一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦基異型容器制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦基異型容器制造方法，包括以下工藝步驟：（1）原料的前期干燥處理；（2）蘆葦基異型容器基材的制備；（3）無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑的制備；（4）膠黏劑液體緩慢加入高速攪拌機(jī)攪拌；（5）制得異型容器毛坯；（6）打磨、整飾處理，得到異型容器成品。本發(fā)明的獨(dú)特之處就在于環(huán)境友好，物美價(jià)廉，變廢為寶、節(jié)約資源。用其制成的模壓產(chǎn)品既具有外觀可設(shè)計(jì)性好、透氣性極高、強(qiáng)度和降解周期可根據(jù)需要進(jìn)行控制的特點(diǎn)，同時(shí)無(wú)甲醛釋放、無(wú)廢水污染，綠色環(huán)保。
【專利說(shuō)明】
一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦基異型容器制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦模壓產(chǎn)品的制造方法，屬于化學(xué)工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]蘆葦是一種多年生水生草本植物，其典型生境是淡水或含鹽的沼澤、河邊或湖邊。我國(guó)蘆葦資源豐富，且分布集中，現(xiàn)有的工業(yè)利用以造紙和編織為主，開(kāi)發(fā)層次不高、利用方向單一，持續(xù)利用不夠，而且尚有大量的蘆葦資源被焚燒或廢棄，既造成資源浪費(fèi)，又污染環(huán)境。因此開(kāi)發(fā)蘆葦模壓容器產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，可以緩解木材供需矛盾、保護(hù)森林資源和生態(tài)環(huán)境，同時(shí)又帶動(dòng)蘆葦產(chǎn)區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。蘆葦?shù)睦w維素含量與木材相當(dāng)，但蘆葦莖表皮存在蠟質(zhì)層，表皮組織及葉部含硅量較高，嚴(yán)重影響用常規(guī)所用的木質(zhì)材料用“三醛”膠黏劑對(duì)蘆葦原料的膠合性能，即使通過(guò)適當(dāng)改性處理，強(qiáng)度能夠達(dá)到，但是由于甲醛釋放、產(chǎn)品不可降解等二次污染問(wèn)題而應(yīng)用受到限制；目前市面上所生產(chǎn)的模塑產(chǎn)品大多為紙漿模塑產(chǎn)品，均采用低濃度、低稠度的植物纖維混合漿經(jīng)過(guò)真空脫水，高溫高壓成型的植物纖維模塑物件生產(chǎn)工藝。該工藝存在廢水污染等問(wèn)題，因此本發(fā)明在用蘆葦制造異型容器時(shí)，選用生物質(zhì)無(wú)醛膠黏劑為其中的主要粘結(jié)料是解決甲醛問(wèn)題和其降解性的首要措施，同時(shí)采用干法成型可避免廢水污染問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出的是一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦基異型容器制造方法，其目的旨在針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明以沿海資源蘆葦為主要原料代表，使用生物質(zhì)無(wú)醛膠黏劑配以適當(dāng)?shù)墓袒瘎⑵渌鷦?，采用干法模壓成型工藝制成各種單元形態(tài)的綠色、環(huán)保、可降解的模壓制品，推進(jìn)蘆葦?shù)葹┩抠Y源的開(kāi)發(fā)與可持續(xù)利用。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦基異型容器制造方法，包括以下工藝步驟:
(1)原料的前期干燥處理:將蘆葦基生物質(zhì)原料干燥至含水率10%以下；
