在压制过程中的释放的蒸汽量，又可以避免由于水分过多而造成板材易受潮发霉的问题。

作为本发明的进一步改进，所述环保板材的密度为500-1300kg/m³。由于采用封闭模压成型，而且成型时温度在200-220℃范围，制得的环保板材密度高，密度高强度好，不易变形不易被损坏，而且还能大大提高防潮防霉效果。

作为本发明的进一步改进，所述环保板材中还包括加强竹架，所述加强竹架被压制在所述环保板材中间，用以形成所述环保板材的加强筋。通过在环保板材中设置加强竹架，可大大提高板材的强度和韧性，承载能力大大增加。

压制原料中除了占主要成分的农作物纤维以外，仅包含粘合剂、填充剂和石英砂，且粘合剂、填充剂和石英砂中均不包含甲醛，因为采用含水量低的农作物纤维和含水量低的粘合剂，从而使环保板材中的含水量相对较低。

本发明提供的一种环保板材的制备方法，包含如下步骤：

a、原材料准备：准备农作物纤维、粘合剂、填充剂和石英砂；

b、压制原料准备：混合搅拌农作物纤维，然后加入填充剂和石英砂继续搅拌，最后喷入粘合剂继续搅拌，最终形成用于封闭式模压成型的压制原料；

c、环保板材模压成型：将准备好的压制原料通过人工或自动落料设备加入到封闭式模压设备中进行高温高压模制成型以形成环保板材。

作为本发明的进一步改进，所述农作物纤维搅拌时间为4-5分钟；添加所述硅藻土和所述石英砂后搅拌时间为2分钟，喷入所述粘合剂后搅拌时间为5-8分钟。

作为本发明的进一步改进，步骤c中压制原料的加入过程为分段进行，第一段将压制原料铺设到封闭式模压设备的模具底层中以形成一底料层，第二段将加强竹架放置到底料层上方，第三段在加强竹架上铺设压制原料直至将加强竹架完全覆盖，用以填充加强竹架之间的空隙并形成顶料层。

作为本发明的进一步改进，所述加强竹架包括平行设置的多根横杆、和平行设置的多根竖杆，所有的所述横杆和所有的所述竖杆之间相互垂直设置。

作为本发明的进一步改进，所述压制原料在1000t/m2的压力下成型。

作为本发明的进一步改进，所述封闭式模压设备以单一压缩冲程执行，其中该单一压缩冲程是以1至10的拉伸比下执行。其中该压缩模制加工是在摄氏200至220度的温度下执行。

本发明的有益效果为：

1、本发明中作为压制原料的主要部分均采用农作物纤维，其中农作物纤维可采用水稻杆、油菜秸秆、麦穗杆、棉花秸秆、竹丝等含有纤维的农作物中的一种或者多种混合制成，采用农作物纤维作为压制原料，不仅具有成本低廉的特点，而且无需砍伐树木更加环保低碳。

2、本发明在压制原料中添加不含甲醛的粘合剂、填充剂和石英砂，板材在使用时不会对环境造成污染，在生产过程中也不会对工人健康造成影响，生产环境舒适。

3、本发明通过加入硅藻土和石英砂，大大提高板材的阻燃性能和防霉性能。

4、本发明通过采用封闭式模压加工方式，板材密度大、强度高、防潮效果好。

5、本发明通过在板材内部增加加强竹架，大大提高板材韧性和承载能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明环保板材制备流程图；

图2是本发明环保板材中含有加强竹架的局部剖视图。

图中1-加强竹架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种环保板材，环保板材的压制原料是按重量百分比由以下组分构成：不超过90％的农作物纤维、不超过6％的粘合剂，1-10％的填充剂和1-10％石英砂，农作物纤维是含有纤维的农作物中的一种或多种的混合，粘合剂和填充剂中均不含甲醛。农作物纤维可以是一种农作物组成，也可以是多种农作物组成，而且农作物不局限于油菜杆、水稻杆，也可以是其他任何带有纤维的农作物；通过将一种或多种农作物混合，然后加入少量不含甲醛的粘合剂、将纤维之间空隙填满的填充剂和有助于防潮阻燃的石英砂，从而形成具有环保无甲醛释放、防潮、防霉、密度高的环保板材。本环保材料中不含硬化剂、抗冲击改质剂、共溶剂和脱模剂等多种有害溶剂。

优选的，粘合剂为mdi生态胶黏剂。因为mdi生态胶黏剂不含甲醛，粘合剂的含量用量少，不超过相对于压制原料重量百分比的6％，mdi生态胶黏剂可与农作物纤维充分混合且改良农作物纤维在压制原料中的填充，而且由于粘合剂含量少，所以压制原料中含水量少。

