[发明专利]无胶纤维塑化板及其制备方法

说明书

提供一种无胶纤维塑化板及其制备方法，通过解离木材次生壁S2层制得木材纤维，将木材纤维通过高碘酸钠定向氧化制得双醛改性木材纤维，将双醛改性木材纤维调控含水率至9％～15％后，在75～100℃温度下热压成板，由此制得静曲强度大且吸水膨胀率低的无胶纤维塑化板。

技术领域

本发明涉及一种无胶纤维塑化板及其制备方法，特别是涉及一种基于木材纤维双醛改性的无胶纤维塑化板及其制备方法。

背景技术

无胶纤维板是指不另行添加胶黏剂，将木纤维或其他植物纤维热压制得的人造纤维板，热压过程中凭借原材料自身的结合力，例如纤维与活化剂、催化剂等原料的化学作用来实现成板。无胶纤维板因为不另行添加胶黏剂，可以回避添加胶黏剂带来的弊端。

目前我国纤维板用胶黏剂仍然以醛类胶黏剂为主，主要是脲醛树脂胶、酚醛树脂胶、三聚氰胺甲醛树脂胶等，其使用量占纤维板工业总用胶量的90％以上，此类胶黏剂制造的纤维板产品会连续不断地释放出甲醛等有害气体，这些有害物质不仅会使室内环境遭受严重污染，还会危害人类身体健康。

近年来，随着我国对环境保护日益重视，对人造板甲醛污染限制日趋严格，GB18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》国家标准规定室内装饰装修材料人造板及制品中甲醛释放限量值必须低于0.124mg/m³(气候箱法限量标识为E1)。严格标准的提出对人造板用胶黏剂提出了更为严苛要求，脲醛及其改性胶难以满足现阶段纤维板工业对木材胶黏剂甲醛释放量控制的要求。因此，纤维板工业的研究方向已从甲醛系胶黏剂转移到无毒无害的绿色胶黏剂体系，如异氰酸酯胶黏剂、大豆蛋白胶黏剂等。但是非甲醛系胶黏剂普遍存在成本高、性能不稳定等缺陷。例如，大豆蛋白胶黏剂纤维板更环保，但耐水性低，附着力低，不耐腐。异氰酸酯胶粘剂价格昂贵，在使用加工过程中容易对人体造成伤害。

相对于此，无胶纤维板可以避免添加胶黏剂带来的弊端，开发不含合成胶黏剂，特别是不添加常规的合成胶黏剂的自粘合纤维板已成为人造板领域重要的研究方向。

目前制备无胶纤维板时，大多采用预处理的方法实现木材纤维表面降解，热压过程中降解产物充当胶黏剂的作用，但是这样的无胶纤维板与醛系纤维板相比，性能不是十分理想。木材表面含有大量羟基，如纤维素结构单元中C2、C3、C6位为羟基，羟基活性较低，自交联形成氢键虽然强度较高，但吸水易破坏。

相对于此，专利申请CN106476108A公开了一种利用双醛纤维素制备无甲醛纤维板的方法，该方法采用两步法策略，先将针叶木浆氧化为双醛纤维素，再和秸秆颗粒混合，秸秆纤维表面的游离羟基与双醛纤维素上的醛基发生羟醛缩合反应。但该方法的醛基基团明显较低，而且秸秆表面的羟基基团可及度较低，形成的无胶纤维板的静曲强度较低、吸水膨胀率高。

发明内容

本发明鉴于以上问题进行了研发，目的在于提供一种静曲强度大且吸水膨胀率低的无胶纤维塑化板及其制备方法。

根据本发明第一方案，提供一种无胶纤维塑化板的制备方法，通过解离木材次生壁S2层制得木材纤维，将木材纤维通过高碘酸钠定向氧化制得双醛改性木材纤维，将双醛改性木材纤维调控含水率至9％～15％后，在75～100℃温度下热压成板。

优选地，将双醛改性木材纤维调控含水率至10％～15％。

优选地，在80～90℃温度下热压成板。

优选地，通过制浆造纸化学法解离木材次生壁S2层制得木材纤维。

优选地，在热压压力15～20MPa下且保压3～5分钟热压成板。

优选地，将木材纤维通过高碘酸钠定向氧化制得双醛改性木材纤维包括：

在容器中加入水和木材纤维后，加入高碘酸钠和异丙醇，在室温下避光搅拌，抽滤洗至中性以除去未反应的高碘酸钠和异丙醇，并进行干燥平衡。