CN104385390B - 采用木质素胶黏剂生产密度板的方法 - Google Patents

采用木质素胶黏剂生产密度板的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用木质素胶黏剂生产密度板的方法，该密度板通过木质素胶黏剂粘结而成，具体步骤包括：刨片、拌胶、预压、热压、堆放养生和贴三氧化二铝耐磨纸；所述预压条件为：温度：95‑100℃，压力：0.5‑0.8Kpa，时间：0.5‑0.8min/mm；所述热压条件为：温度：140‑150℃，压力：0.5‑1Kpa，时间：0.5‑0.8min/mm；所述堆放保养具体方法为：将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列,本发明制成的密度板使用的胶黏剂具有较强的粘结能力，生产的密度板不易变形，起鼓，另外耐高温、防潮能力较强，具有较好的应用推广价值。

Description

采用木质素胶黏剂生产密度板的方法
技术领域
本发明涉及一种人造板生产方法，特别是一种采用木质素胶黏剂生产密度板的方法。
背景技术
密度板也称纤维板，是以木质纤维或其他植物纤维为原料，施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂制成的人造板材。按其密度的不同，分为高密度板、中密度板、低密度板；密度板由于质软耐冲击，也容易再加工，在国外是制作家私的一种良好材料，但由于国家关于高密度板的标准比国际标准低数倍，所以，密度板在中国的使用质量还有待提高。
根据国家标准，密度板按照其游离甲醛含量的多少可分为E0级、E1级、E2级。E2级甲醛释放量为≤5mg/L；E1级甲醛释放量为≤1.5mg/L，可直接用于室内装修；E0级甲醛释放量为≤0.5mg/L。消费者在选购密度板时，应尽量购买甲醛释放量低的商品，这类商品更安全。
目前，国内对于密度板的市场竞争激烈，这成了行业发展的软肋。而随着社会的不断发展，消费者对环保的要求越来越注重，表现在购买密度板方面就是尤其关心购买密度板的甲醛含量方面的问题，虽然密度板本身就含有少量醛类物质，但其含量并不超标，不危害人体健康。密度板的甲醛主要来自胶黏剂，目前，大多数密度板胶黏剂使用脲醛树脂、改性脲醛树脂、酚醛树脂及其改性产品等，这些胶黏剂使用甲醛作为主要原料，不可避免的产生甲醛，虽然目前低甲醛胶黏剂问世，但要做到每批产品合格并不容易。为此，国家还特定制定了相关标准，其中GB18583-2008《室内装饰装修材料胶黏剂中有害物质限量》中规定了水基型胶黏剂中缩甲醛类粘结剂游离甲醛含量要低于1.0g/kg，同时还规定了苯、甲苯、二甲苯、甲苯二异氰酸酯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯及总挥发性物质的限量标准。而目前密度板胶黏剂普遍使用甲醛作为原料，要想达到限量要求并不容易，随着人们安全意识的逐步提高，国家对密度板甲醛限量标准还会更加严格要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用木质素胶黏剂生产密度板的方法，通过本发明的生产方法一方面是能降低成本、消除胶黏剂中的甲醛，更安全；另一方面更耐高温、耐磨、防水防潮，不易出现吸水膨胀、变形及刮花。
本发明的技术方案如下：
采用木质素胶黏剂生产密度板的方法，该密度板通过木质素胶黏剂粘结而成，具体步骤为：
将木板刨片，拌入木质素胶黏剂，施胶量为220-280g/m2预压，条件为：温度：95-100℃，压力：0.5-0.8Kpa，时间：0.5-0.8min/mm；热压，条件为：温度：140-150℃，压力：0.5-1Kpa，时间：0.5-0.8min/mm；堆放保养，具体方法为：在室温下，将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列，时间为24-30h；用粗砂和细砂纸打磨定厚，贴低木面，抛光木面，木面贴上三氧化二铝耐磨纸，热压，温度为170℃，压力为1.8-2.5MPa，散热整理，打边，即得。
