一种胶用生物质基复配填料及其制备方法、胶黏剂及其在胶合板中的应用与流程

本申请涉及人造板加工，更具体地说，它涉及一种胶用生物质基复配填料及其制备方法、胶黏剂及其在胶合板中的应用。

背景技术：

1、胶合板是人造板中产量最高的板材产品，截至2022年底，国内保有胶合板类产品生产企业超过一万家，总生产能力超过2亿立方米/年。胶合板用胶黏剂多为脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺改性脲醛胶、木质素改性酚醛胶以及大豆蛋白胶。其中，脲醛胶、酚醛胶及其改性胶黏剂在使用过程中由于固含量低，不便于辊胶涂布，通常需要添加面粉增稠、增粘，年消耗的面粉量超过百万吨。

2、公开号为cn110746905a的中国专利公开了一种利用玉米芯制备木材胶黏剂用活性填料的方法，将玉米芯干燥后碾碎，初步粉碎成粗粉；用氯化钙水溶液浸渍玉米芯粗粉20～90min，滤掉多余水溶液，干燥至含水率6％以下；将干燥后的玉米芯粗粉放入压力浸渍罐中，用碳酸的钠盐或铵盐溶液在1.0～2.0mpa以下浸渍20～60min，滤掉多余水溶液，并干燥至含水率8～12％；再次粉碎至灵160～500目，制得纳米碳酸钙填充改性玉米芯粉，将所得的纳米碳酸钙填充改性玉米芯粉与活性矿物质粉、甲醛捕捉剂、增粘剂和固化促进剂按一定比例混合均匀，制得木材胶黏剂用活性填料。该活性填料不仅具有面粉填料的特性，而且能进一步改善胶合性能、降低甲醛释放量。但该方法采用双剂浸渍反应，工艺较为复杂，且制备的填料不具有初粘性，不利于胶合板的冷压成型。

技术实现思路

1、本申请提供一种胶用生物质基复配填料及其制备方法、胶黏剂及其在胶合板中的应用，可以便捷地实现对廉价可再生的生物质基填料的再利用，变废为宝，而且可以充分发挥生物质基填料的胶黏性质，提高胶黏剂的初粘性。

2、第一方面，本申请提供一种胶用生物质基复配填料，采用如下的技术方案：

3、一种胶用生物质基复配填料，原料包括质量比为(0.1-0.2)：(0.2-0.4)：(0.05-0.2)：(0.001-0.02)的糊化剂、水、生物质基填料、改性剂；所述生物质基填料为经过预处理并暴露表面亲水基团的填料，所述糊化剂包括可溶性淀粉、羧甲基淀粉、黄原胶、瓜尔胶、魔芋胶中的至少一种。

4、通过采取上述技术方案，本申请采用暴露表面亲水基团的填料，将其与作为糊化剂的溶性淀粉、羧甲基淀粉、黄原胶、瓜尔胶、魔芋胶相互作用，生物质基填料可以很好地和糊化剂结合、作用，形成稳定的网络结构，可以有效提高胶黏剂的初粘性，有利于板坯冷压成型；相比于现有技术中采用双剂浸渍反应等操作，本申请的工艺更加简便，可以很好地以廉价可再生的生物质基填料代替面粉；一方面能大幅度降低胶合板的生产成本，实现变废为宝，另一方面也能节约粮食，避免出现工业争粮的现象。而且采用本申请的生物质基填料和本申请的糊化剂作用，相比于现有技术采用的加热糊化等操作，本申请的糊化过程更加稳定和充分，可以很好地发挥生物质基填料的胶黏作用，不仅使得胶黏剂具有良好的初粘性，而且有利于板材的成型，提高板材的综合性能。

5、进一步地，所述生物质基填料为玉米芯、核桃壳、竹锯末、秸秆粉中的至少一种。所述生物质基填料的预处理包括以下步骤：

6、将生物质基填料粒径粉碎至80μm以下；然后在20-100℃的温度下对生物质基填料进行酸热处理，酸溶液的ph为2～4，处理时间为1h～10h，使其充分吸水膨胀；对酸热处理后的生物质基填料进行蒸煮熟化1h～3h、磨解，过筛后去除粗纤维和皮渣等杂质，保留糊状浆料，洗涤至ph为4～7；再经过滤、干燥后得到生物质基填料。所述酸溶液为磷酸、草酸、乙酸中的至少一种。

7、通过采取上述技术方案，本申请通过将原料粉碎至合适的粒径后，搭配合适的酸热处理条件，使得经过预处理的生物质基填料发生部分水解反应，更多地暴露其表面的亲水基团，同时不会破坏生物质基填料的长链结构，进而使得本申请的生物质基填料可以在后续和胶黏剂中的其余组分作用，形成结构、性质稳定的网络结构，有效提高胶黏剂的性能。

8、进一步地，改性剂为硼砂、膨润土、聚丙烯酰胺、氯化铵、过硫酸铵、碳酸钠、多聚甲醛、羟甲基脲中的至少一种；改性剂的加入能促进胶黏剂的固化反应，降低游离醛含量，提高板材的胶合强度。

9、第二方面，本申请提供一种胶用生物质基复配填料，采用如下的技术方案：

10、一种胶用生物质基复配填料的制备方法，包括以下步骤：将糊化剂与水、生物质基填料搅拌至完全糊化，再加入改性剂，搅拌均匀，得到胶用生物质基复配填料。

11、第三方面，本申请提供一种胶黏剂，采用如下的技术方案：

12、胶黏剂包括有机胶和胶用生物质基复配填料，所述有机胶和胶用生物质基复配填料中的生物质基填料的质量比为(1-2)：(0.05-0.2)。所述有机胶为酚醛胶、木质素改性酚醛胶、脲醛胶、三聚氰胺改性脲醛胶和三聚氰胺-甲醛胶黏剂中的至少一种。

