CN102794809A - 一种环保型中密度纤维板的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型中密度纤维板的生产工艺，经原料削片、配比、蒸煮、施蜡、热磨、施胶、干燥风选、铺装成型、预压、锯边、热压、翻板冷却、齐边、砂光步骤后制成成品，施胶步骤包括一种制胶工艺，以甲醛和尿素为主要原料，尿素分三批加入，并控制加入每批尿素后，使甲醛与尿素总量的摩尔比分别为2.4~3.0:1、1.3~1.5:1、0.8~1.0:1。制胶工艺采用弱碱-中强酸-弱碱反应路线，使原料依次在pH=8.0~8.5、pH=2.5~3.5、pH=8.0~8.5三种介质中进行反应，最终制得MDF_E1级脲醛树脂胶粘剂。利用本发明提供的生产工艺生产中密度纤维板，不需在热磨工艺中添加添加剂，也不需进行后期氨水处理即可达到降低甲醛释放量的效果。
Description
技术领域
本发明涉及纤维板生产工艺技术领域，尤其是一种环保型中密度纤维板的生产工艺。
背景技术
目前，我国生产的人造板绝大部分采用脲醛树脂，由甲醛与尿素按一定摩尔比混合进行反应生成脲醛树脂。人造板经过生产后，板材中残留有游离甲醛，危害着人们的身体健康。人造板甲醛释放主要来自：①脲醛树脂中未反应的游离甲醛；②树脂中不稳定分子在热压或板材使用过程中又放出甲醛；③木材中半纤维素也会逐渐分解而释放出甲醛。
传统纤维板的生产工艺存在如下缺陷：①因采用传统胶粘剂使成品板甲醛释放量达不到标准要求，需氨处理后才能达到产品要求，成品板氨基残留，造成环境污染；②生产过程中在热磨工段添加添加剂，胶粘剂的指标比例发生变化，同时添加比例很难达到稳定不变，胶粘剂的稳定性发生变化，成品板的甲醛释放量控制难度增加。
因此，如何研究一种生产工艺使生产出的产品更加符合环保要求是一个非常重要的课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种更符合环保要求的中密度纤维板生产工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种环保型中密度纤维板的生产工艺，包括下列步骤：①原料削片；②与外购片进行配比；③蒸煮软化；④施蜡；⑤热磨分解； ⑥施胶； ⑦干燥风选；⑧铺装成型；⑨预压；⑩锯边；
热压；
翻板冷却；
齐边；
砂光；
制成中密度纤维板成品，其中，在施胶步骤前有一个制胶工艺，制胶工艺通过如下步骤顺序进行：
第一步：将甲醛加入反应釜后，加入三乙醇胺，三乙醇胺的量为总胶质量的0.005~1%，调整pH值为8.0~8.5；
第二步：升温到30℃，加入第一批尿素，使甲醛与尿素的摩尔比为2.4~3.0:1，加入硼砂，硼砂的量为总胶质量的0.8~1.0%；
第三步：升温到80~90℃，维持反应25~30分钟后，降温到80~85℃；
第四步：调整pH值至2.5~3.5，继续反应至粘度为：25℃，涂-4杯20~22秒；
第五步：调整pH值至8.0~8.5，加入第二批尿素，使甲醛与第一批和第二批尿素之和的摩尔比为1.3~1.5:1，加入三聚氰胺，三聚氰胺的量为总胶质量的1.5~2.5%，降温至60~70℃，维持反应20分钟；
第六步：加入第三批尿素，使甲醛与第一批至第三批尿素之和的摩尔比为0.8~1.0:1，搅拌反应15~20分钟；
第七步：调整pH值至8.0~8.5，降温到45~55℃，出料，制得E1级脲醛树脂胶粘剂。
蒸煮软化步骤是将配比后的片状原料加入压力为0.6~1.0MPa、温度为155℃~180℃的蒸汽缓冲料仓进行蒸煮软化，蒸煮时间为2~4分钟。
在施蜡步骤中，石蜡用量为半成品纤维板重量的0.55~1.11%。
施胶步骤是在热磨机纤维出口处施加E1级脲醛树脂胶粘剂，E1级脲醛树脂胶粘剂的用量为180~230kg/m3。
干燥处理步骤，使纤维含水率控制在5%~13%之间。
在预压步骤中，预压机压缩率为40%~60%。
