玉米淀粉胶黏剂压制环保型碎料板的研究

陆汀 张雁飞 隋忠海

摘 要：本研究用正交试验法，研究了利用一定配比的木刨花、玉米淀粉胶黏剂、石蜡乳液、制造环保型碎料版。通过改变玉米淀粉胶黏剂碎料板制造过程中的热压温度、压力及碎料板密度，来检测不同工艺条件下制备的碎料板的主要力学性能，分析其对玉米淀粉胶黏剂碎料板主要性能的影响。经过科学的试验及数据分析，确定了满足国家标准规定的环保型碎料版要求的玉米淀粉胶黏剂碎料板生产的最佳工艺参数。研究结果表明用热压法制备玉米淀粉胶黏剂碎料板的最佳工艺参数为：密度0.70g/cm3、单位压力3.0MPa、热压温度190℃。

关键词：玉米淀粉胶黏剂；碎料板；力学性能

中图分类号：TS653 文献标志码：A 文章编号：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

在環保型碎料版领域，因其使用功能的不同，所要求的力学性能也是不相同的。因为家具的各个部件在外加载荷和自重时作用下，各部件受力情况及受力的大小并不相同，不同部位的碎料板，它所要求的物理力学性能也不一样[1，2]。而由我国自主生产的家具型碎料板虽然符合国内的环保型碎料版的要求，但是在新的国际经济形势下需要性能更加好的碎料板。研究与开发新型的符合更高质量要求的环保型碎料版刻不容缓[3]。

由于国家对环保的新要求以及国民生活水平的提高，人们对家具的环保性也是更加的关注。玉米淀粉胶黏剂是一种生物质的胶黏剂，在一九五零年左右于人造板领域曾作为主要胶黏剂之一。但是传统的玉米淀粉胶黏剂因为耐水性比较差、交接强度不够等原因，之后则被合成的高分子胶黏剂所取代。九零年代以后，伴随着石化资源的渐渐枯竭，以及整个国际市场对环保型胶黏剂需求量的增加，将可再生的环保型资源用于生产碎料板的胶黏剂成为新的命题[4]。环保型的豆胶再次进入了人们的视线，成为了当下研究的热点。

1 研究材料、设备

1.1 研究材料

玉米淀粉胶黏剂

干燥的刨花

1.2 研究设备

实验要求具体设备见表1。

1.3 实验设计

通过改变玉米淀粉胶黏剂碎料板制造过程中的热压温度、压力及碎料板密度，通过检测不同工艺条件下制备的碎料板的主要力学性能，分析其对玉米淀粉胶黏剂碎料板主要性能的影响。

通过试验及分析，三因素三水平的正交试验来检测不同工艺条件下制备的碎料板的主要力学性能，确定满足环保型碎料版要求的玉米淀粉胶黏剂碎料板生产的最佳工艺参数。

1.4 压制

（1）拌胶

将芯层（表层）称量好的刨花倒入刨花施胶机，然后将调配好的芯层（表层）所需的胶黏剂均匀的撒至刨花上，接下来进行施胶机搅拌，在搅拌的过程中每间隔十分钟停止一次，将粘在施胶机上的刨花抖落至机器内，接下来继续搅拌。连续搅拌30min之后停止。将搅拌好的刨花装袋密封好，然后进表层刨花施胶工作。

（2）刨花铺装和热压

将制备好的刨花按表——芯——表进行分层铺装（碎料板密度按照正交试验表顺序进行）三层铺装完毕。用工具将铺装好的碎料板压制成形，在热压钢板上放置15mm厚的规条，随后放入平板硫化机进行热压。（热压温度，热压压力按正交试验进行，热压时间10min，保压时间5min，陈化时间60min）

（3）碎料板的规格锯切

将热压完成的碎料板，用精密推台锯进行规格锯切。将每一块310×310×15mm的碎料板锯制成310×50×15mm碎料板长条（每一种有五块），然后将其中一块长条锯制成50×50×15mm的碎料板方块（每一种有四块）。

2 结果与讨论

（1）根据GB/T 4897-2015相关规定进行检测得到碎料板的2h吸水厚度膨胀率在5.3%～9%之间。而且压力和密度对碎料板2h吸水厚度膨胀率影响较为显著，随着压力或者密度的增大，碎料板吸水厚度膨胀率在减小。

（2）碎料板靜曲强度在13.68～19.13MPa之间，碎料板弹性模量1930.71～2758.70MPa之间，根据GB/T 4897-2015相关规定，所有板材静曲强度和弹性模量均符合国家标准规定。

（3）碎料板内胶合强度在0.46～0.75MPa之间，根据GB/T 4897-2015相关规定，所有板材内胶合强度均符合国家标准规定。

（4）碎料板板面握钉力在1137～2140N之间，板边握钉力在633～970N之间，根据GB/T 4897-2015相关规定，所有板材内胶合强度均符合国家标准规定。

通过实验密度对碎料板板面握钉力影响最为显著，热压温度对板面握钉力也有影响，单位压力影响相对较小。随着密度的增加板面握钉力逐渐增大。随着热压温度的增大板面握钉力逐渐减小。

3 结束语

利用一定配比的木刨花、玉米淀粉胶黏剂、石蜡乳液、制造玉米淀粉胶黏剂环保型碎料版。通过改变玉米淀粉胶黏剂碎料板制造过程中的热压温度、压力及碎料板密度，来检测不同工艺条件下制备的碎料板的主要力学性能，分析了其对玉米淀粉胶黏剂碎料板主要性能的影响。经过科学的试验及数据分析，确定了满足国家标准规定的环保型碎料版要求的玉米淀粉胶黏剂碎料板生产的最佳工艺参数为：密度0.70g/cm3、单位压力3.0MPa、热压温度190℃。

玉米淀粉胶黏剂的使用，可以有效的避免甲醛等有害物质对人体健康的损害。本试验研究与总结了玉米淀粉胶黏剂环保型碎料版的物理力学性能规律。因为我国在环保型环保型碎料版领域研究得并不深入，该研究对玉米淀粉胶黏剂家具型碎料板生产的规模化与产业化应用提供了必要的理论技术支撑。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T17657-2013.人造板及饰面人造板理化性能试验方法[S].北京：中国标准出版社，2013.

[2]郑光明.对家具用刨花板质量标准的几点看法[J].家具，1986（5）：29-30.

[3]王礼.试谈刨花板的性能及在家具中的应用[J].林业科技，1990（3）：42-45.

[4]吴志刚，雷洪，杜官本，等.刨花板用大豆蛋白基胶黏剂的研究[J].浙江农林大学学报，2016，33（1）：172-176.