1.农作物秸秆板概念简介(图)秸秆的特点

农作物秸秆人造板已经在市场上占有一席之地，但本文将对其具体的产品材料基础和内在机理、行业的来龙去脉和未来趋势进行简要总结，以及其市场规模和行业意义等，但综合阐述。

1.农作物秸秆板概念介绍

1.1稻草特征

农残可以作为压制人造板的原料，资源丰富，价格便宜，而秸秆是可再生资源，每年都可以再生，可以保证原料充足。

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农业废弃物和木材的成分差异很大，其成分如下表所示。

表1麦秸、稻草和木材的组成

小麦秸秆/%

稻草/%

木材/%

纤维素

45-50

43-49

57

半纤维素

26-32

23-28

23

木质素

16-21

12-16

25

灰色

2-9

15-20

1

硅

2-8

9-14

0.5

从上表可以看出，麦秸和稻草的半纤维素含量较高，在热压过程中容易热分解和粘板。麦秸和稻草的灰分含量远高于木材，90%以上的灰分是SiO2。由于SiO2在麦秸表面形成非极性的表面结构，对粘合有很大的阻碍作用，影响板材的强度。麦秸的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，但其结构松散，纤维细胞含量（60%）低于木材（75%-98%），溶液提取物含量较高，所以本身的强度比木头低很多麦秸纤维，影响板子的强度。针对麦秸的上述特点，许多国家对如何利用麦秸生产能满足使用要求的高强麦秸板进行了广泛而深入的研究。

1.2发展农作物秸秆板的必要性和意义

人造板是大面积的木材消耗。 2020年，全球人造板消费量已超过3亿立方米。随着人们生活水平的提高，室内外装饰成为城镇建设发展的重点，人造板作为装饰装修材料的需求不断增长，前景无限，将为经济发展和社会进步做出重大贡献。

根据国内外既定的工业生产实践，利用农作物秸秆生产的人造板重量轻、强度高、保温、隔音、力学性能好、不含游离甲醛在生产和使用过程中释放出来，产品性能可以满足人造板的国家标准要求，完全可以与人造板相媲美。因此，利用农业原料生产人造板在市场应用和前景上没有问题。

目前，全球森林资源呈现明显减少趋势，木材供不应求。亚洲、非洲和中南美洲的森林砍伐最为严重，木材质量和数量急剧下降。我国是少林国，人均森林蓄积量低，远低于世界人均水平。国内木材年均消费总量大，木材年短缺量大。目前乃至很长时间内，我国传统人造板的发展空间十分有限，将面临木材资源短缺、生态环境保护等重大挑战。

农作物秸秆人造板的出现正是顺应了这种情况。秸秆是农业生产残渣，数量巨大。稻草和小麦年产量主要超过7亿吨。农业残留物带来处置问题。除极少部分用作工业原料（如造纸）或秸秆还田外，大部分都被焚烧或丢弃，污染严重。如果其中的10%可用于生产近7000万立方米的麦草板，既能满足生产生活的需要，又能节约木材、保护环境。广义上的秸秆还包括果树轮作材、田边枝、野芦苇、柳柳等植物，以及其他一些与农业生产有关的材料，不同于传统的生态林，那么广义的农作物残留物 年库存量至少为 20 亿吨或更多的量。如果其中一部分用于生产面板，可以节省或几乎完全避免砍伐生态树木。由于过去过度砍伐森林麦秸纤维，导致水土流失严重，旱涝灾害频发。为此，我国早在1998年就启动了天然林保护工程。节约木材、开发木材替代品将是国家林业和建材行业的长期发展方向。

1.3 农作物秸秆板的优点和用途

异氰酸酯粘合麦草板不释放甲醛，可在室内使用。它是一种环保产品，受到公众的欢迎和关注。高强度和阻燃。耐水性也是秸秆基板的一个重要优势。这种高耐水性降低了板材的吸湿膨胀和翘曲，提高了板材的尺寸稳定性。

草板还可用于集装箱家具、厨卫柜、家庭娱乐柜、储物柜、安装用具、柜台面板、门板、模具和货架等。它的其他用途包括地板、地板系统和家庭结构，是纯木刨花板的良好替代品。

1.4草板胶粘剂的研究

由于秸秆灰中SiO2含量高达90%，且SiO2在秸秆表面形成非极性表面结构，影响胶粘剂的粘结力。含醛粘合剂的主要缺点是对吸管的粘附性。差，无法生产出符合标准的印版。脲醛、酚醛、三聚氰胺三种胶粘剂都会释放甲醛，对人体有害；含醛粘合剂施胶量大，固化速度慢，压制时间长。