作为一种可选的实施方式，填充剂为硅藻土。硅藻土的作用不仅可以填充纤维之间的空隙，而且硅藻土还具有防霉的作用，以保证环保板材不会受潮发霉，提高使用寿命。

具体的，含有纤维的农作物包括水稻杆、油菜秸秆、麦穗杆、棉花秸秆、竹丝。

为了保证压制成型质量以及板材防潮防霉性能，本发明控制农作物纤维中水分含量为3-5％。农作物纤维中水分含量高时，压制的环保板材容易受潮发霉，农作物纤维中水分含量过低时，影响板材成型。采用3-5％水分含量的农作物纤维，既保证了原料在压制过程中的释放的蒸汽量，又可以避免由于水分过多而造成板材易受潮发霉的问题。

由于环保板材采用封闭模压成型方式，且模压过程中保持200-220度高温，所以环保板材的密度很高，高达500-1300kg/m³，所以环保板材密度高，密度高强度好，不易变形不易被损坏，而且还能大大提高防潮防霉效果。

封闭式模压设备包括成型模具，将压制原料放入到模具中，模具上的热量转移到位于其内的压制原料上，该部分热量用于对压制原料进行高温加热，压制原料高温下被流化，沿着模具内腔流动，并最终将模具内腔填充均匀；为了生产不同表面造型的板材，在模具上还可以设置所需的凹槽，压制成型后的板材表面具有各种造型，通过一次成型可加工表面厚度不同、表面具有造型，以及各种异型板材，加工的这类板材常用于家具制造。

压制原料中除了占主要成分的农作物纤维以外，仅包含粘合剂、填充剂和石英砂，且粘合剂、填充剂和石英砂中均不包含甲醛，因为采用含水量低的农作物纤维和含水量低的粘合剂，从而使环保板材中的含水量相对较低，环保板材中含水量低防潮防霉效果好。

作为另一种可选的实施方式，当环保板材用于包装运输托架时，在环保板材中还设置有加强竹架1，加强竹架1被压制在环保板材中间，用以形成环保板材的加强筋。通过在环保板材中设置加强竹架1，可大大提高板材的强度和韧性，承载能力大大增加。

如图1所示，本发明提供的一种环保板材的制备方法，包含如下步骤：

a、原材料准备：准备农作物纤维、粘合剂、填充剂和石英砂；

b、压制原料准备：混合搅拌农作物纤维，然后加入填充剂和石英砂继续搅拌，最后喷入粘合剂继续搅拌，最终形成用于封闭式模压成型的压制原料；

c、环保板材模压成型：将准备好的压制原料通过人工或自动落料设备加入到封闭式模压设备中进行高温高压模制成型以形成环保板材。

在原材料准备步骤，农作物纤维需先进行切碎处理，经切碎后农作物纤维的长度控制在5-10mm之间，然后再对农作物纤维进行干燥处理，并保证农作物纤维的含水量控制在3-5％之间，具体切割方法和干燥方法均为常用方法，在此不作描述。

在压制原料准备步骤中，各组成物混合在一起进行搅拌的时间如下：农作物纤维搅拌时间为4-5分钟；添加硅藻土和石英砂后搅拌时间为2分钟，喷入粘合剂后搅拌时间为5-8分钟。

如图2所示，为了能够生产带有加强竹架1的环保板材，步骤c中压制原料的加入过程为分段进行，第一段将压制原料铺设到封闭式模压设备的模具底层中以形成一底料层，第二段将加强竹架1放置到底料层上方，第三段在加强竹架1上铺设压制原料直至将加强竹架1完全覆盖，用以填充加强竹架1之间的空隙并形成顶料层。

加强竹架1的设置，使得最终压制的环保板材中含有该加强竹架1，使环保板材整体的承载能力和韧性更强，同时还能够防止环保板材开裂的现象的发生，向模具中注入两次压制原料，并在这两次之间放入加强竹架1，可保证最终得到的板材中的加强竹架1位于板材内部，保证板材外观美观。加强竹架1采用手工方式放置，加强竹架1包括平行设置的多根横杆、和平行设置的多根竖杆，所有的横杆和所有的竖杆之间相互垂直设置。

为了保证环保板材的密度，封闭式模压设备在进行压制原料压制时的压力为1000t/m2。

封闭式模压设备以单一压缩冲程执行，其中该单一压缩冲程是以1至10的拉伸比下执行。其中该压缩模制加工是在摄氏200至220度的温度下执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。