一种无外添加胶的纤维板及制备方法与流程

本发明属于材料制备，涉及一种无外添加胶的纤维板及制备方法。

背景技术：

1、目前可车用的有两大类生物基材料，a：从植物中提取小分子并合成的生物基聚合物，如：聚乳酸(pla)、聚己内酯(pcl)、生物基尼龙56等；b：植物纤维增强传统聚合的生物基增强复合材料，如：一种改性大麻纤维增强不饱和聚酯复合材料的中国专利(公告号为：cn102702708b)；对于a类的产品，需要从植物中提取小分子进行聚合，生产过程复杂，污染严重，因为性能问题无法进行回收再利用等众多不足。对于b类，其实只是生物基纤维作为添加剂的改性，主体的聚合物材料仍来源于化石能源类，虽然总体过程比a类方便、性能优良，但具有气味性严重，不可回收，无法重复利用等众多问题。这两大类产品因为产能、成本和使用范围等众多不良影响以及对植物有较高的选择性要求的存在，植物用量在所有农业剩余物中的占比较小，仍无法解决其余农业剩余植物(如废弃秸秆、花菜秸秆、坚果壳)的问题，所以用农业废弃植物或粉末作主体并用胶粘剂粘接的纤维板应运而生。

2、目前生物基纤维板按胶粘剂的种类可分为2大类：有机胶合纤维板的中国专利(公告号为：cn104802232b)和无机胶合纤维板的中国专利申请(公开号为：cn109665803a)，目前常用的有机胶合板(常见有机胶：脲醛胶(uf)、酚醛胶(pf)和三聚氰胺-甲醛胶(mf))因为气味性严重，特别是甲醛的释放问题，一直困扰着使用。而无机胶合板虽然气味性优良，但因无机胶的密度大，混合均匀性较差，使得无机胶合板部分使用性能(如韧性、外观)稍逊于有机胶合板等不足。虽然目前也有低气味性的生物基有机胶粘剂的中国专利(公告号为：cn113249086b)，除了胶接强度低、耐水性差、防霉性差、黏度高、加工性能差等性能缺点仍然影响其使用，此外有机胶的合成过程复杂、环境污染也较为严重；此外二者还需要加入各种各样的添加剂去改善性能，增加了加工过程的复杂性和成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中现有的有机纤维板在制备时气味大，无机纤维板在制备时胶合板密度大导致混合不均的问题，提供一种无外添加胶的纤维板及制备方法。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提出的一种无外添加胶的纤维板的制备方法，包括：