木质素胶黏剂的生产工艺如下：为了降低原材料成本，对以甘蔗渣为原料的碱蒸煮法制浆的纸浆黑液进行处理，得到85%以上含量的木质素，在木质素中加入70wt%硫酸，搅拌均匀后，升温至140-160℃，磺化反应1-2小时；经过中央循环管式蒸发器，循环速度为0.4m/s-0.5m/s，控制出料水分含量为30wt %，沉淀，经过滤、干燥至含水量为15wt%；按木质素：苯酚1:1（重量比）加入苯酚，控制温度85-95℃，保温反应1小时，最后用30wt%氢氧化钠调节pH至6.5-7.0；所得反应物取40-60份；加入马铃薯淀粉15-20份；硅烷偶联剂1-5份；消泡剂0.1-0.2份，混合均匀，再用三辊研磨机研磨1-2小时，即得。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、三叔丁氧基乙烯基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-（2,3环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷和巯丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或其组合物。
所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或磷酸三丁酯。
发明人经过论证，使用木质素胶黏剂，按照该生产方法可以加工高密度板、中密度板和低密度板，并均能起到良好效果。
发明人通过使用上述木质素胶黏剂来生产密度板，具有以下有益效果：
一、本发明密度板制板过程使用预压和热压工艺，热压温度达到140-160℃，压力为0.5-1Kpa，时间0.5-0.9min/mm，相对于常规的脲醛树脂胶黏剂制板条件：110-120℃，0.5-0.8Kpa要高，制板后具有如下突出优点：（1）100℃的水中煮3小时，不变形、不开裂，再在60-70℃下烘2小时不开裂；（2）成本：本发明胶黏剂是脲醛胶的30%左右；（3）膨胀率：室内常温下，湿度50%-80%放10天，变形0.15mm，做成板后：变形率0.15mm，耐磨率：6000r不刮花。
二、使用的木质素胶黏剂生产过程中不含甲醛，有效降低了常规密度板生产过程中使用缩合醛类胶黏剂产生的甲醛，提高了安全性能，对人体健康指数高；同时使用的木质素胶黏剂中的原材料木质素来自甘蔗渣造纸黑液，生产成本低，在目前密度板市场混乱，生产质量良莠不齐，使用劣质产品以次充好的背景下，大大降低了密度板的价格，具有极大的经济效益。
三、木质素胶黏剂中使用了硅烷偶联剂，对改善密度板胶黏剂性能有很大帮助，本发明的研究显示，使用发明中所述的耐高温木质素胶黏剂在制板后吸水性好、防潮性能优越，大大降低了密度板因吸水而导致的开胶现象；同时，制板后的密度板粘结牢固，得益于硅烷偶联剂的特性：一端与木板形成化学键，另一端则与木质素活性官能团反应，形成“桥梁”连接，密不可分，粘结效果牢固，不可逆。
具体实施方式
实施例 1
木质素胶黏剂的生产工艺如下：为了降低原材料成本，对以甘蔗渣为原料的碱蒸煮法制浆的纸浆黑液进行处理，得到85%以上含量的木质素，在木质素中加入70wt%硫酸，搅拌均匀后，升温至140-160℃，磺化反应1-2小时；经过中央循环管式蒸发器，循环速度为0.4m/s-0.5m/s，控制出料水分含量为30wt %，沉淀，经过滤、干燥至含水量为15wt%；按木质素：苯酚1:1（重量比）加入苯酚，控制温度85-95℃，保温反应1小时，最后用30wt%氢氧化钠调节pH至6.5-7.0；所得反应物取40-60份；加入马铃薯淀粉15-20份；硅烷偶联剂1-5份；消泡剂0.1-0.2份，混合均匀，再用三辊研磨机研磨1-2小时，即得。
将木板刨片，拌入上述制得的耐高温木质素胶黏剂，施胶量为220g/m2，预压，条件为：温度：95℃，压力：0.5Kpa，时间：0.5min/mm；热压，条件为：温度：140℃，压力：0.5Kpa，时间：0.5min/mm；堆放保养，具体方法为：在室温下，将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列，时间为24h；用粗砂和细砂纸打磨定厚，贴低木面，抛光木面，木面贴上三氧化二铝耐磨纸，热压，温度为170℃，压力为1.8MPa，散热整理，打边，即得密度为475kg/m3的低密度板。