(2)蘆葦基異型容器基材的制備:將步驟(I)所得到的蘆葦基原料與占容器總重量1-10%的輔料加入高速攪拌機(jī)中攪拌均勻；
(3 )無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑的制備:將生物質(zhì)膠黏劑主劑粉與水按質(zhì)量比(50-80 ): 100混合并攪拌均勻，加入占膠黏劑總重量3-30%的固化劑、適量粘度調(diào)節(jié)劑和消泡劑混合攪拌均勻，制得無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑；
(4)將步驟(3)所得到的膠黏劑液體緩慢加入高速攪拌機(jī)中，其加入量為容器總重量的10?50%，開(kāi)啟升溫控制程序，控制高速攪拌溫度在50-80°C，混合均勻并適當(dāng)干燥，控制物料最終含水率在15-25%;
(5)將步驟(4)得到的物料，分別裝入預(yù)先表面涂覆脫膜劑的熱壓模機(jī)的模具中進(jìn)行多次模壓，制得異型容器毛坯； (6)將異型容器毛坯進(jìn)行打磨、整飾處理，得到異型容器成品。
[0005]以蘆葦?shù)妊睾┩恐参镔Y源為主體原料，施加無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑配以固化劑及相應(yīng)的助劑等，通過(guò)高速攪拌混合、注模、沖壓、整飾等干法成型工藝過(guò)程制成如花盆等異型容器產(chǎn)品，既可保證使用時(shí)“強(qiáng)度”的要求，又具有“可降解性”的系列產(chǎn)品。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):以蘆葦纖維、粉末、廢棄鋸末或廢棄粉塵等替代塑料、木材或其他植物纖維為原料，配以特制的生物質(zhì)膠黏劑，采用干法成型工藝制取花盆等異型容器模壓產(chǎn)品。其獨(dú)特之處就在于價(jià)廉物美，變廢為寶、節(jié)約資源，用其制成的模壓產(chǎn)品既具有外觀可設(shè)計(jì)性好、透氣性極高、可生物降解性好、強(qiáng)度和降解周期可根據(jù)需要進(jìn)行控制的特點(diǎn)，同時(shí)無(wú)甲醛釋放、無(wú)廢水污染，綠色環(huán)保。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明蘆葦粉/纖維基異型容器的制作工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦基異型容器制造方法，包括以下工藝步驟:
(1)原料的前期干燥處理:將蘆葦基生物質(zhì)原料干燥至含水率10%以下；
(2)蘆葦基異型容器基材的制備:將步驟(I)所得到的蘆葦基原料與占容器總重量1-10%的輔料加入高速攪拌機(jī)中攪拌均勻；
(3 )無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑的制備:將生物質(zhì)膠黏劑主劑粉與水按質(zhì)量比(50-80 ): 100混合并攪拌均勻，加入占膠黏劑總重量3-30%的固化劑、適量粘度調(diào)節(jié)劑和消泡劑混合攪拌均勻，制得無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑；
(4)將步驟(3)所得到的膠黏劑液體緩慢加入高速攪拌機(jī)中，其加入量為容器總重量的10?50%，開(kāi)啟升溫控制程序，控制高速攪拌溫度在50-80°C，混合均勻并適當(dāng)干燥，控制物料最終含水率在15-25%;
(5)將步驟(4)得到的物料，分別裝入預(yù)先表面涂覆脫膜劑的熱壓模機(jī)的模具中進(jìn)行多次模壓，制得異型容器毛坯；
(6)將異型容器毛坯進(jìn)行打磨、整飾處理，得到異型容器成品。
[0009]所述工藝步驟(I)中蘆葦基生物質(zhì)原料，是指蘆葦基纖維、粉末、鋸末和粉塵中的一種或二種以上配比任意混合而成;其中纖維是蘆葦桿灘涂植物按常規(guī)纖維板的制備工藝而制成的蘆葦纖維;粉末是蘆葦桿灘涂植物用粉碎機(jī)粉碎后篩選得到較均勻的植物粉末；鋸末是直接采用鋸切蘆葦基板材后的廢棄碎鋸末;粉塵是蘆葦基板材表面砂光粉等廢棄粉塵。
