CN105345913A - 刨花板用高耐水muf树脂及生产工艺和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于人造板胶粘剂技术领域，涉及刨花板的生产，特别涉及一种刨花板用高耐水MUF树脂及生产工艺和应用。本发明所公开的刨花板用高耐水MUF树脂，其原料和质量份数为：37%甲醛100份；尿素55~65份；三聚氰胺40~60份；聚氨酯增稠剂CP-820？3~5份。本发明还公开了制备所述高耐水MUF树脂的生产工艺及在刨花板生产过程中的应用，依据本发明所公开的方法，现有刨花板生产线不需任何改造，即可实现连续化大批量高效连续生产，年产20万立方米的压机日单产可达900方左右，胶水固化时间短，板材生产效率高；本发明所制得的刨花板可达到“GB/T？4897.5-2003标准中在潮湿状态下使用的结构用刨花板”要求，甲醛释放量可达1.4～2.0mg/100g，满足“日本JISA？5908标准中F★★★★要求”。

Description

刨花板用高耐水MUF树脂及生产工艺和应用
技术领域
本发明属于人造板胶粘剂技术领域，涉及刨花板的生产，特别涉及一种刨花板用高耐水MUF树脂及生产工艺和应用。
背景技术
刨花板是用木材碎料或非木材植物碎料与胶黏剂一起热压而成的板材，普通刨花板只适合干燥的室内使用。随着人们生活水平的提高，对木制品低碳环保及多领域多用途的需求日益迫切，为拓展刨花板在潮湿及高潮湿环境甚至室外建筑等领域的使用，需要开发高防潮高强度低碳环保的刨花板。
目前国内室外建筑用刨花板主要采用酚醛树脂作为胶黏剂，但其固化较慢，生产效率较低，板材颜色较深，板材的生产成本会增加；使用异氰酸酯胶水，需配套使用脱模剂并且还要改造现有施胶系统，同时异氰酸酯树脂价格昂贵，造成刨花板的生产成本非常高。另外，异氰酸酯树脂如果在生产过程中与木材纤维、木质素反应不完全，在成品之后的时间仍会继续反应，由此产生的内应力足以使刨花板变形，影响刨花板尺寸稳定性。传统的以MUF树脂制造生产高防潮刨花板，采用低摩尔比改性脲醛树脂，生产过低游离甲醛含量的三胺改性脲醛树脂，尚存在如下问题：生产过程难以稳定控制；板材的质量指标不稳定，尤其是防潮性能与甲醛释放量、吸水厚度膨胀率难以稳定控制。
发明内容
本发明的目的是公开了一种超低甲醛释放量胶粘剂合成方法和刨花板生产工艺，以克服现有生产线采用MUF树脂生产防潮刨花板甲醛释放量较高的缺陷。
本发明的一个目的是公开了刨花板用高耐水MUF树脂，其原料和质量份数为：
所述聚氨酯增稠剂CP-820购自广州盈瑞化工科技有限公司。
本发明的另外一个目的是，公开了上述刨花板用高耐水MUF树脂的生产工艺，包括如下步骤：
A、反应釜进甲醛，加碱调节pH值为8.0～9.0，加入80～90％三聚氰胺，升温至90℃，保温50-60min；
B、降温至75～80℃，加碱调节pH值为7.0～7.5，投入60～70％尿素和聚氨酯增稠剂CP-820，保温10～20min；
C、控制温度75～78℃，开始脱水，脱水量12～15％；
D、脱水结束后，加碱调节pH值为7.5～8.0，温度控制在65～70℃，投入剩余30～40％尿素和剩余10～20％三聚氰胺，65～68℃保温10～20min；
E、加碱调节pH值为8.0～9.0，降温至40～45℃出料。
其中，各组分的质量份数为：37％甲醛100份；尿素55～65份；三聚氰胺40～60份；聚氨酯增稠剂CP-8203～5份；
尿素分两次投料，步骤B投料占60～70％，步骤D二次投料占30～40％；三聚氰胺分两次投料，步骤A投料占80～90％，步骤D二次投料占10～20％。
本发明所制得的刨花板用高耐水MUF树脂的指标如下：
a：外观：透明匀质胶状液体；
b：pH:8.0～8.5；
c：固含量：63～68％；
d：粘度(T-4杯，20℃)：25～35s；
e：游离甲醛：≤0.1％；
f：水混合型：≥1.5倍。
