一种无甲醛高强度棉秆颗粒板及其制造方法与流程

1.本发明涉及人造板材技术领域，尤其涉及一种无甲醛高强度棉秆颗粒板及其制造方法。


背景技术：

2.颗粒板是将各种枝芽、小径木、速生木来材、木屑等切削成一定规格的碎片，经过干燥，拌以胶料，硬化剂、防水剂等，在设定的温度和压力下压制成的一种高强度环保人造板，广泛应用于建材行业，可用来制作各类家具、门板墙板、装饰板、地板及包装材料。
3.目前，市场上存在的颗粒板的制作材料主要来源于木材，需要占用大量的森林资源。而棉秆作为农作物的废弃物，是一种宝贵的可再生资源，长期以来，大部分棉秆被弃置或焚烧，没有得到合理的开发利用，造成资源的巨大浪费。同时现有的木质颗粒板普遍使用含有甲醛的胶粘剂，不利于人体健康。


技术实现要素：

4.鉴于现有存在的上述不足，本发明提供一种无甲醛高强度棉秆颗粒板及其制造方法，以棉秆为原料，制得的棉秆颗粒板强度高，应用范围广，既可以代替木材，有利于保护环境和自然资源，又采用无甲醛的胶粘剂，做到安全无毒害，有利于人体健康。
5.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
6.一种无甲醛高强度棉秆颗粒板的制造方法，包括如下步骤：将棉秆原料粉碎至不同大小的片状颗粒，控制所述片状颗粒的含水率至预设值；在所述片状颗粒中分别喷入不含甲醛的胶粘剂，搅拌均匀；将喷胶后的片状颗粒铺装成原料板坯；将所述原料板坯预压、热压后制成无甲醛高强度棉秆颗粒板。
7.依照本发明的一个方面，所述二苯基甲烷二异氰酸酯用量为所述片状颗粒干重的3.2％-4.8％。
8.依照本发明的一个方面，所述无甲醛的胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。
9.依照本发明的一个方面，所述不同大小的片状颗粒包括0.5-1.5mm的片状颗粒和1.5-5.3mm的片状颗粒，将喷胶后的片状颗粒铺装成原料板坯包括按照上细中粗下细的多层截面结构，所述上细中粗下细的多层截面结构优选为按重量比为1:2:1的比例分配所述0.5-1.5mm的片状颗粒和1.5—5.3mm的片状颗粒。
10.依照本发明的一个方面，所述预压包括以线压力180-220kg/cm预压原料板坯，所述热压包括在热压温度为180-210℃条件下，按时间段施加2.5-4.2mpa的压力热压原料板坯。
11.依照本发明的一个方面，所述线压力优选为200kg/cm，所述热压温度优选为200℃。
12.依照本发明的一个方面，所述不同大小的片状颗粒长度在0.5-5.3mm之间，厚度小于0.5mm。
13.依照本发明的一个方面，所述预设值为11％—13％。
14.依照本发明的一个方面，所述粉碎之前包括破包、撕碎、残铃分离与去除，所述撕碎包括将棉秆撕成长度为80-140毫米之间的段状。
15.本发明实施的优点：本发明提供了一种以棉秆为原料，经过粉碎以上述相应形态进行喷胶、铺装、预压、热压等制成具有广泛用途的棉秆颗粒板，制得的棉秆颗粒板的强度高，产品环保、性能优异，经济效益高，具有实际应用价值。以棉秆为原料，既可以替代木材，有利于保护环境和自然资源，又能将废弃物变成高效产品，增加农民的经济收入。采用不含甲醛的二苯基甲烷二异氰酸酯作为胶粘剂，实现了成品板材的零甲醛，做到安全无毒害，有利于人体健康。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明所述的一种无甲醛高强度棉秆颗粒板的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.如图1所示，一种无甲醛高强度棉秆颗粒板的制造方法，包括如下步骤：将棉秆原料粉碎至不同大小的片状颗粒，控制所述片状颗粒的含水率至预设值；在所述片状颗粒中分别喷入无甲醛的胶粘剂，所述无甲醛的胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀；将喷胶后的片状颗粒铺装成原料板坯；将所述原料板坯预压、热压后制成无甲醛高强度棉秆颗粒板。