热压步骤是对板坯进行热压，热压温度为170~215℃，热压时间为5~9分钟，生产厚度为15mm中密度纤维板时加压为2~19MPa，生产厚度为18mm中密度纤维板时加压为2~20MPa。
本发明的生产工艺与传统工艺相比，具有如下优点：
1.甲醛释放量的控制在制胶工艺中完成，无需后续处理，也无需添加添加剂即可达到标准要求。
2.生产过程中有高预压效果，减少板坯在运行中出现拉裂现象出现；在板坯热压时，能够减少纤维反弹和预固化层，提高板表面结合强度，改善板传热性能，提高成品板芯层密实度。
3.成品板耐水性好，减少游离甲醛释放，提高成品板耐老化性。
4.采用本发明方法生产的中密度纤维板，实现了纤维板的低甲醛释放量和质量稳定的目标，其甲醛释放量在8.0mg/100g以下，完全达到GB/T11718-2009《中密度纤维板》和美国CARB认证的P 1和P 2的要求。
附图说明
图1是本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合图1和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1：
（1）选好存放原料的场地，选取的原料含水率控制在40%~60%，分别对木质原料进行分类贮存。
（2）将各种木质原料（如对小径木、木材加工剩余物等）用削片机进行削片，木片要求切口平整，大小均匀，尺寸为:长16~30mm，宽15~25mm，厚3~5mm。对于外购的木片，按以上木片质量及原料含水率要求进行质量检验把关。
（3）对片状原料进行筛选，将过大的木片和过小的碎屑去除，并对原料中可能存在的铁质金属进行探测吸附清除处理。
（4）把干湿程度、种类不同的片状原料配料均匀，再经油冷式电磁除铁器处理后进入压力为0.6MPa，温度为155℃的蒸汽缓冲料仓进行蒸煮软化，蒸煮时间为2分钟。
（5）经蒸煮软化后的木片加入石蜡防水剂，将其熔融后直接加入热磨机的进料螺旋内，石蜡用量为半成品纤维板重量的0.55%；木片经热磨机进行机械分解，制成纤维。
（6）制备E1级脲醛树脂胶粘剂：所用原料的含量均为质量百分比含量，将37%的甲醛水溶液754.054kg加入反应釜，加入98%三乙醇胺0.510kg，调节pH=8.0。用蒸汽加热反应釜，调节反应釜温度，当反应溶液达到30℃时，加入第一批98%尿素227.755kg，加入95%的硼砂8.421kg。升温到85℃，维持反应30分钟后，开冷却水使反应溶液降温到80℃。调节pH=2.5，用涂-4杯在25℃的条件下每十分钟检测一次反应溶液粘度，反应溶液粘度为20秒时立即调节pH=8.0，终止缩聚反应。加入第二批98%尿素210.235kg和98%三聚氰胺15.306kg，反应溶液降温到60℃后，维持反应20分钟。加入第三批98%尿素273.744kg后充分搅拌15分钟，让尿素吸收剩余的游离甲醛。调节反应溶液pH=8.0，待反应溶液降温到45℃，出料，得到1000kg外观透明，粘度为20.65s(涂-4杯，25℃)，固体含量为51.81%，固化时间为76s（100℃水)，pH=7.03，游离甲醛含量为0.226%的E1级脲醛树脂胶粘剂。
（7）在热磨机纤维出口处施加E1级脲醛树脂胶粘剂，E1级脲醛树脂的用量为180kg/m3。
（8）将施胶后的纤维进行干燥处理，使纤维含水率控制在5%~6%之间；干燥后的纤维，通过风选机分选，去除比较大的粗纤维。
（9）用机械负压式铺装机将纤维铺装成型，经预压机预压，压缩率控制为40%，板坯再经纵、横锯截长，通过皮带运输机输送至热压机。
（10）对板坯进行热压，热压温度为170℃，控制压力从2 MPa 逐步增加到19MPa，热压时间为5分钟。
（11）经过热压后，制成的15mm中密度纤维板半成品，经翻板冷却、裁板齐边、毛板打印、堆垛24小时后等待砂光，检验符合E1级国家标准后方能砂光。砂光时喷上分等等级及生产日期等产品主要信息，不合格板分开存放。
（12）成品入库管理。待入库品保检验员再次外观检查后，分等打包入库储存。