4、将植物a粉末加入到低共熔溶剂中进行溶解，得到浆液；

5、将植物b粉末加入到水中浸泡使其饱和，打浆得到泥浆，加热保温得到基材；

6、将浆液、基材和水混合，过滤，清洗及热压处理后，得到无胶纤维板；

7、其中，所述植物a粉末和所述植物b粉末均为木本植物或草本植物粉末。

8、优选地，所述植物a粉末的粒径为10～500目，植物a粉末与低共熔溶剂的质量比为(1:5)～(1:40)。

9、优选地，所述将植物b粉末加入到水中浸泡使其饱和，打浆得到泥浆，加热保温得到基材的步骤中：

10、植物b粉末的长度范围为1～10cm；

11、浸泡温度范围为10℃～40℃，浸泡时间为10～240h；

12、打浆的粒径形态为1～3000目；

13、加温温度范围为60℃～120℃，保温时间范围为10～60min。

14、优选地，所述将浆液、基材和水混合，过滤，清洗及热压处理后，得到无胶纤维板的步骤中：

15、浆液和基材的质量比为(10:1)～(1:10)。

16、优选地，热压处理时，真空压力为-0.7～-1.0mpa；热压温度为100℃～200℃，热压压力1mpa～25mpa。

17、优选地，所述植物a粉末为木本植物，所述植物b粉末为草本植物粉末。

18、优选地，所述低共熔溶剂包括氢键给体溶剂和氢键受体溶剂。

19、优选地，氢键给体溶剂为胺、酰胺、羧酸、氨基酸、糖和醇中的一种或多种。

20、优选地，氢键受体溶剂为季铵盐、季磷盐、甜菜碱、咪唑类和氨基酸类中的一种或多种。

21、一种无外添加胶的纤维板，采用无外添加胶纤维板的制备方法制备得到。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、本发明提出的一种无外添加胶的纤维板的制备方法，采用浆液和基材通过多种工艺并最后通过热压成型工艺结合为纤维板结构。基材作为样板的主体及受力部分，而浆液起到胶合剂的作用；本发明产品的原料种类较少，无需添加各种有机胶粘剂和无机胶粘剂，使用的低共熔溶剂破坏纤维之间的氢键而使纤维溶解，释放出具有更多的氢键作用单元并分散均匀，与基体具有更好的混合效果；加入基体并加入大量水后，低共熔溶剂与水分离，让低共熔溶剂中的纤维素、木质素与基体中的纤维进行作用，起到胶粘剂的作用，可以通过控制浆体和基体的配比来得到各种胶合强度的纤维板。既具有了有机胶合板的优点，又克服了其气味性、不可回收、无法重复利用等不足，也克服了无机胶合板密度大、混合不均的问题，用较少的材料制备出生态胶合纤维板。可以用于较为简单结构的汽车零件比如机舱盖、车门板、行李箱盖板、座椅护板等件。

24、进一步地，热压工艺可使纤维素释放出较多的作用单元，进一步加强了纤维各组分之间的物理和化学作用，使得纤维板具有非常好的胶合性能。

技术特征：

1.一种无外添加胶的纤维板的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无外添加胶的纤维板的制备方法，其特征在于，所述植物a粉末的粒径为10～500目，植物a粉末与低共熔溶剂的质量比为(1:5)～(1:40)。

3.根据权利要求1所述的无外添加胶的纤维板的制备方法，其特征在于，所述将植物b粉末加入到水中浸泡使其饱和，打浆得到泥浆，加热保温得到基材的步骤中：

4.根据权利要求1所述的无外添加胶的纤维板的制备方法，其特征在于，所述将浆液、基材和水混合，过滤，清洗及热压处理后，得到无胶纤维板的步骤中：

5.根据权利要求1所述的无外添加胶纤维板的制备方法，其特征在于，热压处理时，真空压力为-0.7～-1.0mpa；热压温度为100℃～200℃，热压压力1mpa～25mpa。

6.根据权利要求1所述的无外添加胶纤维板的制备方法，其特征在于，所述植物a粉末为木本植物，所述植物b粉末为草本植物粉末。

7.根据权利要求1所述的无外添加胶纤维板的制备方法，其特征在于，所述低共熔溶剂包括氢键给体溶剂和氢键受体溶剂。

8.根据权利要求7所述的无外添加胶纤维板的制备方法，其特征在于，氢键给体溶剂为胺、酰胺、羧酸、氨基酸、糖和醇中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的无外添加胶纤维板的制备方法，其特征在于，氢键受体溶剂为季铵盐、季磷盐、甜菜碱、咪唑类和氨基酸类中的一种或多种。

10.一种无外添加胶的纤维板，其特征在于，采用权利要求1至9中任意一项所述的无外添加胶纤维板的制备方法制备得到。

技术总结
本发明公开了一种无外添加胶的纤维板及制备方法，属于材料制备领域。本发明提出的纤维板采用浆液和基材通过多种工艺并最后通过热压成型工艺结合为纤维板结构。本发明产品的原料种类较少，无需添加各种有机胶粘剂和无机胶粘剂，使用的低共熔溶剂破坏纤维之间的氢键而使纤维溶解，释放出具有更多的氢键作用单元并分散均匀，与基体具有更好的混合效果；加入基体并加入大量水后，低共熔溶剂与水分离，让低共熔溶剂中的纤维素、木质素与基体中的纤维进行作用，起到胶粘剂的作用，可以通过控制浆体和基体的配比来得到各种胶合强度的纤维板。既具有了有机胶合板的优点，也克服了无机胶合板密度大、混合不均的问题，用较少的材料制备出生态胶合纤维板。

技术研发人员：方超,周寒梅,李龄,邰军军,贺小祥,秦雨,肖惠平
受保护的技术使用者：奇瑞新能源汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/7