20.实际应用中，可通过智能喷胶装置进行喷胶，并根据相应的重量控制喷胶量，具体的，胶粘剂用量为所述片状颗粒干重的3.2％-4.8％，通过所述施胶量的合理控制，对板材物理性能以及成品板材的经济效益起决定性作用。同时通过雾化喷头以小于4.8微米的微粒喷入搅拌机内进行充分搅拌实现智能控制。采用雾化喷胶，结合喷胶的雾化强度控制,施胶均匀,增加了胶滴与片状颗粒原料表面接触面积,可改善颗粒板的物理力学性能，使颗粒板的质量得到可靠的保证。所述智能喷胶装置可采用软件控制，如上海康拜系统控制软件(v1.0)，著作权登记号：2019sr0861188。
21.实际应用中，原料颗粒形态与板材表面质量紧密相关，因此，所述不同大小的片状颗粒优选长度大于0.5mm，小于5.3mm，厚度小于0.5mm，同时控制所述片状颗粒的含水率在11％-13％之间。
22.采用二苯基甲烷二异氰酸酯，不仅零甲醛添加，而且由于二苯基甲烷二异氰酸酯具有很强的极性和活泼性，能与棉秆中的纤维素和水分发生反应，因此用其制得的棉秆颗
粒板强度高，这样制得的棉秆颗粒板也不存在释放甲醛危害人体健康的问题。将喷胶后的片状颗粒按照上细中粗下细的多层截面结构铺装，所述上细中粗下细的多层截面结构优选为按重量比为1:2:1的比例分配大小0.5-1.5mm的片状颗粒和大小1.5-5.3mm的片状颗粒。再以线压力180-220kg/cm预压原料板坯，所述热压包括在热压温度为180-210℃下，按时间段施加2.5-4.2mpa的压力热压原料板坯。热压温度和压力的合理控制有利于二苯基甲烷二异氰酸酯胶粘剂与棉杆颗粒原料充分反应，优选的，所述线压力为200kg/cm，热压温度为200℃，其中线压力、热压温度均通过软件控制。通过将棉秆原料进行粗、细粉碎至适宜的细度，充分增加了棉秆颗粒与胶粘剂的接合面积，同时通过智能喷胶装置进行喷胶，减少了胶粘剂用量，极大地降低了产品的制造成本。再通过优化的铺装、预压、热压工艺，制得了无甲醛的高强度棉秆颗粒板。
23.实际应用中，所述粉碎之前包括破包、撕碎、残铃分离与去除，所述撕碎包括将棉秆撕成长度为80-140毫米之间的段状，经各环节处理后以一定的原料形态与板坯结构，通过软件控制施胶量和温度压力变化曲线，完成成品板材的制作。
24.本技术还包括一种无甲醛高强度棉秆颗粒板，其为按照所述制造方法制成的无甲醛高强度棉秆颗粒板。
25.以下为具体实施例。
26.实施例1
27.一种无甲醛高强度棉秆颗粒板的制造方法，包括下列步骤：
28.s1.破包：将整捆棉秆捆包通过破包装置进行破包，呈散状输入切段设备；
29.s2.撕碎：将棉秆撕成段状，长度在80-140毫米之间；
30.s3.残铃分离与去除：通过成套分离设备将棉秆中残留的棉铃、棉絮与其它杂质分离并去除，所述成套分离设备可选择多级气流振动筛选分离器；
31.s4.先期粉碎：经先期锤片式粉碎机粉碎后，棉秆原料的基本形态为片状颗粒，长度大于0.5mm，小于5.3mm,厚度小于0.5mm；
32.s5.祛湿烘干：检测原料实际含水率，当含水率大于13％，进入热流烘干机进行祛湿烘干；低于13％则可以通过旁路输送跳过该环节；
33.s6.细粉碎：将棉秆原料按重量比为1:1一分为二，一部分直接投入生产线粗原料仓，另一部分则投入到带精细筛网的细粉碎设备，生成直径不大于0.5mm的细小颗粒并投入生产线细原料仓；
34.s7.施胶：粗、细棉秆原料仓的原料分别进入制备设备，以直径小于4.8微米的颗粒状喷洒不含甲醛的二苯基甲烷二异氰酸酯胶粘剂，胶粘剂用量为所述片状颗粒或细小颗粒干重的3.0％，并实施搅拌；
