CN104118028A - 蔗渣低密度环保软板的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人造刨花板和纤维板范畴内的非木材人造板制造技术领域，尤其涉及一种蔗渣低密度环保软板的制备工艺，包括以下步骤，S1.蔗渣干燥；S2.蔗渣粉碎分筛；S3.施胶；S4.板坯铺装；S5.板坯预压；S6.热压；S7.锯边；S8.调质处理。本发明能解决板坯铺装横向密度均匀问题，达到横向密度偏差3％以内，同时采用一种经改进适用的低醛脲醛树脂胶配方，并改进干燥、热压工艺参数，既能使低密度软板达到要求的物理(机械)性，又能达到甲醛释放量E1级以上标准。

Description

蔗渣低密度环保软板的制备工艺

技术领域

本发明涉及人造刨花板和纤维板范畴内的非木材人造板制造技术领域，尤其涉及一种蔗渣低密度环保软板的制备工艺。

背景技术

蔗渣是甘蔗榨糖剩余物，因其主要成分为非木材植物纤维且纤维细长柔韧性好、比重较轻，适合制造人造板，即蔗渣板。蔗渣板在我国发展很快，从20世纪80年代末期开始，蔗渣高、中密度纤维板和蔗渣碎料板(属于中密度刨花板)从无到有，现已发展到数十条生产线，分布在甘蔗产地广西、广东、海南、云南等地，产品成熟，在国内外家具装饰、包装业得到习惯应用。这种普遍采用的工艺和设备可以满足生产中密度(密度700kg/m³左右)蔗渣板的要求。而生产要求更高更精细的低密度环保软板则力不从心。

在欧、美、中东及亚洲部分国家和地区，普遍习惯使用墙挂式或屏风式插钉留言板，或轻质、软硬适度的贴膜写字白板、电子白板。这种产品的基材多采用人造木质低密度软板，但这种人造木质低密度软板成本高、价格贵、制造工艺及设备复杂。如若用蔗渣制造同性能低密度板则价格降低50％。

低密度环保软板技术性能要求：

1.密度(质量)400kg±20kg/m³；

2.能用机械流水线辊贴或压贴表面饰物(软木皮、布、饰纸、金属膜)，不允许粘辊粘掉表皮，饰物辊贴、压贴牢靠。

3.两人抬板两端上下抖动摆幅0.8米不断裂。

4.用10磅力工字钉柔顺插入拔出且握钉牢靠，且在同一范围反复插钉不掉渣不散落。

5.甲醛释放量达E1以上级(低甲醛释放环保板)。

按照上述低密度板的性能指标，蔗渣板业内几家厂家做过蔗渣低密度环保软板的尝试，但都不成功。主要问题是不能同时达到上述第1条和第5条的要求，或只能达到其中一条要求。

本发明人从2012年初开始经大量的工艺实践、设备改造和产品测试认为，低密度环保软板5条性能要求互为关联，根本上讲，是因为板子密度过低使板子难以成型获得足够的物理性能，给制造增加了难度。尤其是第2条与第5条关系是关键。

第一，要达到产品性能第2条要求，板体和板面需要有足够而均匀的结合强度，而欲获得足够而均匀的结合强度，在特定的蔗渣原料下，一是要有足够的密度和横向密度均匀度，因为密度不均造成板体虚实差异直接影响结合力；二是足够的施胶量和胶的结合性能；三是热压工艺参数必须保证胶粘剂充分固化并有效与物料胶合，同时也要保证板体含水率适度。

第二，要达到产品性能第5条要求，就必须采用低摩尔比的脲醛树脂并加入特定添加剂，以降低甲醛释放量。但是，低摩尔比会造成胶的粘合性能下降从而使板的结合力降低，而且还不能通过增大施胶量来弥补结合力的不足，因为施胶量太大会使板变硬，柔韧性下降影响产品性能第4条插钉效果，成本增加，甲醛释放量也会升高，达不到要求的环保等级。

第三，要消除或减缓板面层胶预固化层问题。板面预固化层是在板坯装入热压机过程中，热压机尚未闭合加压时，受热影响使板面胶料提前固化，当加压时胶黏剂失去粘合作用直接造成板面结合不牢。

发明内容

为解决现有技术存在的缺点，本发明提供了一种能解决板坯铺装横向密度均匀问题，达到横向密度偏差3％以内，同时采用一种经改进适用的低醛脲醛树脂胶配方，并改进干燥、热压工艺参数，既能使低密度软板达到要求的物理(机械)性，又能达到甲醛释放量E1级以上标准的蔗渣低密度环保软板的制备工艺。

