專利名稱：一種無醛人造板的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種無醛人造板的生產方法，屬于木材加工技術領域。
背景技術：
近年來，受木材資源日益緊張的影響，我國林業工業的發展受到一定制約。發展木材高效綜合利用，充分利用采伐剩余物、加工剩余物和低劣木材，是解決木質原料供需矛盾的有效措施。目前，我國人造板生產中應用最廣泛的是甲醛系列膠粘劑。然而，使用甲醛系列膠粘劑膠接的木制品，在生產與使用過程中不可避免地釋放出甲醛等有害氣體，污染環境并危害人體健康。最近以淀粉、木質素、單寧等天然可再生物質生產木材膠粘劑的研究取得一定進展。但是目前這些環保型膠粘劑在人造板生產中的應用并不多，這主要是由目前人造板的生產工藝決定的。現有的人造板生產技術為了方便施膠和減少干燥時間，要求膠粘劑固形物含量高、黏度低并保證粘結強度，導致單獨使用這些環保型膠粘劑受性能或成本的影響，無法完全替代甲醛類膠粘劑并應用于人造板的生產。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種無醛人造板的生產方法，以解決目前人造板制造行業中存在的甲醛釋放危害環境和人體健康的問題。為解決上述技術問題，本發明技術方案為采用生物酶制劑對人造板生產所用木質原料進行處理，將處理后的木質原料與環保型膠粘劑按照一定比例混合、拌勻并制成板胚，將所制板胚放入熱壓機采用兩段式熱壓法進行熱壓，冷卻后即得所制人造板。具體步驟如下木質原料與浸泡液的質量比I : 4-1 30，調節pH至3-6，生物酶添加量10-80U/g木質原料，處理溫度30-60°C，處理時間l_3h，處理后的木質原料經過濾后于60-100°C條件下干燥l_6h得到木質原料預處理物。將無醛環保膠粘劑與木質原料預處理物按1:4-1: 20的比例充分混合，制成板胚后放入預先升溫至140°C-190°C的熱壓機加熱臺，先在6MPa_9MPa下保溫2min-5min,再提高壓力至10MPa_14MPa下保溫2min_5min。所用生物酶制劑可以是漆酶或漆酶-介質體系、纖維素酶或纖維素-介質體系、木質素過氧化物酶或木質素過氧化物酶-介質體系、錳過氧化物酶或錳過氧化物酶介質體系以及其他白腐真菌降解酶或白腐真菌降解酶-介質體系。所用無醛膠粘劑可以是淀粉基膠粘劑、木質素基膠粘劑、單寧基膠粘劑、蛋白基膠粘劑及其他無醛膠粘劑。本發明所用木質原料主要由纖維素、半纖維素、木質素三種物質組成，其中纖維素和半纖維素構成了木質原料的基本骨架，而木質素則存在于纖維素、半纖維素之間和木質原料表面，以殼狀形態出現并對纖維素和半纖維素形成包裹。采用本發明提供的酶制劑對木質原料預處理方法，能夠催化木質原料中酚羥基進行單電子氧化還原反應，產生酚氧自由基和水，使木質原料表層殼狀木質素覆蓋層降解，有利于膠液的滲透，提高木質原料制品的內結合強度。采用本發明所述的環保型膠粘劑，能夠確保人造板在生產和使用過程中不釋放對人體和環境有害的游離甲醛，有利于人造板應用范圍的擴大和木材加工業的發展。采用本發明提供的兩段式熱壓法，能夠使板胚在熱壓的第一階段保持較好的形態，避免因壓力過大而造成板胚坍塌，在保證人造板內部結構緊密的同時使尺寸達到預期目標。
具體實施例方式實施例I稱取刨花板生產用的楊木刨花50g置于2000mL燒杯中，加入IOOOg水形成刨花-水懸浮液。調節pH為4，以20U/g楊木刨花的加酶量向上述懸浮液中加入漆酶，將上述懸浮液置于50°C水浴中保溫2h，處理結束后濾除浸泡液，將木質原料于60°C條件下干燥3h。干燥后向所得刨花中添加7g淀粉膠粘劑，混合均勻后制成8cmX 8cm幅面的板胚，將板胚放入預先升溫至170°C的熱壓機中，在8MPa下保溫3min后提高壓力至12MPa,繼續保溫3min后冷卻取出即得所制刨花板(厚度為7mm)。根據GB/T 17657-1999中所述方法測定所得刨花板的內結合強度和吸水膨脹率，結果表明所制刨花板的內結合強度達到0. 42MPa超過刨花板性能國家標準中要求的0. 4MPa，吸水膨脹率為7. 2%達到刨花板性能國家標準中要求的不超過8%的要求。實施例2取生產膠合板所用的楊木單板(厚度Imm,幅面8cmX8cm)3片(質量36g),浸沒于IOOmL水中調節pH至5，以30U/g楊木單板的加酶量向上浸泡液中加入錳過氧化物酶，45°C保溫3h后取出，濾除浸泡液后將處理后的楊木單板于70°C烘箱中干燥3h。