玉米秸杆颗粒板和其制造方法

摘要

本发明属于农作物秸杆人造板范畴。一种玉米秸杆颗粒板，包含玉米秸杆碎料和异氰酸酯胶粘剂，其特征在于：该玉米秸杆碎料为去除髓芯的玉米秸杆表皮的颗粒，其颗粒组成的重量百分比为：(见右下表格)该异氰酸酯胶粘剂的含量是玉米秸杆碎料重量的3.2～3.7%。该玉米秸杆颗粒板的制造方法是将玉米秸杆剥皮去髓，将剥下的玉米秸杆表皮依次进行切断、粉碎、筛选、拌胶、铺装、预压、在170℃～175℃温度下热压、切边工序。本发明解决提高玉米秸杆碎粒板本身强度、简化施胶、拌胶工艺过程以及提高热压温度缩短热压时间的技术问题。

权利要求

1、一种玉米秸秆颗粒板，包含玉米秸秆碎料和异氰酸酯胶粘剂，其特征 在于：该玉米秸秆碎料为去除髓芯的玉米秸秆表皮的颗粒，其颗粒组成的重量 百分比为  粒径(mm)   6～4.75   4.75～2.26   2.26～1.63   1.63～1.41   1.41～1.096   1.096～0.56   0.56～0.216   ＜0.216   重量百分比(％)   1.00～1.50   6.90～7.30   11.00～11.50   8.20～8.70   6.75～7.15   29.80～30.50   25.00～25.40   9.40～10.40该异氰酸酯胶粘剂的含量是玉米秸秆碎料重量的3.2～3.7％。

2、一种如权利要求1所述的玉米秸秆颗粒板的制造方法，包含对玉米秸 秆的切断、粉碎、筛选、拌胶、铺装、预压、热压、切边工序，其特征在于： 在对摘穗去叶的玉米秸秆切断之前，先用剥皮机对玉米秸秆进行皮髓分离，去 除分离后的髓芯，将分离后的外皮依次进行切断、粉碎、筛选、拌胶、铺装、 预压、热压、切边的后继工序；该拌胶工序是对粉碎筛选后的碎料统一施以碎 料重量的3.2～3.7％的异氰酸酯胶粘剂进行均匀搅拌；该热压工序的热压温度为 170℃～175℃。

说明书

技术领域：

本发明属于农作物秸杆人造板范围，特别是关于一种使用玉米秸杆作 原料的人造板和其制造方法。

背景技术：

我国在上世纪八十年代起就开始了以农作物的秸杆，如麦、稻、油菜、 玉米、亚麻、甘蔗、葵花等的秸杆来代替木材制造人造板的探索研究，在 《林产工业》刊物上曾有不少的相关报导，但到目前为止仅有麦、稻等少 数农作物秸杆进入了制造人造碎粒板的行业，其余大部分农作物秸杆未能 在人造板行业中显露峥嵘，其中玉米秸杆颗料板就是一例，相继在吉林、 陕西、内蒙古、黑龙江建立的一些玉米秸杆板厂都未能坚持下来，其原由 在于这些企业沿用的还是农作物全秸杆利用的老思路形成的，ZL87103594 号《一种用玉米秸杆制造板材的方法》即为一个很好的实例。玉米秸杆基 本上由外皮和髓芯两部分组成，外皮约占整个秸杆质量的70％左右，其强 度高，但其表皮层常角质化，分泌有脂肪性物质，形成光滑的表面，影响 胶液的湿润和胶合；髓芯约占秸杆质量的30％左右，在制板过程中易碎且 强度很低，而且热压中温度超过150℃时，将引起板色变黄，严重影响质量。 因此在全杆利用的条件下，将两种物理和机械性能差异较大的组分合在一 起，势必引起其制板工艺的复杂化。这从1991年1月出版的《林产工业》 刊物中，由李凯夫、陆仁书、李兰亭撰写的“玉米杆制板最佳工艺的研究” 一文和所介绍的工艺流程图(参见图1)即可得知，玉米杆切断后需风选， 再碎(即粉碎)后还得筛选，以去除粉尘状的细碎料；而且需针对表层料 和芯层料不同特性施以不同的粘胶量，分别进行搅拌；最好是进行分层桶 装；特别是热压过程中温度不宜超过150℃，即使是时间很短的高温，板表 面也将明显变色，影响外观质量，为此必须延长热压时间，降低产量。此 外，为保证板的强度指标，在风选时，去除部分轻质的髓芯。这一切均意 味着传统的玉米杆粉碎板质次价高，丧失了市场竞争力，最终不得不退出 市场。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种玉米秸秆颗粒板和其制造方法，解决提高 玉米秸秆颗粒板本身强度、简化施胶、拌胶工艺过程以及提高热压温度缩 短热压时间的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种玉米秸秆颗粒板，包含玉米秸秆碎料和异氰酸酯胶粘剂，其特征 在于：该玉米秸秆碎料为去除髓芯的玉米秸秆表皮的颗粒，其粒径小于6mm 颗粒组成的重量百分比为