对成品库中的中密度纤维板进行随机抽样，委托广西产品质量监督检验院依据GB 18580-2001、GB/T 11718-2009进行检验，结果如下表：
实施例2：
（1）选好存放原料的场地，选取的原料含水率控制在40%~60%，分别对木质原料进行分类贮存。
（2）将各种木质原料（如对小径木、木材加工剩余物等）用削片机进行削片，木片要求切口平整，大小均匀，尺寸为:长16~30mm，宽15~25mm，厚3~5mm。对于外购的木片，按以上木片质量及原料含水率要求进行质量检验把关。
（3）对片状原料进行筛选，将过大的木片和过小的碎屑去除，并对原料中可能存在的铁质金属进行探测吸附清除处理。
（4）把干湿程度、种类不同的片状原料配料均匀，再经油冷式电磁除铁器处理后进入压力为0.8MPa，温度为160℃的蒸汽缓冲料仓进行蒸煮软化，蒸煮时间为2分钟。
（5）经蒸煮软化后的木片加入石蜡防水剂，将其熔融后直接加入热磨机的进料螺旋内，石蜡用量为半成品纤维板重量的0.75%；木片经热磨机进行机械分解，制成纤维。
（6）制备E1级脲醛树脂胶粘剂：所用原料的含量均为质量百分比含量，将37%的甲醛水溶液754.402kg加入反应釜，加入98%三乙醇胺0.051kg，调节pH=8.0。用蒸汽加热反应釜，调节反应釜温度，当反应溶液达到30℃时，加入第一批98%尿素227.860kg，加入95%的硼砂8.421kg。升温到85℃，维持反应30分钟后，开冷却水使反应溶液降温到80℃。调节pH=2.5，用涂-4杯在25℃的条件下每十分钟检测一次反应溶液粘度，反应溶液粘度为20秒时立即调节pH=8.0，终止缩聚反应。加入第二批98%尿素210.332kg和98%三聚氰胺15.306kg，反应溶液降温到60℃后，维持反应20分钟。加入第三批98%尿素273.870kg后充分搅拌15分钟，让尿素吸收剩余的游离甲醛。调节反应溶液pH=8.0，待反应溶液降温到45℃，出料，得到1000kg外观透明，粘度为19.3s(涂-4杯，25℃)，固体含量为54.22%，固化时间为96.7s（100℃水)，pH=7.96，游离甲醛含量为0.122% 的E1级脲醛树脂胶粘剂。
（7）在热磨机纤维出口处施加E1级脲醛树脂胶粘剂，E1级脲醛树脂的用量为200kg/m3。
（8）将施胶后的纤维进行干燥处理，使纤维含水率控制在7%~9%之间；干燥后的纤维，通过风选机分选，去除比较大的粗纤维。
（9）用机械负压式铺装机将纤维铺装成型，经预压机预压，压缩率控制为50%，板坯再经纵、横锯截长，通过皮带运输机输送至热压机。
（10）对板坯进行热压，热压温度为190℃，控制压力从2 MPa 逐步增加到19MPa，热压时间为7分钟。
（11）经过热压后，制成的15mm中密度纤维板半成品，经翻板冷却、裁板齐边、毛板打印、堆垛24小时后等待砂光，检验符合E1级国家标准后方能砂光。砂光时喷上分等等级及生产日期等产品主要信息，不合格板分开存放。
（12）成品入库管理。待入库品保检验员再次外观检查后，分等打包入库储存。
对成品库中的中密度纤维板进行随机抽样，委托广西产品质量监督检验院依据GB 18580-2001、GB/T 11718-2009进行检验，结果如下表：
实施例3：
（1）选好存放原料的场地，选取的原料含水率控制在40%~60%，分别对木质原料进行分类贮存。
（2）将各种木质原料（如对小径木、木材加工剩余物等）用削片机进行削片，木片要求切口平整，大小均匀，尺寸为:长16~30mm，宽15~25mm，厚3~5mm。对于外购的木片，按以上木片质量及原料含水率要求进行质量检验把关。
（3）对片状原料进行筛选，将过大的木片和过小的碎屑去除，并对原料中可能存在的铁质金属进行探测吸附清除处理。
（4）把干湿程度、种类不同的片状原料配料均匀，再经油冷式电磁除铁器处理后进入压力为1.0MPa，温度为170℃的蒸汽缓冲料仓进行蒸煮软化，蒸煮时间为3分钟。
