CN102504557A - 一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法 - Google Patents

一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法,其配方是可发性聚苯乙烯5~200份、木质刨花200~600份(表层刨花50~100份、芯层刨花150~500份)、偶联剂1.5~5份、胶粘剂4~10份。其制造工艺为先将木质刨花干燥至含水率2~5%,并经过分选设备分为表层刨花与芯层刨花两部分,其中表层刨花进行施胶后作为表层物料,芯层刨花用偶联剂表面处理后与EPS进行混合作为芯层物料,经过组坯、预压,热压成型得到低密度木塑复合刨花板。产品具有比普通刨花板密度低、物理力学性能优越,特别是防水性好、环保性能好的优点,生产工艺简单、可在现有的刨花板生产线上生产,广泛用作家具材料、包装材料和墙体材料使用。

Description

一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法技术领域[0001] 本发明属于复合材料领域,更具体涉及一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法。背景技术[0002] 刨花板产品大部分都采用脲醛树脂胶,因而存在甲醛释放,而且市场上刨花板产品密度均在0. 5g. cm-3以上,同时防水性能及尺寸稳定性不理想。木塑复合材料是利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等与一定数量的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合而成的新型木质材料,再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺,生产出的板材或型材。木塑复合材料因具有木材和塑料的双重优点,而被广泛应用于室内装修及户外使用。[0003] 公开号为“1513918 A”的发明公开了一种木塑复合材料及其制备方法和应用,该复合材料包含有回收塑料、木质纤维以及树脂相容剂等组分,其制备方法涉及由木质纤维改性塑料而得到的复合材料。该复合材料有较高的强度及韧性,并且其成型加工性也得到很大改善。但其生产成本较高。[0004] 公开号为“102020862A”的发明公开了一种低密度木塑复合材料及其制造方法,该复合材料采用了 EPS与木纤维复合,选用的是MDF生产中未施胶过的纤维,原料的生产复杂,同时采用木纤维与EPS混合后均进行了施胶,在一定程度上都增加了生产的成本。发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法。本发明原料成本低,制造工艺简单且易控制,产品稳定性好、密度低并具有一定的强度。[0006] 本发明是通过如下技术方案实施的:一种低密度木塑复合材料的配方及其质量份数为:可发性聚苯乙烯5〜200份、木质刨花200〜600份(表层刨花50〜100份、芯层刨花150〜500份)、偶联剂1. 5〜5份、胶粘剂 4〜10份。[0007] 所述的可发性聚苯乙烯为可发性聚苯乙烯粒子,其粒径为0. 2〜2. 0mm。[0008] 所述的木质刨花为刨花板生产中所使用的木质刨花。[0009] 所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。[0010] 所述的胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶中的一种。[0011] 该复合材料可进一步添加质量份数为3〜30份的阻燃剂。[0012] 所述阻燃剂为磷酸氢二铵、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝、 十溴二苯乙烷中的一种或几种。[0013] 该低密度木塑复合材料的制造方法的具体步骤为:1)将木质刨花干燥至含水率为2〜5%,再经过刨花分选设备分成表层刨花、芯层刨花两部分;2)将芯层刨花用量的0. 5〜1. 5%的偶联剂与芯层刨花混合均勻;3)将表层刨花用量的4 ^10%的胶粘剂对表层刨花进行施胶处理;4)将步骤2)得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯粒子按比例混合均勻;5)将步骤3)得到的物料铺装于板坯上下表面,板坯中心层采用步骤4)所得的物料组坯,再进行预压,最后热压得到低密度木塑复合刨花板;所述的预压的压力为0. 6^1. 4MPa, 时间2〜10 min ;热压过程中单位压力0. 8〜2. 5MPa,温度为14(T230°C,热压时间为每毫米板厚 20s〜60s。[0014] 如要生产阻燃型低密度木塑复合材料,在步骤3)和4)中加入配比量的阻燃剂。[0015] 本发明的显著优点在于:(1)本发明所制得的木塑复合刨花板密度低,强度好、防水性能好,尺寸稳定性好,各项性能优于普通刨花板产品。可广泛用作家具材料、包装材料和墙体材料使用。[0016] (2)本发明制得的低密度木塑复合刨花板,以厚度为15mm的复合刨花板产品为例,密度在0. 35〜0. 50g · cnT3,含水率2〜10%,2h吸水厚度膨胀率彡4%,静曲强度彡12MPa, 内结合强度> 0. 25 MPa,导热系数0. 03、. 05ff/m. K。该低密度木塑复合刨花板可代替刨花板、MDF等广泛使用于家具材料、包装材料和墙体材料,具有节约木材资源的重要意义。[0017] (3)本发明还可以通过如下措施完善:①制造方法中所用原料为EPS,可选用本身阻燃型的EPS粒子并在成型过程中施加一定量的阻燃剂,以达到产品的阻燃要求,以更安全地用于室内;②将所制得的低密度木塑复合刨花板,可以将其双面进行饰面处理,以提高其装饰效果,可直接使用。具体实施方式[0018] 一种低密度木塑复合材料的配方及其质量份数为:可发性聚苯乙烯5〜200份、表层刨花50〜100份、芯层刨花150〜500份、偶联剂1. 5〜5份、胶粘剂4〜10份。[0019] 所述的可发性聚苯乙烯为可发性聚苯乙烯粒子,其粒径为0. 2^2. 0mm。[0020] 所述的木质刨花为刨花板生产中所使用的木质刨花。[0021] 所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等液态偶联剂中的任意一种。[0022] 所述的胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶中的任意一种。[0023] 该复合材料可进一步添加质量份数为3〜30份的阻燃剂。[0024] 所述阻燃剂为磷酸氢二铵、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝、 十溴二苯乙烷中的任意一种或几种。[0025] 该低密度木塑复合刨花板的制造方法的具体步骤为:1)将木质刨花干燥至含水率为2〜5%,再经过刨花分选设备分成表层刨花、芯层刨花两部分;2)将芯层刨花用量的0. 5〜1. 5%的偶联剂与芯层刨花混合均勻;3)将表层刨花用量的4 ^10%的胶粘剂对表层刨花进行施胶处理;4)将步骤2)得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯粒子按比例混合均勻;5)将步骤3)得到的物料铺装于板坯上下表面,板坯中心层采用步骤4)所得的物料组坯,再进行预压,最后热压得到低密度木塑复合刨花板。[0026] 所述的预压的压力为0. 6^1. 4MPa,时间2〜10 min ;热压过程中单位压力 0. 8〜2. 5MPa,温度为14(T230°C,热压时间为每毫米板厚20s〜60s。[0027] 所述步骤3)中胶粘剂的用量,若为二苯基甲烷二异氰酸酯胶(MDI胶)可用;Γ5份, 而脲醛树脂胶(UF胶)或者酚醛树脂胶(PF胶)的用量可用4、份。[0028] 所述步骤4)的热压过程中,当低密度木塑复合材料的厚度在30mm以内时,热压时间为每毫米板厚20iT60S。当厚度大于30mm以上时,热压时间应更长。[0029] 本发明下面结合实施来予以阐明。[0030] 实施例1①用木质刨花干燥至含水率为4%,并取表层刨花60份、芯层刨花300份;②将3份硅烷偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面;③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯30份均勻混合,粒径为0. 3mm ;④将2. 5份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶(MDI胶)通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面;⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层,将步骤③ 得到的物料铺装在板坯的芯层,进行组坯成型;⑥进行预压,预压的压力为0. 