CN1757823A - 一种可降解高、中密度纤维板、刨花板边、头废料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可降解高、中密度纤维板、刨花板边、头废料的方法。它主要采用滚筒式反应釜或降解池降解法，以1.5～3％甲酸降解溶液，注入蒸汽，保持水温140℃～150℃，并交替送入蒸汽和压缩空气，压力为0.3MPa，使料物在釜内或池内酸性水解、降解和热解降解反应同时进行。釜内降解时间为30～40小时，池内降解时间为70～80小时。该方法可快速降解以脲醛树脂为胶粘剂的纤维板、刨花板等制品，但对纤维的长度、性质无任何损伤，可复原再利用，它工艺简单，降解材料易得，操作方便，是节约木材，降低生产成本的有效方法。

Description

一种可降解高、中密度纤维板、刨花板边、头废料的方法

(一)技术领域

本发明涉及一种降解工艺，具体地说是一种可将高、中密度纤维板、刨花板边、头废料中的胶粘剂—脲醛树脂降解后，对纤维板的原料—纤维素，而无任何损伤，并能复原如初，可再利用的方法.

(二)技术背景

目前，国内外生产高、中密度纤维板、刨花板的厂家大都以脲醛树脂作为胶粘剂，在生产过程中需将压制成的毛边板，按照国家标准GB11718-89切割成形。这样以来被切割下来的两边长条料、两头的短条料均成为废料弃置，成为污染源或作为燃料烧掉，给生产厂家造成一定的损失和浪费。如何在不损伤纤维的情况下，快速将这些边、头废料中的胶粘剂—脲醛树脂降解后，纤维素可复员再生利用，已成为这一研究领域的首选课题。

本发明的目的就是为了克服现有技术中的不足之处，而提供一种工艺简单，原料易得，成本低廉，操作方便的可迅速降解高、中密度纤维板、刨花板边、头废料中胶粘剂—脲醛树脂，而又不损伤纤维的性质，可使纤维复原再生利用的方法。

(三)发明内容

本发明的目的可以通过以下途径来实现：一种可降解高、中密度纤维板、刨花板边、头废料的方法，其特征在于它可以分别在滚筒式反应釜内或降解池内进行降解：(1)滚筒式反应釜降解法—首先，将纤维板、刨花板的边、头废料分开、各自装入相应的滚筒式反应釜内，并装入以1.5～3％甲酸配制的酸性降解溶液，釜内要留有吸水后料物膨胀及蒸汽的冷凝水的空间；其次，启动滚筒式反应釜转速为12～30YPm，并保持釜内水温在140～150℃一个小时，以后每隔1小时如前启动一次滚筒式反应釜，至16个小时，将釜内溶液放出一部分，启动滚筒式反应釜，并轮换送入蒸汽和压缩空气，压力为0.3MPa，使料物在反应釜内形成酸性水解和热解降解反应同时进行；最后，仍为每隔1小时反复启动一次，直至24小时后停止滚筒式反应釜运转，并停气，打开滚筒式反应釜盖，让料物在反应釜内自然降解，其降解时间为30～40小时。(2)降解池降解法—首先，建一个大于实际容量的降解池，其深度为3m左右，池底一凹坑以利降解后抽水，池底的边角设置3～4个供气管道的出口，料物入池后要分格立放，以利降解反应中可将料物拨动，放料物时要留出一定的空间；然后注入以1.5～3％甲酸配制的酸性降解溶液，盖上盖，注入蒸汽，当池内水温上升至140～150℃时保温，每4个小时用钩、叉拨动料物并交替注入蒸汽和压缩空气，压力为03MPa，温度控制在140～150℃，以后仍为每4个小时一次，48小时后停止蒸汽及压缩空气的注入，打开降解池盖，让料物在自然界中充分降解，60小时后要多次抽出池内多余溶液，保存再用，其降解时间为70～80小时。

将上述经过滚筒式反应釜或降解池降解的高、中密度纤维板、刨花板的边、头废料中，由于厚度规格不一、宽度不均、施胶量、防水剂等加入量的多少不同，降解时会使一部分边、头废料虽降解而仍成条状，甚至纤维间还有很弱的吸附力，解决这些问题有与之相配套的工艺为强化碎浆，采用碎浆机使边、头废料在强烈的涡流循环作用下，挤压、揉搓、摩擦，将边、头废料碎解为高浓的纤维精浆，成浆后，调节精浆的酸碱度PH值为7.0～7.5。

本发明的降解机理：

纤维板、刨花板边、头废料的降解，其实质：一是对固化的脲醛树脂的降解；二是对纤维板、刨花板的主要材料纤维素的降解。

(一)脲醛树脂：

脲醛树脂是一种水溶性和热固性兼顾的胶粘剂。它是尿素与甲醛在催化剂甲酸溶液的作用下，发生化学反应，形成含有一羟甲脲或二羟甲脲等不稳定化合物。这种化合物分别具有一个或两个活性氨基。合成树脂中游离羟甲基与纤维素表面的游离羟基形成氢键和范德华力的结合；正是这种结合力的形成，才能使单个纤维连接起来，形成一个牢固的整体——纤维板或刨花板。

(二)纤维素的化学结构与化学性质：

纤维素是不溶于水的简单聚糖，是由大量的D——葡萄糖基彼此通过1.4碳原子用β甙键连接而成的直链巨分子化合物。纤维巨分子链上的自由羟基的距离在2.5～3时，可以形成氢键。分子链间氢键的存在，对纤维素吸湿性、溶解度，反应能力等都有很大的影响。纤维素在纤维板的制作中，碰到最多的是降解反应。现将纤维板在降解过程中的主要的酸性水解降解和热解降解的过程分述如下：