13、第四方面，本申请提供一种胶黏剂在胶合板中的应用，采用如下的技术方案：

14、一种胶黏剂在胶合板中的应用，将胶黏剂辊涂于单板表面，经过包括组坯、冷压、割芯修补、热压的工艺，制得胶合板。所述胶黏剂在单板上的辊涂量为150g/cm3～300g/cm3；所述冷压时间为2h-4h，所述热压条件为120℃～180℃，单位压力0.9mpa～1.5mpa，热压时间5min～20min。

15、综上所述，本申请具有以下有益效果：

16、1、本申请在使用生物质基填料的时候，由于玉米芯和核桃粉等生物质基填料虽然具有较好的吸附填充性能，但灰分含量高，表面能高，不易与胶黏剂结合，直接填充会导致有机胶固化时间缩短，胶合性能下降。本申请通过前端预处理，不仅可以去除生物质基填料的灰分和杂质，而且可以适当地暴露更多的亲水性基团，提高其黏度和吸水性，便于与糊化剂的均匀分散，从而更好与有机胶混合。

17、2、本申请在使用生物质基填料的过程中，由于生物质基填料改性前后的初粘性均较差，不利于胶合板的冷压成型；因此进一步地，本申请还通过引入可溶性淀粉、羧甲基淀粉、黄原胶等生物质多糖作为糊化剂，二者完全糊化后能形成网状结构，发挥均匀吸水、保水的作用，同时二者的羟基能形成氢键结合，增强体系的初粘性，从而有利于胶合板的冷压成型。

18、3、本申请中硼砂、氯化铵、多聚甲醛等改性剂的应用，能适当调整胶黏剂的ph值，促进胶黏剂的固化反应，从而降低胶合板的游离醛含量。同时，硼砂、聚丙烯酰胺等物质还能提高糊化剂的交联度，增强体系的初粘性。

技术特征：

1.一种胶用生物质基复配填料，其特征在于，原料包括质量比为(0.1-0.2)：(0.2-0.4)：(0.05-0.2)：(0.001-0.02)的糊化剂、水、生物质基填料、改性剂；所述生物质基填料为经过预处理并暴露表面亲水基团的填料，所述糊化剂包括可溶性淀粉、羧甲基淀粉、黄原胶、瓜尔胶、魔芋胶中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种胶用生物质基复配填料，其特征在于，所述生物质基填料为玉米芯、核桃壳、竹锯末、秸秆粉中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种胶用生物质基复配填料，其特征在于，所述生物质基填料的预处理包括以下步骤：

4.根据权利要求2所述的一种胶用生物质基复配填料，其特征在于，所述酸溶液为磷酸、草酸、乙酸中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的一种胶用生物质基复配填料，其特征在于，所述生物质基填料含水率不高于10％。

6.根据权利要求1所述的一种胶用生物质基复配填料，其特征在于，所述改性剂为硼砂、膨润土、聚丙烯酰胺、氯化铵、过硫酸铵、碳酸钠、多聚甲醛、羟甲基脲中的至少一种。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的胶用生物质基复配填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将糊化剂与水、生物质基填料搅拌至完全糊化，再加入改性剂，搅拌均匀，得到胶用生物质基复配填料。

8.一种使用权利要求1-6任意一项所述的胶用生物质基复配填料的胶黏剂，其特征在于，包括有机胶和胶用生物质基复配填料，所述有机胶和胶用生物质基复配填料中的生物质基填料的质量比为(1-2)：(0.05-0.2)。

9.根据权利要求8所述的胶用生物质基复配填料的胶黏剂，其特征在于，所述有机胶为酚醛胶、木质素改性酚醛胶、脲醛胶、三聚氰胺改性脲醛胶和三聚氰胺-甲醛胶黏剂中的至少一种。

10.一种胶黏剂在胶合板中的应用，其特征在于，将胶黏剂辊涂于单板表面，经过包括组坯、冷压、割芯修补、热压的工艺，制得胶合板。

11.根据权利要求10所述的胶用生物质基复配填料在胶合板中的应用，其特征在于，所述胶黏剂在单板上的辊涂量为150g/cm3～300g/cm3；所述冷压时间为2h-4h，所述热压条件为120℃～180℃，单位压力0.9mpa～1.5mpa，热压时间5min～20min。

技术总结本申请涉及人造板加工技术领域，具体公开了一种胶用生物质基复配填料及其制备方法、胶黏剂及其在胶合板中的应用。其中，胶用生物质基复配填料，原料包括质量比为(0.1‑0.2)：(0.2‑0.4)：(0.05‑0.2)：(0.001‑0.02)的糊化剂、水、生物质基填料、改性剂；所述生物质基填料为经过预处理并暴露表面亲水基团的填料，所述糊化剂包括可溶性淀粉、羧甲基淀粉、黄原胶、瓜尔胶、魔芋胶中的至少一种。本申请可以便捷地实现对廉价可再生的生物质基填料的再利用，变废为宝，而且可以充分发挥生物质基填料的胶黏性质，提高胶黏剂的初粘性。技术研发人员：汪述平,王洪松,陆铜华,魏任重受保护的技术使用者：千年舟新材科技集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4