（5）经蒸煮软化后的木片加入石蜡防水剂，将其熔融后直接加入热磨机的进料螺旋内，石蜡用量为半成品纤维板重量的0.95%；木片经热磨机进行机械分解，制成纤维。
（6）制备E1级脲醛树脂胶粘剂：所用原料的含量均为质量百分比含量，将37%的甲醛水溶液809.413kg加入反应釜，加入98%三乙醇胺5.102kg，调节pH=8.5。用蒸汽加热反应釜，调节反应釜温度，当反应溶液达到30℃时，加入第一批98%尿素203.730kg，加入95%的硼砂10.526kg。升温到90℃，维持反应25分钟后，开冷却水使反应溶液降温到85℃。调节pH=3.0，用涂-4杯在25℃的条件下每十分钟检测一次反应溶液粘度，反应溶液粘度为22秒时立即调节pH=8.5，终止缩聚反应。加入第二批98%尿素203.730kg和98%三聚氰胺20.408kg，反应溶液降温到70℃后，维持反应20分钟。加入第三批98%尿素271.640kg后充分搅拌20分钟，让尿素吸收剩余的游离甲醛。调节反应溶液pH=8.5，待反应溶液降温到55℃，出料，得到1000kg外观透明，粘度为24.6s(涂-4杯，25℃)，固体含量为53%，固化时间为107.5s（100℃水)，pH=8.17，游离甲醛含量为0.074%的E1级脲醛树脂胶粘剂。
（7）在热磨机纤维出口处施加E1级脲醛树脂胶粘剂，E1级脲醛树脂的用量为210kg/m3。
（8）将施胶后的纤维进行干燥处理，使纤维含水率控制在10%~12%之间；干燥后的纤维，通过风选机分选，去除比较大的粗纤维。
（9）用机械负压式铺装机将纤维铺装成型，经预压机预压，压缩率控制为55%，板坯再经纵、横锯截长，通过皮带运输机输送至热压机。
（10）对板坯进行热压，热压温度为200℃，控制压力从2 MPa 逐步增加到20MPa，热压时间为9分钟。
（11）经过热压后，制成的18mm中密度纤维板半成品，经翻板冷却、裁板齐边、毛板打印、堆垛24小时后等待砂光，检验符合E1级国家标准后方能砂光。砂光时喷上分等等级及生产日期等产品主要信息，不合格板分开存放。
（12）成品入库管理。待入库品保检验员再次外观检查后，分等打包入库储存。
对成品库中的中密度纤维板进行随机抽样，委托广西产品质量监督检验院依据GB 18580-2001、GB/T 11718-2009进行检验，结果如下表：
实施例4：
（1）选好存放原料的场地，选取的原料含水率控制在40%~60%，分别对木质原料进行分类贮存。
（2）将各种木质原料（如对小径木、木材加工剩余物等）用削片机进行削片，木片要求切口平整，大小均匀，尺寸为:长16~30mm，宽15~25mm，厚3~5mm。对于外购的木片，按以上木片质量及原料含水率要求进行质量检验把关。
（3）对片状原料进行筛选，将过大的木片和过小的碎屑去除，并对原料中可能存在的铁质金属进行探测吸附清除处理。
（4）把干湿程度、种类不同的片状原料配料均匀，再经油冷式电磁除铁器处理后进入压力为1.0MPa，温度为180℃的蒸汽缓冲料仓进行蒸煮软化，蒸煮时间为4分钟。
（5）经蒸煮软化后的木片加入石蜡防水剂，将其熔融后直接加入热磨机的进料螺旋内，石蜡用量为半成品纤维板重量的1.11%；木片经热磨机进行机械分解，制成纤维。
（6）制备E1级脲醛树脂胶粘剂：所用原料的含量均为质量百分比含量，将37%的甲醛水溶液864.865kg加入反应釜，加入98%三乙醇胺10.204kg，调节pH=8.5。用蒸汽加热反应釜，调节反应釜温度，当反应溶液达到30℃时，加入第一批98%尿素217.687kg，加入95%的硼砂10.526kg。升温到90℃，维持反应25分钟后，开冷却水使反应溶液降温到85℃。调节pH=3.5，用涂-4杯在25℃的条件下每十分钟检测一次反应溶液粘度，反应溶液粘度为22秒时立即调节pH=8.5，终止缩聚反应。加入第二批98%尿素217.687kg和98%三聚氰胺20.408kg，反应溶液降温到70℃后，维持反应20分钟。加入第三批98%尿素217.687kg后充分搅拌20分钟，让尿素吸收剩余的游离甲醛。调节反应溶液pH=8.5，待反应溶液降温到55℃，出料，得到1000kg外观透明，粘度为26.1s(涂-4杯，25℃)，固体含量为52.05%，固化时间为104s（100℃水)，pH=8.75，游离甲醛含量为0.177%的E1级脲醛树脂胶粘剂。
