專利名稱：一種基于生物酶協同預處理技術的自生膠合刨花板制備方法
技術領域：
:本發明涉及刨花板制造技術領域，特別涉及一種生物酶處理替代施加膠黏劑的膠
合方法。
背景技術：
:早在20世紀30年代就有使用化學方法處理木材表面制備無膠膠合板的研究。根據作用于木材表面處理的化學藥劑對表面的活化作用不同，無膠膠合可分為氧化結合法、自由基引發法、酸催化縮聚法、堿溶液活化法和天然物質轉化法，其中，天然物質轉化法又稱為自生膠合，是材料自身成分在一定工藝條件下，經過復雜的物理化學反應，形成類似膠粘劑或交聯劑類物質，從而膠合成型的技術手段。木質材料具有纖維素、半纖維素和木質素三大組分，生物酶通過作用于這三種物質，達到改性或活化組分作用。纖維素酶是一種短鈦化合物，具有對纖維表面吸附和氧化特性，作用于纖維素分子間的氫鍵時，破壞纖維素的高度結晶性，作用于糖苷鍵時，可形成可溶性糖類。半纖維素成分復雜，木聚糖、甘露聚糖、阿拉伯聚糖等都屬于半纖維素范疇，半纖維素酶也相應包括木聚糖酶、甘露糖酶等。半纖維素酶可將木質材料中半纖維素成分分解為低分子蛋白類、醇類和糖醛類物質。常用來處理木質素的生物酶包括過氧化物酶、錳過氧化物酶及漆酶，一般對底物性能要求不高，作用位點在苯環上的C = C鏈接處，不僅能降解木質素，還能作用于多環芳烴等有機化合物。一般自生膠合均采用單一生物酶，處理木質素或半纖維素中的一種組分，以便于控制反應條件，避免不同生物酶的干擾作用。同時加入介體，保護生物酶活性不受氧化還原反應影響而減弱或消失，提供生物酶相對穩定的作用環境。漆酶(LaCCaSe，ECl.10.3.2)是目前木質材料自生膠合技術中應用最廣泛的生物酶，分布于高等植物，昆蟲及微生物中，最常用的有漆樹漆酶、真菌漆酶和細菌漆酶。來源不同，漆酶結構和性質有一定差異，但其本質都是含銅的多酚氧化酶，一般以蛋白單體形式存在，含有4個還原性銅離子，真菌漆酶能在細胞間催化酚類化合物聚合粘結來實現菌絲固定。在自生膠合反應中，4個銅離子協同作用于木質素結構中的酚類自由基，實現木質素活化。漆酶已被引入到人造板制備中，研究人員利用漆酶處理楓香、思茅松、楊木、竹材、木質磺酸素等材料實現無膠膠合，研究表明，適宜條件下，人造板的力學性能能夠達到國家標準，但由于漆酶主要作用于木質素，而且多數防水劑不利于漆酶活化反應，板材穩定性較差，影響板材使用壽命和使用范圍，采用高溫高壓方式，板材密度較大，含水率較低，外觀受高溫影響，易發生嚴重變色
發明內容
:本發明的目的是針對現有技術不足以降低成本，吸水穩定性達不到標準要求而提供的生物酶聯合處理方法，還提供相應的自生膠合刨花板制備方法。

為實現以上目的，本發明采用如下技術方案，見

圖1兩種不同生物酶預處理竹刨花自生膠合刨花板工藝所述的篩選包括除雜和尺寸規格篩選兩重功能。當任意二維尺寸小于與規定值不符，將被篩選出去。所述含水率為為相對含水率。所述質量比(刨花:溶液)中，刨花質量根據總質量減去含水量計；溶液質量包括刨花中的含水量。所述噴霧法，即溶液霧化均勻噴灑，要求刨花勻速轉動下均勻滾動。 所述pH控制采用多次多點測定，宜采用pH計。pH值于每次攪拌均勻后測定，應關注PH值變化。所述體系溫度控制宜采用恒溫箱控制，溫度差不超過±5°C。所述攪拌處理，采用均勻攪拌，并適時通氧。氧氣水平由攪拌速率和氣流速度決定，與當攪拌速率和氣流速率均成反比。速率約2000rad/min，氣流速度為5m/s時，空氣中氧氣水平即滿足條件。所述考慮到板坯初含水率較高，為防止含水率梯度導致嚴重的內應力造成產品分層，采用多段降壓方式，設定熱壓壓力4MPa，熱壓溫度180°C，其中保壓時間不低于總時間2/3。圖2熱壓工藝曲線是一種典型的自生膠合熱壓曲線。所述弱酸處理指用草酸等弱質酸溶液，取量以不破壞纖維結構，而能夠去除多余的糖醛及酚類縮合物為標準，處理后可以明顯改善表面形態和膠合性能。所述后處理包括鋸邊、陳放等。