玉米淀粉膠黏劑壓制環保型碎料板的研究

陸汀 張雁飛 隋忠海

摘 要：本研究用正交試驗法，研究了利用一定配比的木刨花、玉米淀粉膠黏劑、石蠟乳液、制造環保型碎料版。通過改變玉米淀粉膠黏劑碎料板制造過程中的熱壓溫度、壓力及碎料板密度，來檢測不同工藝條件下制備的碎料板的主要力學性能，分析其對玉米淀粉膠黏劑碎料板主要性能的影響。經過科學的試驗及數據分析，確定了滿足國家標準規定的環保型碎料版要求的玉米淀粉膠黏劑碎料板生產的最佳工藝參數。研究結果表明用熱壓法制備玉米淀粉膠黏劑碎料板的最佳工藝參數為：密度0.70g/cm3、單位壓力3.0MPa、熱壓溫度190℃。

關鍵詞：玉米淀粉膠黏劑；碎料板；力學性能

中圖分類號：TS653 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）34-0074-02

Abstract： In this study， orthogonal test method was used to study the use of a certain proportion of wood shavings， corn starch adhesive， paraffin emulsion， the production of environmentally friendly chopped version. By changing the hot pressing temperature， pressure and density in the manufacturing process of corn starch adhesive board， the main mechanical properties of the board under different processing conditions were tested. The effect of corn starch adhesive on the main properties of corn starch adhesive ppaper board was analyzed. Through scientific test and data analysis， the optimum technological parameters for the production of corn starch adhesive ppaper board meeting the requirements of the national standard for environment-friendly ppaper board were determined. The results showed that the optimum processing parameters were density 0.70g/cm3， unit pressure 3.0 MPa and hot pressing temperature 190℃.

Keywords： corn starch adhesive； ppaper board； mechanical properties

在環保型碎料版領域，因其使用功能的不同，所要求的力學性能也是不相同的。因為家具的各個部件在外加載荷和自重時作用下，各部件受力情況及受力的大小并不相同，不同部位的碎料板，它所要求的物理力學性能也不一樣[1，2]。而由我國自主生產的家具型碎料板雖然符合國內的環保型碎料版的要求，但是在新的國際經濟形勢下需要性能更加好的碎料板。研究與開發新型的符合更高質量要求的環保型碎料版刻不容緩[3]。

由于國家對環保的新要求以及國民生活水平的提高，人們對家具的環保性也是更加的關注。玉米淀粉膠黏劑是一種生物質的膠黏劑，在一九五零年左右于人造板領域曾作為主要膠黏劑之一。但是傳統的玉米淀粉膠黏劑因為耐水性比較差、交接強度不夠等原因，之后則被合成的高分子膠黏劑所取代。九零年代以后，伴隨著石化資源的漸漸枯竭，以及整個國際市場對環保型膠黏劑需求量的增加，將可再生的環保型資源用于生產碎料板的膠黏劑成為新的命題[4]。環保型的豆膠再次進入了人們的視線，成為了當下研究的熱點。

1 研究材料、設備

1.1 研究材料

玉米淀粉膠黏劑

干燥的刨花

1.2 研究設備

實驗要求具體設備見表1。

1.3 實驗設計

通過改變玉米淀粉膠黏劑碎料板制造過程中的熱壓溫度、壓力及碎料板密度，通過檢測不同工藝條件下制備的碎料板的主要力學性能，分析其對玉米淀粉膠黏劑碎料板主要性能的影響。

通過試驗及分析，三因素三水平的正交試驗來檢測不同工藝條件下制備的碎料板的主要力學性能，確定滿足環保型碎料版要求的玉米淀粉膠黏劑碎料板生產的最佳工藝參數。

1.4 壓制

（1）拌膠

將芯層（表層）稱量好的刨花倒入刨花施膠機，然后將調配好的芯層（表層）所需的膠黏劑均勻的撒至刨花上，接下來進行施膠機攪拌，在攪拌的過程中每間隔十分鐘停止一次，將粘在施膠機上的刨花抖落至機器內，接下來繼續攪拌。連續攪拌30min之后停止。將攪拌好的刨花裝袋密封好，然后進表層刨花施膠工作。

（2）刨花鋪裝和熱壓

將制備好的刨花按表——芯——表進行分層鋪裝（碎料板密度按照正交試驗表順序進行）三層鋪裝完畢。用工具將鋪裝好的碎料板壓制成形，在熱壓鋼板上放置15mm厚的規條，隨后放入平板硫化機進行熱壓。（熱壓溫度，熱壓壓力按正交試驗進行，熱壓時間10min，保壓時間5min，陳化時間60min）

（3）碎料板的規格鋸切

將熱壓完成的碎料板，用精密推臺鋸進行規格鋸切。將每一塊310×310×15mm的碎料板鋸制成310×50×15mm碎料板長條（每一種有五塊），然后將其中一塊長條鋸制成50×50×15mm的碎料板方塊（每一種有四塊）。

2 結果與討論

（1）根據GB/T 4897-2015相關規定進行檢測得到碎料板的2h吸水厚度膨脹率在5.3%～9%之間。而且壓力和密度對碎料板2h吸水厚度膨脹率影響較為顯著，隨著壓力或者密度的增大，碎料板吸水厚度膨脹率在減小。

（2）碎料板靜曲強度在13.68～19.13MPa之間，碎料板彈性模量1930.71～2758.70MPa之間，根據GB/T 4897-2015相關規定，所有板材靜曲強度和彈性模量均符合國家標準規定。

（3）碎料板內膠合強度在0.46～0.75MPa之間，根據GB/T 4897-2015相關規定，所有板材內膠合強度均符合國家標準規定。

（4）碎料板板面握釘力在1137～2140N之間，板邊握釘力在633～970N之間，根據GB/T 4897-2015相關規定，所有板材內膠合強度均符合國家標準規定。

通過實驗密度對碎料板板面握釘力影響最為顯著，熱壓溫度對板面握釘力也有影響，單位壓力影響相對較小。隨著密度的增加板面握釘力逐漸增大。隨著熱壓溫度的增大板面握釘力逐漸減小。

3 結束語

利用一定配比的木刨花、玉米淀粉膠黏劑、石蠟乳液、制造玉米淀粉膠黏劑環保型碎料版。通過改變玉米淀粉膠黏劑碎料板制造過程中的熱壓溫度、壓力及碎料板密度，來檢測不同工藝條件下制備的碎料板的主要力學性能，分析了其對玉米淀粉膠黏劑碎料板主要性能的影響。經過科學的試驗及數據分析，確定了滿足國家標準規定的環保型碎料版要求的玉米淀粉膠黏劑碎料板生產的最佳工藝參數為：密度0.70g/cm3、單位壓力3.0MPa、熱壓溫度190℃。

玉米淀粉膠黏劑的使用，可以有效的避免甲醛等有害物質對人體健康的損害。本試驗研究與總結了玉米淀粉膠黏劑環保型碎料版的物理力學性能規律。因為我國在環保型環保型碎料版領域研究得并不深入，該研究對玉米淀粉膠黏劑家具型碎料板生產的規模化與產業化應用提供了必要的理論技術支撐。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T17657-2013.人造板及飾面人造板理化性能試驗方法[S].北京：中國標準出版社，2013.

[2]鄭光明.對家具用刨花板質量標準的幾點看法[J].家具，1986（5）：29-30.

[3]王禮.試談刨花板的性能及在家具中的應用[J].林業科技，1990（3）：42-45.

[4]吳志剛，雷洪，杜官本，等.刨花板用大豆蛋白基膠黏劑的研究[J].浙江農林大學學報，2016，33（1）：172-176.