35.s8.原料板坯铺设：按照上细中粗下细的多层结构将喷胶、搅拌后的颗粒铺装成原料板坯，所述上细中粗下细的多层结构优选为按重量比为1:2:1的比例分配细小颗粒、片状颗粒；
36.s9.夯实：以线压力200kg/cm预压设备将原料板坯压制夯实；
37.s10.热压：将原料板坯送入热压设备，在温度为180-210℃条件下，按时间段施加2.5-4.2mpa的压力热压原料板坯，制成毛板；
38.s11.锯边：将热压后的毛板锯边后制成无甲醛高强度棉秆颗粒板。
39.实施例2
40.一种无甲醛高强度棉秆颗粒板的制造方法，包括下列步骤：
41.s1.破包：将整捆棉秆捆包通过破包装置进行破包，呈散状输入切段设备；
42.s2.撕碎：将棉秆撕成段状，长度在80-140毫米之间；
43.s3.残铃分离与去除：通过成套分离设备将棉秆中残留的棉铃、棉絮与其它杂质分离并去除，所述成套分离设备可选择多级气流振动筛选分离器；
44.s4.先期粉碎：经先期锤片式粉碎机粉碎后，棉秆原料的基本形态为片状颗粒，长度小于5.3mm,厚度小于0.5mm；
45.s5.祛湿烘干：检测原料实际含水率，当含水率大于13％，进入热流烘干机进行祛湿烘干；低于13％则可以通过旁路输送跳过该环节；
46.s6.细粉碎：将棉秆原料按重量比为1:1一分为二，一部分直接投入生产线粗原料仓，另一部分则投入到带精细筛网的细粉碎设备，生成直径不大于0.5mm的细小颗粒并投入生产线细原料仓；
47.s7.施胶：粗、细棉秆原料仓的原料分别进入制备设备，以直径小于4.8微米的颗粒状喷洒不含甲醛的二苯基甲烷二异氰酸酯胶粘剂，胶粘剂用量为所述片状颗粒或细小颗粒干重的3.2％，并实施搅拌；
48.s8.原料板坯铺设：按照上细中粗下细的多层结构将喷胶、搅拌后的颗粒铺装成原料板坯，所述上细中粗下细的多层结构优选为按重量比为1:2:1的比例分配细小颗粒、片状颗粒；
49.s9.夯实：以线压力200kg/cm预压设备将原料板坯压制夯实；
50.s10.热压：将原料板坯送入热压设备，在温度为180-210℃条件下，按时间段施加2.5-4.2mpa的压力热压原料板坯，制成毛板；
51.s11.锯边：将热压后的毛板锯边后制成无甲醛高强度棉秆颗粒板。
52.实施例3
53.一种无甲醛高强度棉秆颗粒板的制造方法，包括下列步骤：
54.s1.破包：将整捆棉秆捆包通过破包装置进行破包，呈散状输入切段设备；
55.s2.撕碎：将棉秆撕成段状，长度在80-140毫米之间；
56.s3.残铃分离与去除：通过成套分离设备将棉秆中残留的棉铃、棉絮与其它杂质分离并去除，所述成套分离设备可选择多级气流振动筛选分离器；
57.s4.先期粉碎：经先期锤片式粉碎机粉碎后，棉秆原料的基本形态为片状颗粒，长度小于5.3mm,厚度小于0.5mm；
58.s5.祛湿烘干：检测原料实际含水率，当含水率大于13％，进入热流烘干机进行祛湿烘干；低于13％则可以通过旁路输送跳过该环节；
59.s6.细粉碎：将棉秆原料按重量比为1:1一分为二，一部分直接投入生产线粗原料仓，另一部分则投入到带精细筛网的细粉碎设备，生成直径不大于0.5mm的细小颗粒并投入生产线细原料仓；
60.s7.施胶：粗、细棉秆原料仓的原料分别进入制备设备，以直径小于4.8微米的颗粒状喷洒不含甲醛的二苯基甲烷二异氰酸酯胶粘剂，胶粘剂用量为所述片状颗粒或细小颗粒干重的3.8％，并实施搅拌；
61.s8.原料板坯铺设：按照上细中粗下细的多层结构将喷胶、搅拌后的颗粒铺装成原料板坯，所述上细中粗下细的多层结构优选为按重量比为1:2:1的比例分配细小颗粒、片状颗粒；
62.s9.夯实：以线压力200kg/cm预压设备将原料板坯压制夯实；