[0010]所述工藝步驟(2)中輔料是填料和顏料，其中填料是淀粉和豆粉，二者的質(zhì)量比為1:0-0.5，填料用量占整個(gè)輔料重量的50-100%;顏料是著色顏料，用量占輔料重量的0-50%。
[0011]所述工藝步驟(3)中生物質(zhì)膠黏劑主劑粉是酒糟基生物質(zhì)膠粉，固化劑為異氰酸酯(MDI)，消泡劑是硅油類消泡劑，粘度調(diào)節(jié)劑為水或乙醇。
[0012]所述工藝步驟(5)中的多次模壓是熱量熱壓模壓采用兩次放汽、三次模壓的工藝，其中一次模壓溫度110_160°C，模壓時(shí)間5-20s，壓力為8-15MPa; 二次模壓溫度110-160 °C，模壓時(shí)間5_25s，壓力為10-20MPa;三次模壓110-160°(:，模壓時(shí)間15-508，壓力為10-2010^。
[0013]實(shí)施例1
以蘆葦纖維為主要基質(zhì)原料，模壓制成本色蘆葦纖維基異型容器，容器的重量為I OOg，具體的制作工藝步驟分為:
1)將蘆葦纖維進(jìn)行干燥至含水率在5%;
2)稱取蘆葦纖維63g、淀粉5g加入高速攪拌機(jī)中攪拌均勻；
3)將生物質(zhì)膠黏劑30g加入2g的固化劑、消泡劑3-5滴等攪拌混合均勻，制得液體無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑；
4)將液體膠黏劑緩慢加入到混合料中進(jìn)行拌膠，開(kāi)啟升溫?cái)嚢杩刂瞥绦?，控制高速攪拌溫度?0-80°C，通過(guò)熱量傳遞與熱氣揮發(fā)，控制物料最終含水率在20%;
5)將拌過(guò)生物質(zhì)膠的物料，倒入預(yù)先表面涂覆脫膜劑的熱壓模機(jī)的模具中進(jìn)行模壓，設(shè)定模壓機(jī)上模溫度130°C，下模溫度140°C，采用兩次放汽程序，一次模壓時(shí)間15s，壓力為14MPa; 二次模壓模壓時(shí)間15s，壓力為14MPa;三次模壓時(shí)間25s，壓力為15MPa，由此制得容器毛坯；
6)將異型容器毛坯取出，進(jìn)行打磨整飾處理，得到本色蘆葦纖維基異型容器成品。
[0014]實(shí)施例2
以蘆葦鋸末粉為主要基質(zhì)原料，模壓制成本色蘆葦鋸末基異型容器，容器的總重量為I OOg，具體的制作工藝步驟分為:
1)將蘆葦纖維進(jìn)行干燥至含水率在5%;
2)稱取蘆葦纖維68g、淀粉3g、豆粉2g加入高速攪拌機(jī)中攪拌均勻；
3)將生物質(zhì)膠黏劑25g加入2g的固化劑、消泡劑3-5滴等攪拌混合均勻制得液體無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑；
4)將液體膠黏劑緩慢加入到混合料中進(jìn)行拌膠，開(kāi)啟升溫?cái)嚢杩刂瞥绦颍刂茢嚢铚囟仍?0-80°C，通過(guò)熱量傳遞與熱氣揮發(fā)，控制物料最終含水率在20%;
5)將拌過(guò)生物質(zhì)膠的物料，倒入預(yù)先表面涂覆脫膜劑的熱壓模機(jī)的模具中進(jìn)行模壓，設(shè)定模壓機(jī)上模溫度140°C，下模溫度150°C，采用兩次放汽程序，一次模壓時(shí)間10s，壓力為14MPa;二次模壓模壓時(shí)間10s，壓力為14MPa;三次模壓時(shí)間30s，壓力為15MPa，由此制得容器毛坯；
6)將異型容器毛坯取出，進(jìn)行打磨整飾處理，得到本色蘆葦纖維基異型容器成品。
[0015]實(shí)施例3
以蘆葦粉末為主要基質(zhì)原料，模壓制成彩色蘆葦粉末基異型容器，容器的總重量為I OOg，具體的制作工藝步驟分為:
1)將蘆葦纖維進(jìn)行干燥至含水率在5%;
2)稱取蘆葦纖維67g、淀粉3g、著色顏料3g加入高速攪拌機(jī)中攪拌均勻；
3)將生物質(zhì)膠黏劑25g加入2g的固化劑、消泡劑3-5滴等攪拌混合均勻，制得液體無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑；
4)將液體膠黏劑緩慢加入到混合料中進(jìn)行拌膠，開(kāi)啟升溫?cái)嚢杩刂瞥绦?，控制攪拌溫度?0-80°C，通過(guò)熱量傳遞與熱氣揮發(fā)，控制物料最終含水率在20%;