將干燥后的楊木單板表面涂上0. 5mm的淀粉膠粘劑(單面涂膠)，將三片單板疊放好之后放入預先升溫至150°C的熱壓機中，在6MPa下保溫2min后提高壓力至llMPa，繼續保溫3min后冷卻取出即得所制膠合板(厚度3mm)。參照GB/T 9846-2004中所述方法測定所得膠合板的表面膠合強度，結果顯示所制膠合板的表面膠合強度為0. 65MPa達到中密度板國家標準中要求的不低于0. 6MPa的要求。實施例3稱取楊木纖維80g，置于2000mL燒杯中并加入IOOOmL水，調節pH至3. 5，以40U/g纖維的加酶量向上述浸泡液中加入木質素過氧化物酶，50°C保溫2h后濾除浸泡液，將處理后的楊木纖維于80°C烘箱中干燥2. 5h。干燥后向所得刨花中添加9g蛋白膠粘劑，混合均勻后制成8cmX8cm幅面的板胚，將板胚放入預先升溫至160°C的熱壓機中，在8MPa下保溫3min后提高壓力至13MPa，繼續保溫4min后冷卻取出即得所制纖維板(厚度為7mm)。根據GB/T11718-1999中所述方法測定所得纖維板的內結合強度和吸水膨脹率，結果表明所制纖維板的內結合強度達到0. 62MPa超過刨花板性能國家標準中一等品要求的0. 6MPa，吸水膨脹率為13. 6%達到刨花板性能國家標準中要求的不超過15%的要求。
權利要求
1.一種無醛人造板的生產方法，其特征在于木質原料經生物酶處理后添加無醛膠粘劑進行兩段式熱壓生產，其制備工藝包括以下步驟將木質原料浸入水中，調節浸泡液PH，力口入酶制劑，控制浸泡液溫度，處理一段時間后取出干燥得到生物酶處理后的人造板生產預處理物；將上述人預處理物與無醛膠粘劑按照一定的質量比進行拌膠，隨后在熱壓機中采用兩段式熱壓法進行熱壓生產。
2.根據權利要求I所述的無醛人造板的生產方法，其特征在于控制木質原料與浸泡液的質量比為I : 4-1 30，pH調節至3-6，生物酶添加量10-80U/g木質原料，處理溫度30-60°C，處理時間l_3h，處理后的木質原料經過濾后于60-100°C條件下干燥l_6h得到木質原料預處理物；將無醛環保膠粘劑與木質原料預處理物按I : 4-1 20的質量比充分混合，制成板胚后放入預先升溫至140°C _190°C的熱壓機加熱臺，先在6MPa-9MPa下保溫 2min_5min,再提高壓力至 10MPa_14MPa 下保溫 2min_5min。
3.根據權利要求I所述的生物酶預處理木質原料的方法，其特征在所用生物酶制劑可以是漆酶或漆酶-介質體系、纖維素酶或纖維素-介質體系、木質素過氧化物酶或木質素過氧化物酶-介質體系、錳過氧化物酶或錳過氧化物酶介質體系以及其他白腐真菌降解酶或白腐真菌降解酶-介質體系。
4.根據權利要求I所述的人造板生產方法，其特征在于所用無醛膠粘劑可以是淀粉基膠粘劑、木質素基膠粘劑、單寧基膠粘劑、蛋白基膠粘劑及其他無醛膠粘劑。
5.根據權利要求I所述的人造板生產過程采用的兩段式熱壓生產，其特征在于板胚先在較低的壓力下熱壓一段時間，待膠粘劑部分固化后升高熱壓壓力，使板胚在較高的壓力下再熱壓一段時間。
6.根據權利要求I所述的處理方法，其特征是可以應用于刨花板、纖維板、膠合板、細木工板的生產。
全文摘要
一種無醛人造板的生產方法，屬于木材加工技術領域。本發明提供一種生物酶技術預處理木質原料結合環境友好型無醛膠粘劑生產人造板的方法。本發明涉及的人造板生產工藝包括采用生物酶技術對生產人造板所用的木質原料進行預處理，然后將處理后的木質原料采用無醛膠粘劑進行施膠，隨后采用兩段式熱壓法進行熱壓即得所制人造板。本發明的優點在于通過生物酶對木材的預處理，顯著提高了人造板的膠合強度，降低了對膠粘劑的使用要求，生產過程中不添加甲醛類膠粘劑，配以兩段式熱壓處理工藝，所制備的人造板在生產和使用過程中不釋放對人體和環境有害的游離甲醛，有利于人造板制造行業打破國外綠色壁壘，促進人造板制造行業的健康發展。
文檔編號B27K5/04GK102632535SQ20121010411
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者李兆豐, 洪雁, 王鵬, 程力, 顧正彪 申請人:江南大學