实施例 2
将木板刨片，拌入实施例1制得的木质素胶黏剂，施胶量为250g/m2，预压，条件为：温度：100℃，压力：0.7Kpa，时间：0.6min/mm；热压，条件为：温度：150℃，压力：0.8Kpa，时间：0.7min/mm；堆放保养，具体方法为：在室温下，将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列，时间为28h；用粗砂和细砂纸打磨定厚，贴低木面，抛光木面，木面贴上三氧化二铝耐磨纸，热压，温度为170℃，压力为2.0MPa，散热整理，打边，即得密度为685kg/m3的中密度板。
实施例 3
将木板刨片，拌入实施例1制得的木质素胶黏剂，施胶量为280g/m2，预压，条件为：温度：100℃，压力：0.8Kpa，时间：0.8min/mm；热压，条件为：温度：150℃，压力：1.0Kpa，时间：0.9min/mm；堆放保养，具体方法为：在室温下，将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列，时间为30h；用粗砂和细砂纸打磨定厚，贴低木面，抛光木面，木面贴上三氧化二铝耐磨纸，热压，温度为170℃，压力为2.5MPa，散热整理，打边，即得密度为1005kg/m3的高密度板。
实施例 4
将速生桉制成单板，然后将木板刨片，拌入实施例1制得的木质素胶黏剂，施胶量为280g/m2，预压，条件为：温度：100℃，压力：0.8Kpa，时间：0.8min/mm；热压，条件为：温度：150℃，压力：1.0Kpa，时间：0.9min/mm；堆放保养，具体方法为：在室温下，将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列，时间为30h；用粗砂和细砂纸打磨定厚，贴低木面，抛光木面，木面贴上三氧化二铝耐磨纸，热压，温度为170℃，压力为2.5MPa，散热整理，打边，即得密度为995kg/m3的高密度板。
对比实施例 1
将木板刨片，拌入脲醛树脂胶（购自淄博华森粘合剂有限公司），施胶量为220g/m2，预压，条件为：温度：90℃，压力：0.5Kpa，时间：0.5min/mm；热压，条件为：温度：120℃，压力：0.5Kpa，时间：0.4min/mm；堆放保养，具体方法为：在室温下，将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列，时间为24h；用粗砂和细砂纸打磨定厚，贴低木面，抛光木面，木面贴上三氧化二铝耐磨纸，热压，温度为170℃，压力为1.8MPa，散热整理，打边，即得密度为557kg/ m3的低密度板。
对比实施例 2
将木板刨片，拌入脲醛树脂胶（购自淄博华森粘合剂有限公司），施胶量为250g/m2，预压，条件为：温度：95℃，压力：0.7Kpa，时间：0.6min/mm；热压，条件为：温度：120℃，压力：0.7Kpa，时间：0.7min/mm；堆放保养，具体方法为：在室温下，将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列，时间为28h；用粗砂和细砂纸打磨定厚，贴低木面，抛光木面，木面贴上三氧化二铝耐磨纸，热压，温度为170℃，压力为2.0MPa，散热整理，打边，即得密度为800kg/ m3的中密度板。
对比实施例 3
将木板刨片，拌入脲醛树脂胶（购自淄博华森粘合剂有限公司），施胶量为280g/m2，预压，条件为：温度：100℃，压力：0.8Kpa，时间：0.8min/mm；热压，条件为：温度：1250℃，压力：0.8Kpa，时间：0.8min/mm；堆放保养，具体方法为：在室温下，将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列，时间为30h；用粗砂和细砂纸打磨定厚，贴低木面，抛光木面，木面贴上三氧化二铝耐磨纸，热压，温度为170℃，压力为2.5MPa，散热整理，打边，即得密度为900kg/ m3的中密度板。
对比实施例 4