蔗渣低密度环保软板的制备工艺，包括以下步骤：

S1.蔗渣干燥：

新鲜蔗渣在糖厂榨糖流水线排渣口直接用专用打包机压实打包，此时含水率50％，运回造板厂原料贮备场堆码，经自身发酵生热消除残存糖份，同时热量蒸腾水份，经30天左右时间蔗渣水份降低至15～22％，此时可以投入使用；

投入使用的蔗渣用开散机械打散经湿料仓定量进入干燥流程；

蔗渣的再干燥是通过热风炉产生的热风(温度100～350℃)，由物料风机驱动夹带着蔗渣在脉冲管式气流干燥机的脉冲管道内进行热交换使蔗渣中多余水份蒸发来实现，热风干燥脉冲管道一般分为两级，系统上设置有风量大小和热风冷风调节机构，根据来料量的大小和来料含水程度的不同，可以调节风量和风温，经干燥的蔗渣通过旋风分离器将料与热风分离，热风排入大气，干料进入干料仓；

原料干燥过程中，来料的含水率高低与热风干燥管道的干燥能力和生产量三者存在相互关联相互制约的关系，但总的一个原则和目的是必须将来料干燥达到含水率8～9％，把握这一原则指标，灵活调节三者变数。

S2.蔗渣粉碎分筛

蔗渣低密度环保软板更强调蔗渣的细碎程度，要求粗细适度相对均匀，蔗渣粉碎及分筛通过鼓式锤片粉碎机(带分筛网)配引风机来实现，分筛网孔选择∮10mm，粉碎筛选后蔗渣纤维最大长度15mm，10mm以内长度占总体90％以上，细粉占15％；

S3.施胶：

施胶是指向达到干燥和粉碎要求的蔗渣原料中施加一定量的胶黏剂，并拌合均匀的过程，胶黏剂采用低醛脲醛树脂。

一种低醛脲醛树脂，是由以下原材料制成：

甲醛：3200kg

尿素：2250kg

特级浓缩AB-40-A组树脂：300kg

特级浓缩AB-40-B组树脂：300kg

AB-P树脂：6kg

特级AB-10树脂：25kg

以及适量的浓度为30％的氢氧化钠、以及适量的浓度为20％的甲酸；

甲醛与尿素的摩尔比：1∶1.07；

尿素的分4批加入：第一批：1000kg，第二批：200kg，第三批：960kg，第四批：80kg；

一种低醛脲醛树脂的生产工艺，包括以下步骤：

a.加入3200公斤甲醛，缓慢加入AB-P，开导热油升温至35℃；

b.温度升到35℃时，关闭导热油，加入第一批尿素1000公斤；

c.等温度自然上升至35℃时，加入AB-40-A组树脂：300公斤，反应5-10分钟，混合搅拌均匀，开导热油升温；

d.温度升至70℃左右时关导热油，自然升温至80℃，加入第二批尿素200公斤；

e.保持温度在90-91℃，PH＝4.6，维持缩聚反应40-60分钟；

f.在27℃常温水中出现云雾状作为反应终点；

g.加入碱溶液调PH＝8，加入AB-40-B组树脂：300公斤；

h.在88-90℃维持反应20分钟，加入第三批尿素960公斤；

I.在85-90℃维持反应20分钟，一般76-78℃温度低，可延长反应时间10-15分钟；

J.放入冷却池温度降至70℃，加入第四批尿素80公斤；

胶指标：固体含量60％，粘度30秒(30℃)，固化时间90秒；

施胶是蔗渣低密度环保软板生产中的关键工序之一，胶黏剂在蔗渣纤维和碎粒表面的分布情况和施胶量多少直接影响到板子的强度韧性和成本；

施胶方法及工艺过程如下：

蔗渣碎纤料施胶在拌胶机内完成，采用喷雾环式拌胶机，拌胶机转速1000r/min左右，保持冷却水畅通，施胶量约75公斤/m³板，胶黏剂的注入方式采用计量泵，调适板产量和下料量与施胶泵的转速比，保持施胶后的蔗渣碎纤料含水率增加5.5～6％左右，达到13.5～15％。

S4.板坯铺装：

板坯铺装成型用板坯铺装机完成，选用具有计量扫平装置的双抛料辊铺装机，经改造铺装机下箱加装铺装料均料扫平辊，通过观察窗观察并调整辊子吃料深度为5～10mm，观察铺装机出料端铺装料表面，直至平整细腻；