虽然异氰酸酯比通常的“三醛树脂”胶粘剂要贵，但它具有以下优点：

(1)异氰酸酯（主要指聚合异氰酸酯）不释放对人体有害的刺激性甲醛，减少环境污染；

(2)胶量少，一般为基材的2~5%；

(3)热压时间短可以提高生产效率；

(4)本身没有水分，因此对原料水分要求低，可高达10%左右，节约能源；

(5)大部分设备都可以使用“三醛树脂”粘合剂；

(6)板材性能优良，耐水性好。

异氰酸酯胶在秸秆板制造中的使用对提高秸秆板的性能具有决定性的作用，促进了秸秆板研发生产的发展。异氰酸酯胶分子量小，渗透性和润湿性强，含有高活性异氰酸酯（-NCO），与麦秆中的水反应生成聚脲，在麦秆中形成强键，还能与羟基发生反应。麦秆纤维中的基团产生高强度的胶合键，对酸、碱和水有良好的稳定性，使麦秆板具有良好的物理机械性能，克服了含醛胶与麦秆粘合力差的问题。缺点。

异氰酸酯的主要缺点是热压时会粘在金属板上，需要增加脱模的工艺和成本；用量少时，施胶后的刨花无初始粘度，需另加增粘剂。

针对异氰酸酯MDI使用中存在的一些问题，开发了可乳化异氰酸酯。其优点是：异氰酸酯乳液不释放对人体有害的刺激性甲醛，大大减少了异氰酸酯的挥发，减少了对人体的危害。减少环境污染；将异氰酸酯均匀分散在水乳液中，施胶过程中异氰酸酯与麦秸混合均匀，减少粘合剂用量；施胶设备易于清洁。

2.农作物秸秆板的研发

2.1国外草板的研发

2.1.1国外草编板的发展历程

秸秆，尤其是麦秸，作为农业生产的副产品，最先被用来制作用于建造房屋的草筋粘土板。 1905年，德国用小麦秸秆等农作物秸秆原料混合粘合剂进行面板研究。 1930年至1940年，美国还对利用这种原料制造保温板进行了研究。 1970年，联合国工业发展组织举办了非木质人造板研讨会，有13个国家参加。人造板生产中农残的利用已扩大到各种秸秆材料。然而，真正以麦秸等秸秆为原料生产人造板并大规模应用于生产生活的研发，直到20世纪末才迅速发展。

2.1.2国外草编板研究进展

各国对草板的研究涉及内容广泛。美国麦迪逊林产品实验室的 M.Rowell 对包括麦秆在内的 20 种类似稻草的植物纤维进行了化学成分分析和性能比较，认为将其与其他材料复合使用是可行的制造人造板。英国威尔士大学生物复合材料研究中心的 J Hague 等人分别使用脲醛树脂胶、酚醛树脂胶和异氰酸酯胶对麦秸等农业废弃物制成的刨花板的性能进行了深入研究。木刨花板制造板的方法强度低，主要是其表面的蜡质层和硅质层影响胶粘剂的粘合性能，因此需要对表面进行预处理，改进制造工艺。

德国著名公司拜耳和原野牛研究中心也对刨花板生产领域进行了探索。研究结果表明，使用聚异氰酸酯胶（PMDI）对麦秸原料进行碱预处理时，麦秸板的性能更佳，应用内脱模剂可解决粘板问题，且易于实施。在技​​术上；同时，如果100%使用麦秸为原料制作人造板，胶量比木材大，一般为3%~5%，而木材为2.5 % 到 3%，这增加了胶水的成本。从生产上看，麦秸的粉碎、胶粘剂的应用和平板的铺设是重点。加拿大阿尔伯塔研究协会（ARC）也一直在研究利用麦秸等农业废弃物生产人造板，并一直在积极推动商业化。明尼苏达大学和 Goldboard 的研究人员联合发表了研究成果。他们认为，北美、中国和印度的麦草原料非常丰富，发展潜力巨大。文章从世界木材资源和板材消费入手，阐述了麦草原料和利用的历史、北美麦草板的生产情况和存在的问题，分析了麦草板的经济效益和市场潜力。