将木板刨片，拌入脲醛树脂胶（购自淄博华森粘合剂有限公司），施胶量为280g/m2，预压，条件为：温度：100℃，压力：0.8Kpa，时间：0.8min/mm；热压，条件为：温度：1250℃，压力：0.8Kpa，时间：0.8min/mm；堆放保养，具体方法为：在室温下，将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列，时间为30h；用粗砂和细砂纸打磨定厚，贴低木面，抛光木面，木面贴上三氧化二铝耐磨纸，热压，温度为170℃，压力为2.5MPa，散热整理，打边，即得密度为900kg/ m3的高密度板。
按照GB/T15036.2—2001《实木地板板检验和试验方法》对实施例中所得产品的甲醛释放量、胶合强度和吸水膨胀率进行测定；人造板的起鼓现象的测定采用水煮法，即把人造板裁为80cm（长）×30cm（宽）的规格，先在100℃的水中煮3小时，不变形、不开裂，再在60-70℃烘，记录人造板起鼓所用时间，时间越长，说明人造板的质量越好，正常情况使用下，越难起鼓。把人造板裁为80cm（长）×30cm（宽）的规格，放入25℃恒温的低温测试室放置1h，之后给低温测试室降温，2分钟内将至-10℃，保持-10℃30min，之后低温测试室迅速升温至25℃，查看人造板层与层间的开裂情况，以及人造板是否变形，根据开裂变形情况得出人造板的抗冻性能。每个产品检测三次，数据取平均值，各项检测结果如下表所示：
本发明木质素胶黏剂与对照实施例脲醛树脂相比成本对比：
从表中看出，本发明的木质素胶黏剂生产密度板相对于脲醛树脂胶黏剂制备的密度板具有突出的优点，主要表现在：本发明具有较好的胶合性能，同时高温、高湿度环境下质量稳定性好，遇水、受潮不易起鼓、变形；每平方米使用胶黏剂成本较脲醛树脂节省34.28%，对广西地区生产的速生桉木板也有较好的适应性，具有较好的应用推广价值。

Claims (4)

1.采用木质素胶黏剂生产密度板的方法，其特征在于：该密度板通过木质素胶黏剂粘结而成，具体步骤包括：刨片、拌胶、预压、热压、堆放养生和贴三氧化二铝耐磨纸；所述预压条件为：温度：95-100℃，压力：0.5-0.8Kpa，时间：0.5-0.8min/mm；所述热压条件为：温度：140-150℃，压力：0.5-1Kpa，时间：0.5-0.8min/mm；所述堆放养生具体方法为：将粘结成的密度板一层层用木条架起，上下两层木条呈“井”字排列；
所述的木质素胶黏剂的生产工艺如下：在木质素中加入70wt%硫酸，搅拌均匀后，升温至140-160℃，磺化反应1-2小时；经过中央循环管式蒸发器，循环速度为0.4m/s-0.5m/s，控制出料水分含量为30wt%，沉淀，经过滤、干燥至含水量为15wt%；按木质素：苯酚重量比为1:1加入苯酚，控制温度85-95℃，保温反应1小时，最后用30wt%氢氧化钠调节pH至6.5-7.0；所得反应物取40-60份；加入马铃薯淀粉15-20份；硅烷偶联剂1-5份；消泡剂0.1-0.2份，混合均匀，再用三辊研磨机研磨1-2小时，即得。
2.根据权利要求1所述的采用木质素胶黏剂生产密度板的方法，其特征在于：所述密度板为高密度板、中密度板或低密度板。
3.根据权利要求1所述的采用木质素胶黏剂生产密度板的方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、三叔丁氧基乙烯基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-（2,3环氧丙氧）丙基三甲氧
基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷和巯丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或其组合物。
4.根据权利要求1所述的采用木质素胶黏剂生产密度板的方法，其特征在于：所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或磷酸三丁酯。
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