S5.板坯预压

板坯预压是指在室温下降松散的板坯压缩到一定的密实程度，其作用主要是排除铺装料间隙内空气，使板坯密实具有一定的支撑强度；

预压工序由与铺装机配套使用的预压设备即预压机来完成，蔗渣低密度板采用上下辊筒式连续辊压机，预压压力4～6Mp；

S6.热压

热压是在一定温度和压力下保持一段时间，将板坯压制成一定密度和厚度的成型板材的过程，热压的作用主要是通过加温加压，使板坯材料紧密接触，压实到要求的厚度，使板坯胶黏剂充分固化以获得足够的结合强度，同时排除板内多余水汽；

热压采用接触加热多层周期式热压机，也是制板业通用的定型设备，按正常操作规程作业完成热压工序，把握几点：

热压温度165～175℃

热压时间15～20s/mm

热压压力12Mp

热压过程曲线采用急升缓降方案；

S7.锯边

锯边是将毛边的板子锯成符合规格尺寸要求的板材的过程，锯边采用纵横联合锯边机完成；

S8.调质处理

由于蔗渣低密度环保板采用了延时固化低醛脲醛树脂并使用了捕捉游离甲醛的添加剂，胶黏剂的彻底固化和消除游离甲醛的作用在板热压成材后的余温时间段继续发挥，因此，锯边后的板材立即码垛保持余温，对板材自身平衡水份，消除游离甲醛，消除应力，增加结合强度方面都有益处。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过改造铺装机下箱加装铺装料均料扫平辊和改进环保脲醛树脂及先进的生产工艺三方面改造取大样测试：

(1)密度400±20Kg，属低密度板(重量要求)；

(2)目测表面平滑，无凹凸缺陷；

(3)10磅力针刺测试实验柔顺，握钉性能良好；

(4)物理性试验：10份切片测试密度偏差≤3％，静曲强度≥7mpa；内结合强度1.0mpa；整板用机械辊贴PU纸和软木皮，无粘辊脱皮；

(5)甲醛释放量5.7mg/100g，达到欧盟甲醛释放量E1级，即GB18580-2001E1级(≤9.0mg)；

附图说明

图1是板坯铺装料密度偏差断面示意图；

图2是加装扫平辊之后板坯铺装料状态示意图；

图3是下铺装箱侧面板坯均料扫平装置及工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和生物材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

一种蔗渣低密度环保软板的制备工艺，包括以下步骤：

S1.蔗渣干燥：

新鲜蔗渣在糖厂榨糖流水线排渣口直接用专用打包机压实打包，此时含水率50％，运回造板厂原料贮备场堆码，经自身发酵生热消除残存糖份，同时热量蒸腾水份，经30天左右时间蔗渣水份降低至15～22％，此时可以投入使用；

投入使用的蔗渣用开散机械打散经湿料仓定量进入干燥流程；

蔗渣的再干燥是通过热风炉产生的热风(温度100～350℃)，由物料风机驱动夹带着蔗渣在脉冲管式气流干燥机的脉冲管道内进行热交换使蔗渣中多余水份蒸发来实现，热风干燥脉冲管道一般分为两级，系统上设置有风量大小和热风冷风调节机构，根据来料量的大小和来料含水程度的不同，可以调节风量和风温，经干燥的蔗渣通过旋风分离器将料与热风分离，热风排入大气，干料进入干料仓；

原料干燥过程中，来料的含水率高低与热风干燥管道的干燥能力和生产量三者存在相互关联相互制约的关系，但总的一个原则和目的是必须将来料干燥达到含水率8～9％，把握这一原则指标，灵活调节三者变数。

S2.蔗渣粉碎分筛

蔗渣低密度环保软板更强调蔗渣的细碎程度，要求粗细适度相对均匀，蔗渣粉碎及分筛通过鼓式锤片粉碎机(带分筛网)配引风机来实现，分筛网孔选择∮10mm，粉碎筛选后蔗渣纤维最大长度15mm，10mm以内长度占总体90％以上，细粉占15％；

S3.施胶：

施胶是指向达到干燥和粉碎要求的蔗渣原料中施加一定量的胶黏剂，并拌合均匀的过程，胶黏剂采用低醛脲醛树脂，施胶是蔗渣低密度环保软板生产中的关键工序之一，胶黏剂在蔗渣纤维和碎粒表面的分布情况和施胶量多少直接影响到板子的强度韧性和成本；

