[发明专利]一种利用油茶果壳制备植物纤维基碎料板的方法及该碎料板

说明书

技术领域

本发明属于农林废弃物利用领域，具体属于油茶果壳利用领域，尤其涉及一种利用油茶果壳制备植物纤维基碎料板的方法。

背景技术

植物纤维基碎料板是指以木质原料或植物原料为主，与其他材料经复合后制备成的具有特殊微观结构及性能的新型复合材料。20世纪中期，全球经济迅猛增长和人口大爆炸给地球造成了前所未有的负担，发展“低碳经济”成为国际社会的发展主题，面对人类社会日益增长的发展需求，单一的木材制品或木质材料使得市场供不应求的窘况愈演愈烈，森林资源储量直线下降，此时植物纤维基碎料板应运而生并迅速占领了市场。

在木质资源供不应求、农林剩余物寻求多种合理利用途径的现实背景下，专家学者们尝试将农林剩余物制作成人造板材，这样一来既缓解了林业发展因原料短缺面临的压力，又为丰富的农林剩余物资源提供了有效的利用途径。自20世纪初提出利用农林剩余物制备非木质人造板以来，国内外争相展开了大量有关利用麦秸、大麻、稻壳、玉米秸秆等制备碎料板的研究，在胶粘剂的选用与配比、生产工艺与设备等方面取得了大量的成果。关于采用油茶果壳制备植物纤维基碎料板的相关研究尚未展开。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种采用油茶果壳制备植物纤维基碎料板的方法。为了解决油茶果壳常被丢弃或焚烧处理，对环境造成了污染又浪费了资源的现状，本发明提供了一种高效、全新的利用方法，该方法通过碱处理、热水浸泡等预处理方法改善油茶果壳表面润湿性及渗透性等性能，较好的改善由油茶果壳所制备碎料板的力学性能。本发明所用油茶果壳与其他生物质材料相比，具有价廉、可再生、产量丰富并且集中等特点，所使用总体工序短，方法简单，对提高油茶果壳资源的高品质利用途径，缓解森林资源匮乏的现状具有特别的意义。

为实现本发明的目的，本发明提出的技术方案为，一种利用油茶果壳制备植物纤维基碎料板的方法，包括如下步骤：

(1)对油茶果壳进行预处理；

(2)将经预处理后得到的油茶果壳，经挑选除杂去处除油茶果壳外其他杂物，如油茶籽、树枝、树叶等后，与胶黏剂混合均匀，所述胶黏剂的胶施加量占油茶果壳质量的百分比为 10％～20％；

(3)将与胶黏剂混合均匀的油茶果壳平铺于模具内热压成型，热压压力为3MPa～5MPa，预设密度为0.8g/m³，热压成型10～15min，得到所述植物纤维基碎料板。

油茶果壳纤维短，呈纵横交错结构，且孔隙丰富，吸胶量较大，因此，需要将胶施加量控制为油茶果壳质量的百分比为10％～20％，避免因胶施加量偏小，对制备得到的植物纤维基碎料板的力学性能造成不利影响。

热压压力低于3MPa时制备的碎料板易鼓泡，虽然，5MPa以后压力对板材的性能影响不大，但是压力继续增大意味着更多的能耗。

对油茶果壳进行预处理，目的是改善油茶果壳的渗透性及表面润湿性，使得施胶效果更优，预处理方法包括：

a.按固液质量比为1:10～1:20，优选的，固液质量比为1：10，将碱性溶液与油茶果壳混合0.5～3h，所述碱性溶液为NaOH溶液，所述碱性溶液的浓度为1％～2％。到设定时间后，将油茶果壳反复清洗至中性，于通风处滤去水分后在103±2℃烘箱中烘干备用。碱液首先去除了油茶果壳表面的蜡质层与油脂，同时也使得果壳中的SiO₂形成的非极性表层结构遭到破坏，将纤维的内部结构表露出来，三素中的羟基能很好地与液滴接触，继而提高了果壳的表面润湿性。制备人造板过程中，液体对原材料表面的接触角大小可以在一定程度上反映出胶粘剂对原料的润湿性，油茶果壳非极性表层结构的存在会影响胶粘剂的胶合效果，继而使得用油茶果壳制备的板材强度不理想，而经碱溶液处理后，油茶果壳的润湿性得到改善，有利于提高人造板材的力学强度。经发明人研究发现，上述碱性溶液的浓度为，固液质量比为 1:10～1:20，优选为1：10时，对于提高油茶果壳的表面润湿性效果最好。当NaOH溶液浓度太低时，无法充分溶解油脂，但由于油茶果壳表面含油量较少，且经干燥后表面蜡质层发生龟裂，所以NaOH溶液浓度太高时，将溶解油茶果壳的纤维素、半纤维素、木质素。