[发明专利]一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板及其制备方法

说明书

本发明属于生物质复合装饰材料，特指一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板及其制备方法。具体来说，本发明是以农林剩余物纤维为主要原料，通过添加不含甲醛的大豆蛋白胶粘剂，壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子，利用壳聚糖纳米粒子的抗菌性及改性壳聚糖纳米粒子的吸醛性，制造具有消醛防腐功能的环保农林剩余物纤维板。本发明适于工业化制造，生产成本低、绿色环保、具有净化甲醛、防腐等功能的消醛防腐环保农林剩余物纤维板，其制品可作为家具、室内装饰、地板基材等使用，为纤维板产业的健康发展及扩大应用范围创造条件。

技术领域

本发明属于生物质复合装饰材料，特指一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板及其制备方法。具体来说，本发明是以农林剩余物纤维为主要原料，通过添加不含甲醛的大豆蛋白胶粘剂，壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子，利用壳聚糖纳米粒子的抗菌性及改性壳聚糖纳米粒子的吸醛性，制造具有消醛防腐功能的环保农林剩余物纤维板。

背景技术

纤维板是以森林抚育过程中产生的枝条、灌木等剩余物及农业生产中产生的秸秆等剩余物经机械分离得到木质纤维为主要原料，再施加脲醛树脂或其它适用的胶粘剂、防水剂等制成的人造板。纤维板是人造板行业的重要组成部分，是实现废弃资源再利用和林业可持续发展的重要手段。大部分纤维板生产，主要使用脲醛树脂作胶粘剂，这种醛类胶粘剂中游离的甲醛会随时间累积释放到室内空气，长期处于甲醛浓度超标的环境中会危害人类的健康安全。大豆蛋白胶粘剂是一种以可再生物质为主要原料的无醛环保型人造板用胶粘剂，它的出现彻底解决了使用胶粘剂时产生的甲醛污染问题。但是，大豆蛋白胶粘剂易腐败变质，这种缺陷在一定程度上限制了它在人造板生产中的应用。与此同时，室内环境甲醛污染问题一直是全民关注的焦点，至今未成功解决。因此，研究一种能够吸附并净化甲醛防腐环保农林剩余物纤维板材势在必行。

壳聚糖作为一种天然的生物质材料，来源广，可再生，可天然降解，并且具有抗菌作用。不仅如此，在壳聚糖的分子骨架上，含有大量的氨基官能团，为甲醛吸附提供了大量的作用位点。壳聚糖在吸附并净化甲醛的应用上具有很大的开发前景。在材料科学领域中，纳米技术和接枝技术是当下研究的热点。纳米结构可以增大材料的比表面积，增加功能作用位点数量，进而提高吸附剂的吸附容量。利用接枝技术可将壳聚糖改性，增加壳聚糖分子骨架上氨基的数量，将有望提高甲醛与氨基官能团作用位点的碰撞几率，提高吸附容量。综上所述，将具有抗菌功能的壳聚糖纳米粒子和对甲醛具有高吸附容量的改性壳聚糖纳米吸附剂分散于无醛的大豆蛋白胶粘剂中，并充分与木纤维混合，制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板，有望推动纤维板产业的高层次健康发展。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种消醛防腐环保农林剩余物纤维板及其制备方法。本发明的目的是由以下技术方案来实现的：农林剩余物采集，农林剩余物纤维制备，农林剩余物纤维施加大豆蛋白胶黏剂、防水剂、壳聚糖纳米粒子、改性壳聚糖纳米粒子并干燥，纤维板成型及热压，纤维板后续加工，其特征是，它包括按工艺要求选择等质量比例的农林剩余物制备纤维，纤维采用二级气流干燥工艺，纤维在一级气流干燥前完成大豆蛋白胶黏剂、防水剂的添加，一级气流干燥使纤维含水率达到20％～30％，纤维在进行二级气流干燥前，加入壳聚糖纳米粒子和改性壳聚糖纳米粒子，使之与纤维混合均匀，并使其粘附在纤维上后进行纤维二级气流干燥，二级气流干燥使纤维含水率达到8％～12％，纤维板成型及热压，纤维板后续加工，制得消醛防腐环保农林剩余物纤维板，具体制造步骤如下：

1)农林剩余物准备：按工艺要求购入等质量比例的森林抚育过程中产生的枝条及农业生产中产生的秸秆。

2)壳聚糖纳米粒子的制备：

将壳聚糖溶于乙酸溶液中，在氮气环境下磁力搅拌直到获得透明的壳聚糖溶液。在室温下，用盐酸溶液调节上述壳聚糖溶液的pH值，并于一定温度下磁力搅拌得到壳聚糖溶液2。将柠檬酸溶解在蒸馏水中得到柠檬酸溶液，用氢氧化钠溶液调节柠檬酸溶液的pH值，再将此柠檬酸溶液逐滴滴加到壳聚糖溶液2中，将所得产物离心分离、冷冻干燥即可得到壳聚糖纳米粒子。

所述乙酸溶液，其体积百分比浓度为1％。