一种低醛脲醛树脂，是由以下原材料制成：

甲醛：3200kg

尿素：2250kg

特级浓缩AB-40-A组树脂：300kg

特级浓缩AB-40-B组树脂：300kg

AB-P树脂：6kg

特级AB-10树脂：25kg

以及适量的浓度为30％的氢氧化钠、以及适量的浓度为20％的甲酸；

甲醛与尿素的摩尔比：1∶1.07；

尿素的分4批加入：第一批：1000kg，第二批：200kg，第三批：960kg，第四批：80kg；

一种低醛脲醛树脂的生产工艺，包括以下步骤：

a.加入3200公斤甲醛，缓慢加入AB-P，开导热油升温至35℃；

b.温度升到35℃时，关闭导热油，加入第一批尿素1000公斤；

c.等温度自然上升至35℃时，加入AB-40-A组树脂：300公斤，反应5-10分钟，混合搅拌均匀，开导热油升温；

d.温度升至70℃左右时关导热油，自然升温至80℃，加入第二批尿素200公斤；

e.保持温度在90-91℃，PH＝4.6，维持缩聚反应40-60分钟；

f.在27℃常温水中出现云雾状作为反应终点；

g.加入碱溶液调PH＝8，加入AB-40-B组树脂：300公斤；

h.在88-90℃维持反应20分钟，加入第三批尿素960公斤；

I.在85-90℃维持反应20分钟，一般76-78℃温度低，可延长反应时间10-15分钟；

J.放入冷却池温度降至70℃，加入第四批尿素80公斤；

胶指标：固体含量60％，粘度30秒(30℃)，固化时间90秒；

施胶方法及工艺过程如下：

蔗渣碎纤料施胶在拌胶机内完成，采用喷雾环式拌胶机，拌胶机转速1000r/min左右，保持冷却水畅通，施胶量约75公斤/m³板，胶黏剂的注入方式采用计量泵，调适板产量和下料量与施胶泵的转速比，保持施胶后的蔗渣碎纤料含水率增加6％左右，达到13.5～15％。

S4.板坯铺装：

板坯铺装成型用板坯铺装机完成，选用具有计量扫平装置的双抛料辊铺装机，经改造铺装机下箱加装铺装料均料扫平辊，如图1、图2、图3所示，主要是图3所示，开机下料铺装初期，通过扫平辊可调轴承座抬高4、5、6好辊至扫不到铺装料的位置，调整前后下料计量带转速是板坯重量达到额定要求(由在线电子秤显示)并保持稳定；

下调4号5号辊高度至接触到铺装料，直至辊后方持续保持动态平衡存料；

下调6号辊高度至接触到铺装料，通过观察窗观察并调整辊子吃料深度为5～10mm，观察铺装机出料端(前端)铺装料表面，直至平整细腻(被细粉全覆盖且平整状态)。

S5.板坯预压

板坯预压是指在室温下降松散的板坯压缩到一定的密实程度，其作用主要是排除铺装料间隙内空气，使板坯密实具有一定的支撑强度；

预压工序由与铺装机配套使用的预压设备即预压机来完成，蔗渣低密度板采用上下辊筒式连续辊压机，预压压力4～6Mp；

S6.热压

热压是在一定温度和压力下保持一段时间，将板坯压制成一定密度和厚度的成型板材的过程，热压的作用主要是通过加温加压，使板坯材料紧密接触，压实到要求的厚度，使板坯胶黏剂充分固化以获得足够的结合强度，同时排除板内多余水汽；

热压采用接触加热多层周期式热压机，也是制板业通用的定型设备，按正常操作规程作业完成热压工序，把握几点：

热压温度165～175℃

热压时间15～20s/mm

热压压力12Mp

热压过程曲线采用急升缓降方案；

S7.锯边

锯边是将毛边的板子锯成符合规格尺寸要求的板材的过程，锯边采用纵横联合锯边机完成；

S8.调质处理

由于蔗渣低密度环保板采用了延时固化低醛脲醛树脂并使用了捕捉游离甲醛的添加剂，胶黏剂的彻底固化和消除游离甲醛的作用在板热压成材后的余温时间段继续发挥，因此，锯边后的板材立即码垛保持余温60℃左右，对板材自身平衡水份，消除游离甲醛，消除应力，增加结合强度方面都有益处。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种蔗渣低密度环保软板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1.蔗渣干燥：

新鲜蔗渣在糖厂榨糖流水线排渣口直接用专用打包机压实打包，此时含水率50％，运回造板厂原料贮备场堆码，经自身发酵生热消除残存糖份，同时热量蒸腾水份，经30天左右时间蔗渣水份降低至15～22％，此时可以投入使用；