上述研究为秸秆基板的开发和生产提供了重要的理论依据。

2.1.3 国外草编板生产及设备

在世界范围内，秸秆资源极为丰富。随着研究的深入，麦草板已进入规模化生产阶段，大量配套设备应运而生。从全球来看，当时的秸秆板主要是北美的麦草板生产中心，主要集中在加拿大和美国。在北美，主要以麦秸为原料生产刨花板的工厂有10多家。最著名的是加拿大的Isoboard（后来被陶氏化学收购）和美国的PrimeBoard。美国PrimeBoard公司采用瑞典Daproma公司生产的设备，设计年产278.70000平方米（3000万平方英尺，3/4英寸厚，下同）。热压机是多层垫型。胶粘剂采用美国ICI公司生产的异氰酸酯胶-Rubinate，采用外涂脱模剂的方法离型。位于加拿大马尼托巴埃利的Isobord公司主要使用Kvaerner生产的设备，投资约1.1亿美元，设计年产量1337.80,000 m2（1.44亿平方英尺）），采用连续热压机，采用陶氏化学公司生产的多异氰酸酯胶，脱模方法是采用在上下板坯上铺一层牛皮纸的方法。在当时生产技术还不成熟的时候，每个工厂都是八仙渡海大显身手，用各种方法生产。

此外，英国公司 Compak 从 1980 年代后期开始，也致力于开发利用农业废弃物生产人造板的小型设备。 1990年，它为挪威提供了一条以麦秸为主要原料生产刨花板的生产线。 1995年为澳大利亚提供2条麦草板生产线。 1997年进入北美市场，德国申克人造板机械设备制造公司与美国Phenix公司共同开发生产麦秸、大豆秸秆成套设备，并在明尼苏达州LeCeter建立了工厂, 美国。很快，原维美德公司和索玛公司也加入了联合开发生产麦草板设备的行列。

1994年以前，北美没有正式生产麦草板，但到2000年底有十多家工厂，总产量2.415.50000平方米(2.@ >61亿平方英尺），并陆续有部分生产线。可以说，秸秆板，尤其是麦秸板厂，火了一阵子，大势所趋，但毕竟在技术、市场、国情等各个方面都受到限制。高潮过得很快，却为后来者积累了宝贵的财富。

2.2国内秸秆基板研发

2.2.1国产草编板研究

我国的研究人员也对利用秸秆生产人造板进行了大量的研究和探索。 1981年，中国新型建材公司从英国引进两条生产线，分别用稻草和小麦秸秆生产纸草板。目前我国秸秆的主要用途是造纸，也有的利用农业领域的研究成果进行蓄水或秸秆还田。但大部分仍被焚烧丢弃，造成严重的环境污染。

1980年代中期，江西省建筑材料研究院对麦秸刨花板进行了初步研究，开发了小型加工设备。 1980年代后期，西北人造板机械厂对麦秸板的生产工艺和设备、板材的性能和应用范围进行了研究分析，并提供了一些生产工艺参数和成本核算数据。

自1990年代以来，东北林业大学对麦秆的特性及制板技术进行了广泛、深入、细致的研究和分析。研究涉及麦秸的结构与特性、麦秸板的制造工艺参数等。本世纪初，东北林业大学完成了麦秸、秸秆、农作物秸秆人造板的研制。该校研究人员分析了使用异氰酸酯胶时麦秸刨花的粘合效果的视觉效果，通过碳化荧光显微镜可以更清楚地观察麦秸板粘合的视觉效果和状态。

南京林业大学的研究人员在麦草板的研究上投入了大量的精力。重点研究了利用麦秸作为墙体保温材料的可能性以及利用麦秸制作刨花板和中密度纤维板的生产工艺，并研制了相应的专用胶粘剂。同时研究了麦秸板的粘合机理和麦秸表面的润湿性。还研究了麦秸与其他材料的复合性能。

1990年代中期，黑龙江省林业科学研究院林产工业研究所对麦秸的制板工艺、生产设备和板材功能进行了深入研究。武汉建材设计研究院还对麦草板进行了研究和探讨，并给出了产品性能参数。

也有学者详细探讨了秸秆基板发展的生态效应，认为秸秆基板是维护生态资源、保护环境的绿色产品，将带来更好的经济、社会和生态环境。好处。我国对草板的研究越来越广泛。 2001年发表了大量关于麦秸板的加工工艺、胶合机理、复合性能、发展和应用前景的研究成果，成为板材行业新的研究热点。

进入21世纪后，万华作为异氰酸酯或MDI的生产厂家，也开始了秸秆板的系统研发，同时也从事生产机理的研发、特种粘合剂的研发、设备选型与集成，各种原材料。对不同功能的秸秆板的研发和板的应用进行了大量的研究，并取得了实际成果。