8MPa,预压时间:3min ;⑦最后进行热压,单位压力为1. 2MPa、时间6min、温度为170°C的条件下热压得到厚度为12mm厚的低密度木塑复合刨花板。[0031] 实施例2①用木质刨花干燥至含水率为3%,并取表层刨花70份、芯层刨花350份;②将3. 5份钛酸酯偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面;③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯30份均勻混合,粒径为0. 5mm ;④将3份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶(MDI胶)通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面;⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层,将步骤③ 得到的物料铺装在板坯的芯层,进行组坯成型;⑥进行预压,预压的压力为0. 8MPa,预压时间:3min ;⑦最后进行热压,单位压力为1. 2MPa、时间6min、温度为180°C的条件下热压得到厚度为12mm厚的低密度木塑复合刨花板。[0032] 实施例3①用木质刨花干燥至含水率为2%,并取表层刨花80份、芯层刨花300份;②将3份铝酸酯偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面;③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯30份均勻混合,粒径为1. 5mm ;④将2. 5份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶(MDI胶)通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面;⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层,将步骤③ 得到的物料铺装在板坯的芯层,进行组坯成型;⑥进行预压,预压的压力为0. 8MPa,预压时间aiiin ;⑦最后进行热压,单位压力为1. 2MPa、时间6min、温度为200°C的条件下热压得到厚度为15mm厚的低密度木塑复合刨花板。[0033] 实施例4①用木质刨花干燥至含水率为2%,并取表层刨花80份、芯层刨花500份;②将5份硅烷偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面;③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯150份均勻混合,粒径为1. 4mm ;④将3份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶(MDI胶)通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面;⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层,将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层,进行组坯成型;⑥进行预压,预压的压力为0. 8MPa,预压时间 7min ;⑦最后进行热压,单位压力为1. 2MPa、时间7min、温度为190°C的条件下热压得到厚度为15mm厚的低密度木塑复合刨花板。5[0034] 实施例5①用木质刨花干燥至含水率为2%,并取表层刨花100份、芯层刨花350份;②将3. 5份钛酸酯偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面;③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯35份均勻混合,粒径为1. 2mm ;④将8份的酚醛树脂胶通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面;⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层,将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层,进行组坯成型;⑥进行预压,预压的压力为0. 8MPa,预压时间Smin ;⑦最后进行热压,单位压力为1. 3MPa、时间6min、温度为180°C的条件下热压得到厚度为20mm厚的低密度木塑复合刨花板。[0035] 实施例6①用木质刨花干燥至含水率为2%,并取表层刨花60份、芯层刨花300份;②将3份硅烷偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面;③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯30份均勻混合,粒径为0. 8mm ;④将2. 5份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶(MDI胶)通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面;⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层,将步骤③ 得到的物料铺装在板坯的芯层,进行组坯成型;⑥进行预压,预压的压力为0. 8MPa,预压时间5min ;⑦最后进行热压,单位压力为1. 3MPa、时间IOmiru温度为180°C的条件下热压得到厚度为20mm厚的低密度木塑复合刨花板。[0036] 实施例7①用木质刨花干燥至含水率为2%,并取表层刨花100份、芯层刨花400份;②将4份铝酸酯偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面;③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯40份均勻混合,粒径为1. 3mm ;④将8份的脲醛树脂胶通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面;⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层,将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层,进行组坯成型;⑥进行预压,预压的压力为0. 8MPa,预压时间6min ;⑦最后进行热压,单位压力为1. 4MPa、时间15min、温度为210°C的条件下热压得到厚度为25mm厚的低密度木塑复合刨花板。[0037] 实施例8①用木质刨花干燥至含水率为2%,并取表层刨花120份、芯层刨花450份;②将4. 5份钛酸酯偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面;③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯40份均勻混合,粒径为0. 6mm ;④将4份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶(MDI胶) 通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面;⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层,将步骤 ③得到的物料铺装在板坯的芯层,进行组坯成型;⑥进行预压,预压的压力为0. 8MPa,预压时间9min ;⑦最后进行热压,单位压力为1. 4MPa、时间13min、温度为220°C的条件下热压得到厚度为25mm厚的低密度木塑复合刨花板。[0038] 需要说明的是:(1)为了提高阻燃性能,可用阻燃型可发性聚苯乙烯粒子替代; (2)可通过厚度规进一步控制热压后产品的厚度;(3)通过以上实施方案所得到的低密度木塑复合刨花板,可用装饰单板、高压装饰板等装饰材料对其单面或者双面饰面。(4)为了拓宽原料使用范围,木质刨花可用竹刨花、秸秆及蔗渣等碎料替代使用。(5)为进一步提高复合刨花板的防水性能,可以在成型之前加入适量的石蜡乳液等防水剂。[0039] 以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。6