  粒径(mm)   ＜6～4.75   ＜4.75～2.26   ＜2.26～1.63   ＜1.63～1.41  ＜1.41～1.096   ＜1.096～0.56   ＜0.56～0.216   ＜0.216   重量百分比(％)   1.00～1.50   6.90～7.30   11.00～11.50   8.20～8.70  6.75～7.15   29.80～30.50   25.00～25.40   9.40～10.40

该异氰酸酯胶粘剂的含量是玉米秸秆碎料重量的3.2～3.7％。

一种上述玉米秸秆颗粒板的制造方法，包含对玉米秸秆的切断、粉碎、 筛选、拌胶、铺装、预压、热压、切边工序，其特征在于：在对摘穗去叶 的玉米秸秆切断之前，先用剥皮机对玉米秸秆进行皮髓分离，去除分离后 的髓芯，将分离后的外皮依次进行切断、粉碎、筛选、拌胶、铺装、预压、 热压、切边的后继工序；该拌胶工序是对粉碎筛选后的碎料统一施以碎料 重量的3.2～3.7％的异氰酸酯胶粘剂进行均匀搅拌；该热压工序的热压温度 为170℃～175℃。

本发明的有益效果首先是简化了用玉米秸秆制作了颗粒板的工艺过 程，由于玉米秸秆除去强度低而易碎的髓芯后，剩下的表皮具有单一的物 理和机械性能，无需分别施胶、分层拌胶和分层铺装，因此可以方便地采 用现有制板工艺中统一施胶拌胶和铺装的一般装备，既便于生产管理，又 减少专用设备的投资，特别去除髓芯后，可以提高热压的温度，而不会使 产品的色质变黄，不仅缩短热压时间，提高生产率，而且保证了产品的外 观质量。

此外，使用异氰酸酯胶粘剂，既使成品无甲醛有毒气体的释放问题， 又以适当提高其用量(一般农作物秸杆制作的板材用量为2.5％～3％左右) 巧妙地解决了玉米外皮最外光滑的角质层与胶粘剂结合力低的难题。

本发明的有益效果还体现在对玉米秸秆充分利用、各尽所能，为玉米 秸秆深层次的利用开发创造了条件。玉米秸杆的基本组织(即髓芯)是由 薄壁细胞组成，它易碎强度低，不适宜制板要求，但它是玉米生长中贮存 养料的部分，富含淀粉、低聚糖、果胶、脂肪等物质，是制饲料的上好原 料，也可利用产生沼气，提供清洁能源，或制造酒精。这样虽然制板只利 用玉米秸秆中占70％左右重量的表皮层，但其余30％的髓芯可开发为其它 有用产品，可以降低制板的原材料费用。

附图说明：

图1是现有玉米秸杆制碎粒板的工艺流程图。

图2是本发明的工艺流程图。

具体实施方式：

请参阅图2所示，本发明是将摘穗除叶后的玉米秸杆用剥皮机进行皮 髓分离，分离后的髓芯另作别用，而分离后的表皮层则作为制板原料进行 切断，通常按20cm长短切割。经切割后的玉米秸秆表皮层随接用粉碎机进 行粉碎成碎料，粉碎机的筛眼为6mm大小，碎料的组成在下述范围：

  粒径(mm)   ＜6～4.75   ＜4.75～2.26   ＜2.26～1.63   ＜1.63～1.41   ＜1.41～1.096   ＜1.096～0.56   ＜0.56～0.216   ＜0.216   重量百分比(％)   1.00～1.50   6.90～7.30   11.00～11.50   8.20～8.70   6.75～7.15   29.80～30.50   25.00～25.40   9.40～10.40

然后对玉米秸秆碎粒施以碎粒重量的3.2～3.7％的异氰酸酯胶粘剂并搅 拌均匀，将均匀拌胶后的玉米秸秆碎粒按设定的板密度、板厚计算的料量 均匀的铺装在模板上，用预压机进行预压成毛坯料，再将毛坯料连同模板 一起进入热压机在170℃～175℃的温度下热压至所需的板厚，再经冷却后 切边即成为合格的成品板材。

从上述可见，本发明改变了现有的将全玉米秸杆粉碎的碎粒来制板的 方法，而是使用了仅占玉米秸杆容积30％左右的表皮作为原料来制造碎粒 板，由于材料的物理结构和机械性能一致，因此大为简化了现有玉米秸秆 颗粒板的制作工艺和过程，而且板的机械强度和物理性能等各项均达到或 超过了由木质纤维制造的人造板-刨花板国家标准GB/T4897-2003规定的数 值要求。