[发明专利]一种高强度轻质板材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于人造板加工技术领域，具体涉及一种以工业大麻秆为主要原材料制备的高强度轻质板材。同时，本发明还涉及该轻质板材的制造方法。

背景技术

大麻为木质草本植物，属被子植物门，木兰纲，金缕梅亚纲，荨麻目，大麻科，大麻属，学名为Cannabis sativa L.，俗名汉麻、火麻、寒麻、线麻、花麻等，其品种有150个左右。1988年颁布的《联合国禁止非法贩运麻醉药品和精神药物公约》明确规定：大麻植株中含四氢大麻酚(THC)<0.3%的，已经不具备提取THC毒性成分价值，无直接作为毒品吸食的价值，这种专供工业用途的大麻品种——工业用大麻，可以进行规模化种植与工业化利用。目前工业大麻被广泛利用的有其韧皮纤维部分和籽部，主要用于纺织工业和食品工业；而工业大麻秆是其废弃物，目前尚没有得到合理利用，被就地焚烧。我国是世界上工业大麻主要种植国之一，2009年仅云南省的工业大麻的种植面积就达10万亩，生长期3～6个月，每亩地可产大麻秆1.5～2吨。此外，大麻皮和大麻籽在军用、民用工业中的广泛应用，受到了党中央的高度关注，刺激着大麻种植业的快速发展，预计2015年全国的工业大麻秆的种植面积将会达到1000万亩。届时将产生1500～2000万吨的大麻秆，若能利用这些大麻秆中的一半来制造人造板，就可生产750～1000万m³的人造板（约为我国2006年人造板生产总量的10%～13%），每年可节约森林资源1000～1400万亩，还可减少大麻秆焚烧造成的环境污染。不仅是废物利用，还可以发挥工业大麻秆的性能优势，提高人造板的产品性能。具有明显的生态效益和经济效益。

另外，一亩林地一年可产气干重的大麻秆1.5～2.0吨；而同样一亩林地一年的木材生长量约为1.1m³，木材的气干密度按照0.66g/cm³计算，每亩林地每年的木材生长量只有0.66吨。可见，大麻秆相对于树木而言，其生物质生长量更快，固碳的能力更强。

工业大麻秆的表皮强度高，秆芯与木材相比具有堆积密度小（密度仅为0.25g/cm³左右）、多孔、轻质等特性。如何针对工业大麻秆的材料特性，利用现有的人造板制造设备，通过适当的工艺革新制备出成本低、强度高的轻质保温材料，在现有技术中尚未见有相关报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种以工业大麻秆为主要原料加工得到的轻质板材，拓展工业大麻的应用途径、保护生态环境、推动工业大麻产业的进一步发展。

本发明的目的还在于提供一种制备所述轻质板材的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

一种高强度轻质板材，其特征在于：将工业大麻杆粉碎成刨花或制成纤维后，添加0.5%～5%的胶粘剂，再经热压后制成。

其中，所述的胶粘剂选自脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂、异氰酸酯或天然高分子聚合物中的一种。

所述的天然高分子聚合物优选豆胶或淀粉胶。

所述的热压选自平压法、模压法、挤压法、喷蒸热压、高频热压中的一种。

制备所述高强度轻质板材的方法，包括以下步骤：

（1）原料制备：调节工业大麻秆含水率至30～50%，剥除麻秆表皮后将秆芯粉碎成5～10cm长的碎料，然后进一步粉碎成刨花，备用；或是直接将5～10cm长的秆芯碎料置于温度100～110℃条件下蒸煮3.0～4.0h，再对蒸煮软化后的秆芯碎料进行热磨，设定磨盘间隙0.3～0.5mm，得到高度分离的麻秆纤维，备用；

（2）干燥和施胶：在温度140～180℃条件下将刨花干燥至含水率3～5%；然后对干燥好的刨花施胶，施胶量为0.5～5%，施胶后的含水率控制在8～10%；或是用磨好的麻秆纤维经脱水后施加2～5%的胶粘剂，然后干燥至含水率8～10%；

（3）板坯铺装：用经过干燥和施胶的刨花或麻秆纤维进行板坯铺装，并设定0.1～0.3MPa的压力对板坯进行预压；

（4）板材热压：在热压温度180～220℃，热压压力1.0～2.5MPa条件下对预压后的板坯热压20～40s/mm，设定板材密度为 0.25～0.45 g/cm³；

（5）板材后处理：将完成热压的板材置于温度25～30℃、湿度30%～50%条件下恒温恒湿2h，即得到所需的高强度轻质板材。