酸性水解降解：是指纤维素在酸的作用下，缩醛连接(β甙)裂开，水解反应发生后，纤维素聚合度下降，还原能力增强，吸湿性增加，机械能力下降。在高温下用水蒸煮时，即会发生酸性水解反应，其纤维本身所分解出的有机酸(甲酸、乙酸)又起着催化作用。在酸性水解降解的同时，还进行着热解降解。纤维素热降解的程度与温度的高低，作用时间的长短及介质水分和氧气的含量均有密切关系。当纤维素在空气中加热至140℃～150℃时，疏松的纤维素无定型区，因有游离羟基存在，具有吸湿性，与酸性水解降解同样，能吸收大量的水分子。纤维吸水后会产生膨胀，纤维素与纤维素之间的氢键就会破裂，纤维素的聚合度显著下降而降解。

(三)高、中密度纤维板

高、中密度纤维板是有多种树木的枝桠，经削片、蒸汽、蒸煮、磨浆、干燥等工艺而分离成单个纤维，再经铺装、预压等工序，装入热压机，在高温、高压的作用下，板坯中的水分汽化、蒸发，密度增加，胶粘剂固化，防水剂、阻燃剂、防腐剂等重新分布。原材料中的各组均发生一系列的物理、化学变化，从而使纤维间形成各种结合力，形成符合质量标准的高、中密度纤维板。纤维板具有脲醛树脂和纤维素的双重性质。密度为0.7g/cm3的中密度纤维板的内部空隙率为53％左右。纤维板在压力为0.3MPa，温度在140℃～150℃的条件下，酸性降解水溶液能迅速的充满整个边、头废料的板条空隙中；蒸汽的蒸煮使纤维板的边、头废料快速膨胀，热解降解、酸性水解降解同时进行；在一系列的物理化学和化学物理的反应中；胶粘剂——脲醛树脂的官能团(如羟甲基、羟基)和纤维表面的游离羟基所形成的化学键和氢键等均遭到破坏，降低了纤维表面的吸附能力，纤维的聚合度显著下降，完成了高、中密度纤维板边、头废料降解处理的全过程。

本发明具有以下显著优点：第一、它工艺简单，投资少，既可对纤维板、刨花板生产过程中产生的边、头废料进行再生利用；第二、该工艺对纤维素的结构性质、形态等无任何损伤，大大提高纤维利用率，节约木材，降低生产成本；第三、利用该方法可快速降解以脲醛树脂为胶粘剂的制品，无污染，具有经济和环境双重效益。

(四)具体实施方式

以降解池降解为例：建一个少大于实际容量的降解池，其深度为3m左右，池底留一凹坑以利降解后抽水，池底的边、角设置3～4个供气管道出口，将纤维板、刨花板的边、头废料分格立放，便于降解反应中可将料物拨动，但料物不可装的过满，要留出一定的空间，注入1.5～3％的甲酸降解溶液，盖上盖，注入蒸汽，当池内水温上升至140℃～150℃时保温，每4个小时用钩、叉拨动料物一次，并注入蒸汽保温2个小时，至24小时后，拨动料物并交替注入蒸汽和压缩空气，压力为0.3MPa，温度控制在140℃～150℃，仍为每4个小时一次，以利酸性水解降解和热解降解反应同时进行。48小时后，停止蒸汽和压缩空气的注入，打开池盖让料物在自然界中充分降解。60小时后要多次抽出池内降解溶液保存再用。其降解时间为70～80小时。

降解后的边、头废料利用碎浆机强化碎解为高浓的纤维精浆，调节精浆的酸碱度PH值为7.0～7.5。

Claims (2)

1、一种可降解高、中密度纤维板、刨花板边、头废料的方法，其特征在于它可分别在滚筒式反应釜内或降解池内进行降解：

(1)滚筒式反应釜降解法—首先，将纤维板、刨花板的边、头废料分开、各自装入相应的滚筒式反应釜内，并装以1.5～3％甲酸配制的酸性降解溶液，釜内要留有吸水后料物膨胀及蒸汽的冷凝水的空间；其次，启动滚筒式反应釜转速为12～30YPm，并保持釜内水温在140～150℃一个小时，以后每隔1小时如前启动一次滚筒式反应釜，至16个小时，将釜内溶液放出一部分，启动滚筒式反应釜，并轮换送入蒸汽和压缩空气，压力为0.3MPa，使料物在反应釜内形成酸性水解和热解降解反应同时进行；最后，仍为每隔1小时反复启动一次，直至24小时后停止滚筒式反应釜运转，并停气，打开滚筒式反映釜盖，让料物在反应釜内自然降解，其降解时间为30～40小时。

(2)降解池降解法—首先建一个大于实际容量的降解池，其深度为3m左右，池底一凹坑以利降解后抽水，池底的边角设置3～4个供气管道的出口，料物入池后要分格立放，以利降解反应中可将料物拨动，放料物时要留出一定的空间；然后注入以1.5～3％甲酸配制的酸性降解溶液，盖上盖，注入蒸汽，当池内水温上升至140～150℃时保温，每4个小时用钩、叉拨动料物并交替注入蒸汽和压缩空气，压力为03MPa，温度控制在140～150℃，以后仍为每4个小时一次，48小时后，停止蒸汽及压缩空气的注入，打开降解池盖，让料物在自然界中充分降解，60小时后要多次抽出池内多余溶液，保存再用，其降解时间为70～80小时。

2、一种可降解高、中密度纤维板、刨花板边、头废料的方法，其特征在于降解后的边、头废料用碎浆机强化碎解为高浓的纤维精浆、调节精浆的酸碱度PH值为7.0～7.5。