5)將拌過(guò)生物質(zhì)膠的物料，倒入預(yù)先表面涂覆脫膜劑的熱壓模機(jī)的模具中進(jìn)行模壓，設(shè)定模壓機(jī)上模溫度140°C，下模溫度150°C，采用兩次放汽程序，一次模壓時(shí)間10s，壓力為14MPa;二次模壓模壓時(shí)間10s，壓力為14MPa;三次模壓時(shí)間30s，壓力為15MPa，由此制得容器毛坯；
6)將異型容器毛坯取出，進(jìn)行打磨整飾處理，得到彩色蘆葦纖維基異型容器成品。
[0016]分別對(duì)兩種膠黏劑(豆綠色花盆用膠為MUF，而本色花盆用膠為生物質(zhì)膠黏劑)制作的蘆葦粉異型容器進(jìn)行老化處理，經(jīng)累計(jì)40小時(shí)氙燈照射后，本色外觀形態(tài)變化較大，主要體現(xiàn)在發(fā)霉現(xiàn)象嚴(yán)重，且表面粗糙，而同樣情況下的用MUF膠的花盆外觀基本不變，由此可見(jiàn)，采用無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑的花盆具有可光-生物降解性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦基異型容器制造方法，其特征包括以下工藝步驟: (1)原料的前期干燥處理:將蘆葦基生物質(zhì)原料干燥至含水率10%以下； (2)蘆葦基異型容器基材的制備:將步驟(I)所得到的蘆葦基原料與占容器總重量1-10%的輔料加入高速攪拌機(jī)中攪拌均勻； (3)無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑的制備:將生物質(zhì)膠黏劑主劑粉與水按質(zhì)量比(50-80): 100混合并攪拌均勻，加入占膠黏劑總重量3-30%的固化劑、適量粘度調(diào)節(jié)劑和消泡劑混合攪拌均勻，制得無(wú)醛生物質(zhì)膠黏劑； (4)將步驟(3)所得到的膠黏劑液體緩慢加入高速攪拌機(jī)中，其加入量為容器總重量的10?50%，開(kāi)啟升溫控制程序，控制高速攪拌溫度在50-80°C，混合均勻并適當(dāng)干燥，控制物料最終含水率在15-25%; (5)將步驟(4)得到的物料，分別裝入預(yù)先表面涂覆脫膜劑的熱壓模機(jī)的模具中進(jìn)行多次模壓，制得異型容器毛坯； (6)將異型容器毛坯進(jìn)行打磨、整飾處理，得到異型容器成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦異型容器制造方法，其特征是所述的工藝步驟(I)中蘆葦基生物質(zhì)原料，是指蘆葦基纖維、粉末、鋸末和粉塵。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦異型容器制造方法，其特征是所述的工藝步驟(2)中輔料是填料和顏料，其中填料是淀粉和豆粉，二者的質(zhì)量比為1:0_0.5，填料用量占整個(gè)輔料重量的50-100%;顏料是著色顏料，用量占輔料重量的0-50%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦異型容器制造方法，其特征是所述的工藝步驟(3)中生物質(zhì)膠黏劑主劑粉是酒糟基生物質(zhì)膠粉，固化劑為異氰酸酯(MDI),消泡劑是硅油類消泡劑，粘度調(diào)節(jié)劑為水或乙醇。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于生物質(zhì)膠黏劑的蘆葦異型容器制造方法，其特征是所述的工藝步驟(5)中的多次模壓是熱量熱壓模壓采用兩次放汽、三次模壓的工藝，其中一次模壓溫度110-1600C，模壓時(shí)間5-20s，壓力為8_15MPa； 二次模壓溫度110-160°C，模壓時(shí)間5-25s，壓力為10-20MPa;三次模壓110-160°(:，模壓時(shí)間15-508，壓力為10-2010^。
【文檔編號(hào)】B27N1/02GK106042139SQ201610466316
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】黃潤(rùn)洲, 連海蘭, 封國(guó)兵, 張睿, 鄧峻騫, 孫香, 潘明珠, 頡盼盼, 梁星宇, 徐信武, 梅長(zhǎng)彤, 周定國(guó)
【申請(qǐng)人】南京林業(yè)大學(xué), 大豐市蘇港包裝材料有限公司