63.s10.热压：将原料板坯送入热压设备，在温度为180-210℃条件下，按时间段施加2.5-4.2mpa的压力热压原料板坯，制成毛板；
64.s11.锯边：将热压后的毛板锯边后制成无甲醛高强度棉秆颗粒板。
65.实施例4
66.一种无甲醛高强度棉秆颗粒板的制造方法，包括下列步骤：
67.s1.破包：将整捆棉秆捆包通过破包装置进行破包，呈散状输入撕碎设备；
68.s2.撕碎：将棉秆撕成段状，长度在80-140毫米之间；
69.s3.残铃分离与去除：通过成套分离设备将棉秆中残留的棉铃、棉絮与其它杂质分离并去除，所述成套分离设备可选择多级气流振动筛选分离器；
70.s4.先期粉碎：经先期锤片式粉碎机粉碎后，棉秆原料的基本形态为片状颗粒，长度小于5mm,厚度小于0.35mm；
71.s5.祛湿烘干：检测原料实际含水率，当含水率大于13％，进入热流烘干机进行祛湿烘干；低于13％则可以通过旁路输送跳过该环节；
72.s6.细粉碎：将棉秆原料按重量比为1:1一分为二，一部分直接投入生产线粗原料仓，另一部分则投入到带精细筛网的细粉碎设备，生成直径不大于0.4mm的细小颗粒并投入生产线细原料仓；
73.s7.施胶：粗、细棉秆原料仓的原料分别进入制备设备，以直径小于4.8微米的颗粒状喷洒不含甲醛的二苯基甲烷二异氰酸酯胶粘剂，胶粘剂用量为所述片状颗粒或细小颗粒干重的4.2％，并实施搅拌；
74.s8.原料板坯铺设：按照上细中粗下细的多层结构将喷胶、搅拌后的颗粒铺装成原料板坯，所述上细中粗下细的多层结构优选为按重量比为1:2:1的比例分配细小颗粒、片状颗粒；
75.s9.夯实：以线压力200kg/cm预压设备将原料板坯压制夯实；
76.s10.热压：将原料板坯送入热压设备，在温度为180-210℃条件下，按时间段施加2.5-4.2mpa的压力热压原料板坯，制成毛板；
77.s11.锯边：将热压后的毛板锯边后制成无甲醛高强度棉秆颗粒板。
78.实施例5
79.一种无甲醛高强度棉秆颗粒板的制造方法，包括下列步骤：
80.s1.破包：将整捆棉秆捆包通过破包装置进行破包，呈散状输入撕碎设备；
81.s2.撕碎：将棉秆撕成段状，长度在80-140毫米之间；
82.s3.残铃分离与去除：通过成套分离设备将棉秆中残留的棉铃、棉絮与其它杂质分离并去除，所述成套分离设备可选择多级气流振动筛选分离器；
83.s4.先期粉碎：经先期锤片式粉碎机粉碎后，棉秆原料的基本形态为片状颗粒，长度小于5mm,厚度小于0.35mm；
84.s5.祛湿烘干：检测原料实际含水率，当含水率大于13％，进入热流烘干机进行祛
湿烘干；低于13％则可以通过旁路输送跳过该环节；
85.s6.细粉碎：将棉秆原料按重量比为1:1一分为二，一部分直接投入生产线粗原料仓，另一部分则投入到带精细筛网的细粉碎设备，生成直径不大于0.4mm的细小颗粒并投入生产线细原料仓；
86.s7.施胶：粗、细棉秆原料仓的原料分别进入制备设备，以直径小于4.8微米的颗粒状喷洒不含甲醛的二苯基甲烷二异氰酸酯胶粘剂，胶粘剂用量为所述片状颗粒或细小颗粒干重的4.8％，并实施搅拌；
87.s8.原料板坯铺设：按照上细中粗下细的多层结构将喷胶、搅拌后的颗粒铺装成原料板坯，所述上细中粗下细的多层结构优选为按重量比为1:2:1的比例分配细小颗粒、片状颗粒；
88.s9.夯实：以线压力200kg/cm预压设备将原料板坯压制夯实；
89.s10.热压：将原料板坯送入热压设备，在温度为180-210℃条件下，按时间段施加2.5-4.2mpa的压力热压原料板坯，制成毛板；
90.s11.锯边：将热压后的毛板锯边后制成无甲醛高强度棉秆颗粒板。
91.实施例6
92.一种无甲醛高强度棉秆颗粒板的制造方法，包括下列步骤：
93.s1.破包：将整捆棉秆捆包通过破包装置进行破包，呈散状输入撕碎设备；