本發明有益效果: 本發明闡述的生物酶協同效應下，竹刨花制備自生膠合刨花板工藝，其采用酶A和酶B處理竹刨花過程是一種溫和反應，減少了對竹纖維的損傷，進而解決了自生膠合對纖維結果破壞大導致強度急劇下降的問題。其采用酶A和酶B協同處理，利用了兩種酶制劑的作用環境控制反應進程，解決了僅依靠調節熱壓工藝導致的產品變異性大的問題。其采用酶A和酶B協同處理，發揮協同效應優勢，解決了單一酶制劑在促進膠合成分轉化方面的局限性。所述方法制造的主材自生膠合刨花板，其性能能夠達GB/T4897-2003《刨花板》中一般要求和干燥環境下非結構材料要求，甲醛釋放量遠低于3mg/100g。后期表面處理提高了表面性能，增加表面活性。
具體實施方式
:篩選4-16目含水率約8%的竹刨花，定量，置于烘箱中在50_60°C條件下預熱5min。按1: 3質量比(刨花:溶液)配制0.2mol/lA酶溶液，pH值約為9，體系溫度60-700C，加入A酶液，采用噴霧施膠方法處理竹刨花。采用7 8MPa冷壓A酶液處理過的刨花，板坯打碎，預熱。按1: 3質量比(刨花:溶液)配制0.2mol/l B酶溶液調節緩沖溶液PH = 3 4，體系溫度保持60-70°C，攪拌處理。干燥至含水率35%。采用多段熱壓曲線熱壓，其中熱壓溫度180°C，熱壓壓力4MPa。取A酶用量約500U/g，緩沖溶液pH值為9，處理時間45min ；B酶用量約30U/g，緩沖溶液PH值為4，處理時間60min，制備自生膠合刨花板，物理力學性能及變化平均值為:內結合強度0.36MPa (變異系數14.1% )，靜曲強度26.56MPa (變異系數12.4% )，彈性模量3641MPa (變異系數11.3%)，吸水膨脹率厚度10.84% (變異系數19 % )，密度0.99g.cm_3(變異系數7.24% )，含水率0.1% (變異系數13.9%)。物理力學性能變異保持在5-20%范圍內，較為穩定，密度變異很小，各方面平均指標也均接近或達到GB/T4897-2003《刨花板》中一般要求和干燥 環境下非結構材料要求。
權利要求
1.基于生物酶協同預處理技術制備自生膠合刨花板技術，它包括自生膠合刨花板制備過程中的預處理、施加酶制劑和熱壓過程，其特征在于:它還包括酶制劑A和酶制劑B以及輔劑的配制和保存。
2.根據權利要求1所述酶制劑A和酶制劑B以及輔劑配置和保存，其特征在于:通過控制緩存溶液PH值作為唯一變量，實現對酶制劑活性的控制。
3.根據權利要求1所述自生膠合刨花板制備預處理過程，其特征在于:酶制劑A和酶制劑B分別與底物按特定比例均勻混合，該比值具有相對確定性。
4.根據權利要求1和3所述自生膠合刨花板制備預處理過程，其特征在于:酶制劑A和酶制劑B采用順序加入方式，酶制劑A和酶制劑B用量、處理時間和溫度與刨花質量具有相對確定的正相關關系。
5.根據權利要求1所述施加酶制劑過程，其特征在于:采用轉動體系下噴霧法，施加酶制劑。
6.根據權利要求1所述熱 壓過程，其特征在于:采用多段熱壓，分段降壓方法和高溫延時熱壓參數。
全文摘要
本發明涉及一種生物酶預處理替代施加膠黏劑實現刨花自生膠合的方法。包括材料協同預處理條件控制，生物酶施加技術以及成型條件控制。刨花的物理形態和化學組分有利于兩種以上生物酶制劑發揮協同效應，實現刨花界面的自身降解與接枝重聚。為控制降解程度和重聚后刨花界面穩定性，根據生物酶制劑對pH環境的敏感性，采用pH調控為主的控制措施，控制反應進程。采用酶制劑A和B處理竹刨花過程是一種溫和反應，對纖維的損傷小，進而解決了自身降解對纖維破壞大導致強度急劇下降問題。酶制劑A和B協同作用下，刨花制品的吸水性能改善顯著，各方面指標均達到GB/T4897-2003《刨花板》中一般要求和干燥環境下非結構材料要求。
文檔編號B27N1/00GK103240785SQ20121003101
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月13日 優先權日2012年2月13日
發明者張雙保, 王永波, 張謙 申請人:張雙保, 王永波, 張謙