考虑到我国的基本国情，以及秸秆板本身的性能优势和环保功能，我国的农作物秸秆板发展前景广阔。

2.2.2 国产草板生产及设备

当时，我国秸秆板的工业化生产还处于起步阶段。黑龙江省林业产业研究院和河北赛博板业集团通过对原刨花板生产线的改造，成功生产出草板。上海人造板机械厂等单位联合研制成套人造板设备，年产8万立方米。东北林业大学与四川东华机械厂共同研制出年产1.50,000~3.00,000 m3的秸秆中纤板成套设备。南京林业大学与速福马股份有限公司、江苏建湖轻工机械厂合作建设年产5000-7000m3的小型麦草板生产厂。中国林业科学研究院与北京鑫源宏业投资有限公司共同研发均质麦秸刨花板生产工艺及设备，成立麦秸板研究中心。国内很多企业都对草板表现出了浓厚的兴趣。因此，当时草板的市场前景普遍看好。

湖北荆州吉立新型建材有限公司是当时国内第一家真正生产秸秆板的企业。它采用改良的国产设备，以秸秆为原料，实现了真正意义上的大规模生产。江苏鼎源在一段时间内也生产了一定批次的草板。四川国栋使用的设备是世界领先的人造板机械公司美卓提供的设备。但由于种种问题，设备调试阶段过长，未能实现量产。还有上海固菱环保材料有限公司，也是一家尝试生产麦草板的公司。当时北大荒有限公司、光明家具有限公司、陕西精高有限公司都对秸秆人造板项目感兴趣，但后来都销声匿迹了。

他们在中国草板发展史上留下了印记，成为中国草板发展的基石。

3 农作物秸秆人造板真正产业化

无论是北美和欧洲的国外草板厂昙花一现，还是中国草板厂苦苦挣扎，最终的结局都是从人造板的历史上消失。单厂倒闭并不少见，但没有一家公司能成功宣称行业站不住脚，是行业的问题。

当时，烟台万华聚氨酯有限公司作为世界上少数掌握异氰酸酯（MDI）生产技术的企业之一，肩负着重要的历史责任和使命。秸秆板将是一个重要的MDI应用领域，因为它们只能与异氰酸酯粘合。同时，利用农作物秸秆板渣，少砍伐树木，保护生态，增加农民收入，是神圣而深远的，必然是发展趋势。使用MDI生产人造板不释放甲醛，解决了家居环境污染问题。正是基于以上的意义和使命，万华决定承担这一艰巨的任务。

当时，万华北京研究院成为了秸秆基板的研发基地。后来，许多实用的研究理论和生产基础都是从这里不断总结出来的。另一方面，不遗余力地扶持四川国栋、湖北吉利等现有草板生产企业，但行业难度、工厂在化学和生产技术上的局限，以及市场的认知度并且当时的认可度逐渐提高。 ，各家工厂纷纷停产或倒闭。万华看到行业面临的危机，果断行动。 2005年，万华全资收购湖北吉利公司，将研发与生产紧密结合。依托背后强大的万华实业集团，万华踏上了坚定的产品生产和市场开拓之路。这也是中国乃至世界草板产业的转折点。

但它充满了曲折。产品的最终确定是一个复杂的过程。原材料的制备、刨花种类和形状的控制、板结构的设置、产品加工性能的提高等，同样困难重重。随着市场的发展和定位，自2006年底公司成立以来，制草板一直在努力完善自己。其中一个突破是，草板厂不再局限于传统的麦秸、稻草为原料，而是开发了芦苇、麻、烟、果木、竹子等其他原料。很大的进步。秸秆概念拓展后，广义秸秆年产量超过20亿吨，原料更加丰富，生产成本进一步控制，极大促进了秸秆的选址、市场布局和应用领域。工厂。

曲折的过程不再赘述。总之，秸秆生产技术日趋完善和科学，产品质量符合市场应用，工厂遍地开花，未来三年及明年规模将达到3-500万立方米。产品实现了质优价廉，被各大家具企业广泛使用。

更有意义的是，单独的乐乐不如所有的乐乐。通过制草板的带动作用，在人造板领域，无醛化已成为常态。每种板型都有多家企业实现无甲醛。带动了行业的绿色升级。这是一个双赢的局面。有利于草板或普通人造板企业，有利于消费者拥有健康安全的家居环境，有利于农民增收，有利于我们普通百姓身边的绿色环境。而曾经为行业做出贡献的异氰酸酯巨头们，行业的MDI销量几乎已经从0到今天的10万吨以上，可以预见，在短短几年内，人造板行业的MDI消费量将是数百吨。就在拐角处。