（7）在热磨机纤维出口处施加E1级脲醛树脂胶粘剂，E1级脲醛树脂的用量为230kg/m3。
（8）将施胶后的纤维进行干燥处理，使纤维含水率控制在11%~13%之间；干燥后的纤维，通过风选机分选，去除比较大的粗纤维。
（9）用机械负压式铺装机将纤维铺装成型，经预压机预压，压缩率控制为60%，板坯再经纵、横锯截长，通过皮带运输机输送至热压机。
（10）对板坯进行热压，热压温度为215℃，控制压力从2 MPa 逐步增加到19MPa，热压时间为9分钟。
（11）经过热压后，制成的18mm中密度纤维板半成品，经翻板冷却、裁板齐边、毛板打印、堆垛24小时后等待砂光，检验符合E1级国家标准后方能砂光。砂光时喷上分等等级及生产日期等产品主要信息，不合格板分开存放。
（12）成品入库管理。待入库品保检验员再次外观检查后，分等打包入库储存。
对成品库中的中密度纤维板进行随机抽样，委托广西产品质量监督检验院依据GB 18580-2001、GB/T 11718-2009进行检验，结果如下表：
Claims (7)
1.一种环保型中密度纤维板的生产工艺，包括下列步骤：①原料削片；②与外购片进行配比；③蒸煮软化；④施蜡；⑤热磨分解； ⑥施胶； ⑦干燥风选；⑧铺装成型；⑨预压；⑩锯边；
热压；
翻板冷却；齐边；
砂光；
制成中密度纤维板成品；其特征是，施胶步骤包括一种制胶工艺，制胶工艺通过如下步骤顺序进行：
第一步：将甲醛加入反应釜后，加入三乙醇胺，三乙醇胺的量为总胶质量的0.005~1%，调整pH值为8.0~8.5；
第二步：升温到30℃，加入第一批尿素，使甲醛与尿素的摩尔比为2.4~3.0:1，加入硼砂，硼砂的量为总胶质量的0.8~1.0%；
第三步：升温到80~90℃，维持反应25~30分钟后，降温到80~85℃；
第四步：调整pH值至2.5~3.5，继续反应至粘度为：25℃，涂-4杯20~22秒；
第五步：调整pH值至8.0~8.5，加入第二批尿素，使甲醛与第一批和第二批尿素之和的摩尔比为1.3~1.5:1，加入三聚氰胺，三聚氰胺的量为总胶质量的1.5~2.5%，降温至60~70℃，维持反应20分钟；
第六步：加入第三批尿素，使甲醛与第一批至第三批尿素之和的摩尔比为0.8~1.0:1，搅拌反应15~20分钟；
第七步：调整pH值至8.0~8.5，降温到45~55℃，出料，制得E1级脲醛树脂胶粘剂。
2.根据权利要求1所述的环保型中密度纤维板的生产工艺，其特征是，所述的蒸煮软化步骤是将配比后的片状原料加入压力为0.6~1.0MPa、温度为155℃~180℃的蒸汽缓冲料仓进行蒸煮软化，蒸煮时间为2~4分钟。
3.根据权利要求1或2所述的环保型中密度纤维板的生产工艺，其特征是，所述的施蜡步骤，石蜡用量为半成品纤维板重量的0.55~1.11%。
4.根据权利要求1或2所述的环保型中密度纤维板的生产工艺，其特征是，所述的施胶步骤是在热磨机纤维出口处施加E1级脲醛树脂胶粘剂，E1级脲醛树脂胶粘剂的用量为180~230kg/m3。
5.根据权利要求4所述的环保型中密度纤维板的生产工艺，其特征是，所述的干燥处理步骤，使纤维含水率控制在5%~13%之间。
6.根据权利要求4所述的环保型中密度纤维板的生产工艺，其特征是，所述的预压步骤，预压机压缩率为40%~60%。
7.根据权利要求5或6所述的环保型中密度纤维板的生产工艺，其特征是，所述的热压步骤是对板坯进行热压，热压温度为170~215℃，热压时间为5~9分钟，生产厚度为15mm中密度纤维板时加压为2~19MPa，生产厚度为18mm中密度纤维板时加压为2~20MPa。
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