Claims (9)

1. 一种低密度木塑复合刨花板,其特征在于:所述的刨花板包括如下质量份数的原料组分:可发性聚苯乙烯5〜200份,木质刨花200-600份,偶联剂1. 5〜5份,胶粘剂4〜10 份;所述的木质刨花是由50〜100份表层刨花和150〜500份芯层刨花组成的。
2.根据权利要求1所述的低密度木塑复合刨花板,其特征在于:所述的可发性聚苯乙烯是粒径为0. 2-2. Omm的可发性聚苯乙烯粒子。
3.根据权利要求1所述的低密度木塑复合刨花板,其特征在于:所述的偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的低密度木塑复合刨花板,其特征在于:所述的胶粘剂是二苯基甲烷二异氰酸酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶中的一种。
5.根据权利要求1所述的低密度木塑复合刨花板,其特征在于:所述的刨花板还包括质量份数为3-30份的阻燃剂。
6.根据权利要求5所述的低密度木塑复合刨花板,其特征在于:所述阻燃剂是磷酸氢二铵、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝、十溴二苯乙烷中的一种或多种的混合物。
7. —种如权利要求1所述的低密度木塑复合刨花板的制造方法,其特征在于:所述的制造方法的具体步骤为:1)将木质刨花干燥至含水率为2〜5%,再经过刨花分选设备分成表层刨花、芯层刨花两部分;2)将芯层刨花用量的0. 5〜1. 5%的偶联剂与芯层刨花混合均勻;3)将表层刨花用量的4-10%的胶粘剂对表层刨花进行施胶处理;4)将步骤2)得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯粒子按配比混合均勻;5)将步骤3)得到的物料铺装于板坯上下表面,板坯中心层采用步骤4)所得的物料组坯,再进行预压,最后热压得到所述的低密度木塑复合刨花板。
8. —种如权利要求5所述的低密度木塑复合刨花板的制造方法,其特征在于:所述的制造方法的具体步骤为:1)将木质刨花干燥至含水率为2〜5%,并经过刨花分选设备分成表层刨花、芯层刨花两部分;2)将芯层刨花用量的0. 5〜1. 5%的偶联剂与芯层刨花混合均勻;3)将表层刨花用量的4 -10%的胶粘剂对表层刨花进行施胶处理,同时加入配比量的阻燃剂;4)将步骤2)得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯粒子和阻燃剂按配比混合均勻;5)将步骤3)得到的物料铺装于板坯上下表面,板坯中心层采用步骤4)所得的物料组坯,再进行预压,最后热压得到所述的低密度木塑复合刨花板。
9.根据权利要求7或8所述的低密度木塑复合刨花板的制造方法,其特征在于:所述的预压的压力为0. 6-1. 4MPa,时间2_10 min ;热压过程中单位压力是0. 8-2. 5MPa,温度是 140 - 230°C,热压时间是按每毫米板厚20s-60s计算。
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