投入使用的蔗渣用开散机械打散经湿料仓定量进入干燥流程；

蔗渣的再干燥是通过热风炉产生的热风，温度100～350℃，由物料风机驱动夹带着蔗渣在脉冲管式气流干燥机的脉冲管道内进行热交换使蔗渣中多余水份蒸发来实现，热风干燥脉冲管道一般分为两级，系统上设置有风量大小和热风冷风调节机构，根据来料量的大小和来料含水程度的不同，可以调节风量和风温，经干燥的蔗渣通过旋风分离器将料与热风分离，热风排入大气，干料进入干料仓；

S2.蔗渣粉碎分筛

蔗渣低密度环保软板更强调蔗渣的细碎程度，要求粗细适度相对均匀，蔗渣粉碎及分筛通过鼓式锤片粉碎机配引风机来实现，分筛网孔选择∮10mm，粉碎筛选后蔗渣纤维最大长度15mm，10mm以内长度占总体90％以上，细粉占15％；

S3.施胶：

施胶是指向达到干燥和粉碎要求的蔗渣原料中施加一定量的胶黏剂，并拌合均匀的过程，胶黏剂采用低醛脲醛树脂；

所述低醛脲醛树脂，是由以下原材料制成：

甲醛：3200kg

尿素：2250kg

特级浓缩AB-40-A组树脂：300kg

特级浓缩AB-40-B组树脂：300kg

AB-P树脂：6kg

特级AB-10树脂：25kg

以及适量的浓度为30％的氢氧化钠、以及适量的浓度为20％的甲酸；

甲醛与尿素的摩尔比：1∶1.07；

尿素的分4批加入：第一批：1000kg，第二批：200kg，第三批：960kg，第四批：80kg；

所述低醛脲醛树脂的生产工艺，包括以下步骤：

a.加入3200公斤甲醛，缓慢加入AB-P，开导热油升温至35℃；

b.温度升到35℃时，关闭导热油，加入第一批尿素1000公斤；

c.等温度自然上升至35℃时，加入AB-40-A组树脂：300公斤，反应5-10分钟，混合搅拌均匀，开导热油升温；

d.温度升至70℃左右时关导热油，自然升温至80℃，加入第二批尿素200公斤；

e.保持温度在90-91℃，PH＝4.6，维持缩聚反应40-60分钟；

f.在27℃常温水中出现云雾状作为反应终点；

g.加入碱溶液调PH＝8，加入AB-40-B组树脂：300公斤；

h.在88-90℃维持反应20分钟，加入第三批尿素960公斤；

I.在85-90℃维持反应20分钟，一般76-78℃温度低，可延长反应时间10-15分钟；

J.放入冷却池温度降至70℃，加入第四批尿素80公斤；

胶指标：固体含量60％，粘度30秒(30℃)，固化时间90秒；

施胶方法及工艺过程如下：

蔗渣碎纤料施胶在拌胶机内完成，采用喷雾环式拌胶机，拌胶机转速1000r/min左右，保持冷却水畅通，施胶量约75公斤/m³板，胶黏剂的注入方式采用计量泵，调适板产量和下料量与施胶泵的转速比，保持施胶后的蔗渣碎纤料含水率增加6％左右，达到13.5～15％；

S4.板坯铺装：

板坯铺装成型用板坯铺装机完成，选用具有计量扫平装置的双抛料辊铺装机，经改造铺装机下箱加装铺装料均料扫平辊，通过观察窗观察并调整辊子吃料深度为5～10mm，观察铺装机出料端铺装料表面，直至平整细腻；

S5.板坯预压

板坯预压是指在室温下降松散的板坯压缩到一定的密实程度，其作用主要是排除铺装料间隙内空气，使板坯密实具有一定的支撑强度；

预压工序由与铺装机配套使用的预压设备即预压机来完成，蔗渣低密度板采用上下辊筒式连续辊压机，预压压力4～6Mp；

S6.热压

热压是在一定温度和压力下保持一段时间，将板坯压制成一定密度和厚度的成型板材的过程，热压的作用主要是通过加温加压，使板坯材料紧密接触，压实到要求的厚度，使板坯胶黏剂充分固化以获得足够的结合强度，同时排除板内多余水汽；

热压采用接触加热多层周期式热压机，也是制板业通用的定型设备，按正常操作规程作业完成热压工序；

S7.锯边

锯边是将毛边的板子锯成符合规格尺寸要求的板材的过程，锯边采用纵横联合锯边机完成；

S8.调质处理

由于蔗渣低密度环保板采用了延时固化低醛脲醛树脂并使用了捕捉游离甲醛的添加剂，胶黏剂的彻底固化和消除游离甲醛的作用在板热压成材后的余温时间段继续发挥，因此，锯边后的板材立即码垛保持余温。