94.s2.撕碎：将棉秆撕成段状，长度在80-140毫米之间；
95.s3.残铃分离与去除：通过成套分离设备将棉秆中残留的棉铃、棉絮与其它杂质分离并去除，所述成套分离设备可选择多级气流振动筛选分离器；
96.s4.先期粉碎：经先期锤片式粉碎机粉碎后，棉秆原料的基本形态为片状颗粒，长度小于5mm,厚度小于0.35mm；
97.s5.祛湿烘干：检测原料实际含水率，当含水率大于13％，进入热流烘干机进行祛湿烘干；低于13％则可以通过旁路输送跳过该环节；
98.s6.细粉碎：将棉秆原料按重量比为1:1一分为二，一部分直接投入生产线粗原料仓，另一部分则投入到带精细筛网的细粉碎设备，生成直径不大于0.4mm的细小颗粒并投入生产线细原料仓；
99.s7.施胶：粗、细棉秆原料仓的原料分别进入制备设备，以直径小于4.8微米的颗粒状喷洒不含甲醛的二苯基甲烷二异氰酸酯胶粘剂，胶粘剂用量为所述片状颗粒或细小颗粒干重的5.0％，并实施搅拌；
100.s8.原料板坯铺设：按照上细中粗下细的多层结构将喷胶、搅拌后的颗粒铺装成原料板坯，所述上细中粗下细的多层结构优选为按重量比为1:2:1的比例分配细小颗粒、片状颗粒；
101.s9.夯实：以线压力200kg/cm预压设备将原料板坯压制夯实；
102.s10.热压：将原料板坯送入热压设备，在温度为180-210℃条件下，按时间段施加2.5-4.2mpa的压力热压原料板坯，制成毛板；
103.s11.锯边：将热压后的毛板锯边后制成无甲醛高强度棉秆颗粒板。
104.将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6制备的成品无甲醛高强度棉秆颗粒板进行理化性能测试(测试方法按照gb/t4897-2015)，测试结果如下表1：
105.表1-性能检测结果
[0106][0107][0108]
通过检测结果可知，在不改变颗粒形态和铺装结构以及热压温度和压力的情况下：实施例1所得到的棉秆颗粒板的静曲强度均小于13，弹性模量接近1900，内胶合强度接近0.4，表面胶合强度接近0.8，24h吸水厚度膨胀率明显大于14，板面提螺钉力明显小于900，板边提螺钉力明显小于600，可见，各棉秆颗粒板各项性能指标与国家标准存在差距，综合强度趋向偏低。
[0109]
实施例2-5所得到的棉秆颗粒板的静曲强度均大于13，弹性模量大于1900，内胶合强度远大于0.4，表面胶合强度大于0.8，24h吸水厚度膨胀率小于14，板面提螺钉力大于900，板边提螺钉力大于600，可见，各棉秆颗粒板各项性能指标均符合或超过国家标准，综合强度高。
[0110]
实施例6所得到的棉秆颗粒板的静曲强度更大于13，弹性模量更大于1900，内胶合强度更大于0.4，表面胶合强度更大于0.8，24h吸水厚度膨胀率更明显小于于14，板面提螺钉力更大于900，板边提螺钉力更大于600，可见，实施例6得到的棉杆颗粒板各项性能指标
更超过国家标准，综合强度趋向更高，但实际生产成本也随之高涨，效益明显下降，缺乏实际利用的价值；同时实验中出现了热压后的成品板材与设备的粘结现象，因只能强行拆分而破坏板材表面，成为废板。
[0111]
本发明实施的优点：本发明提供了一种以棉秆为原料，经过粉碎以上述相应形态进行喷胶、铺装、预压、热压等制成具有广泛用途的棉秆颗粒板，制得的棉秆颗粒板的强度高，产品环保、性能优异，经济效益高，具有实际应用价值。以棉秆为原料，既可以替代木材，有利于保护环境和自然资源，又能将废弃物变成高效产品，增加农民的经济收入。采用不含甲醛的二苯基甲烷二异氰酸酯作为胶粘剂，实现了成品板材的零甲醛，做到安全无毒害，有利于人体健康。
[0112]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。