本发明还有一个目的，公开了所制备的刨花板用高耐水MUF树脂的应用，即制备超低甲醛释放量防潮刨花板的生产方法，具体步骤包括：
A.将100％新鲜枝桠材通过削片、刨片加工成刨花，经过干燥设备，控制干燥含水率为1.5～3.5％，筛选，以厚度1.4mm为界限，分选出厚度≥1.4mm的芯层刨花和厚度＜1.4mm的表层刨花；
B.调胶，将高耐水MUF树脂与硅烷偶联剂、防水剂、固化剂、水混合搅拌，制成高防潮混合胶，其中所述硅烷偶联剂为KH550；防水剂为有机硅防水剂TZ-701，固含量为30～40％，由南京瑭泽化工有限公司提供；固化剂为硫酸铵溶液，质量百分比30～40％；
其中表层胶中各组分的质量百分比为：高耐水MUF树脂12～14％，硅烷偶联剂0.5～1％，防水剂0.4～0.6％，水2～4％；
芯层胶中各组分的质量百分比为：高耐水MUF树脂10～12％，硅烷偶联剂0.5～1％，防水剂0.3～0.5％，固化剂0.25～0.35％，水0.2～0.5％；
C.施胶，将调胶制得的表层胶和芯层胶分别施加到芯层刨花和表层刨花中；
D.最后经铺装、预压、热压、翻板冷却、调质、砂光步骤，产品检验入库。
本发明所制得的刨花板每立方米的原料用量为：
表层：细刨花230～240kg，高耐水MUF树脂27.6～33.6kg，硅烷偶联剂1.15～2.4kg，防水剂0.92～1.44kg，水4～10kg；
芯层：粗刨花345～360kg，高耐水MUF树脂34.5～43.2kg，硅烷偶联剂1.73～3.6kg，固化剂0.86～1.26kg，防水剂1.04～1.8kg，水0.5～2kg；
所述原料用量都是按照固体含量计算，所述细刨花、粗刨花含水率为1.5～3.5％。
所述铺装步骤中，通过调整调胶步骤中水分添加量控制表层含水率10～14％，芯层含水率6～8％；
所述热压步骤中，热压速度在190～220mm/s，热压因子在4.5-5.3s/mm，采用分区热压方式控制，工艺参数具体为：
一区：压强0.55～3.65MPa，温度230～240℃；
二区：压强1.5～2.5MPa，温度220～230℃；
三区：压强0.5～1.0MPa，温度190～200℃。
有益效果
本发明所使用的环保高耐水MUF树脂，以有机硅防水剂替代石蜡作为防水剂，添加一定量硅烷偶联剂，采用特定的MUF树脂生产工艺、特定的调胶工艺、特定的热压工艺，所生产的刨花板能达到“GB/T4897.5-2003标准中在潮湿状态下使用的结构用刨花板”要求，又能使甲醛释放量满足“日本JISA5908标准中F★★★★要求”。具体体现在以下几点：
(1)现有刨花板生产线不需任何改造，实现连续化大批量高效连续生产，年产20万立方米的压机日单产可达900方左右，该胶水固化时间短，板材生产效率高。
(2)解决甲醛释放量与产品质量的矛盾问题，产品的甲醛释放量可达1.4～2.0mg/100g，达到全球最高环保等级“日本级F★★★★标准”，且产品质量稳定。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
本发明的原料每立方米用量包括：分为表层和芯层，表层：细刨花230kg，高耐水MUF树脂27.6kg，硅烷偶联剂1.15kg，防水剂0.92kg，水9.2kg；芯层：粗刨花345kg，高耐水MUF树脂34.5kg，硅烷偶联剂1.73，防水剂1.04kg，固化剂0.86kg，水1.7kg。
首先制备高耐水MUF树脂，其原料和重量份数包括：
然后表层与芯层分别调胶，将高耐水MUF树脂与硅烷偶联剂、防水剂、固化剂、水混合搅拌，形成高防潮混合胶，其配比为：
表层：高耐水MUF树脂质量百分比12％，硅烷偶联剂质量百分比0.5％，防水剂质量百分比0.4％，水质量百分比4％；芯层胶：高耐水MUF树脂质量百分比10％，硅烷偶联剂质量百分比0.5％，防水剂质量百分比0.3％，固化剂质量百分比0.25％，水质量百分比0.5％；
接着施胶，把高防潮混合胶分别施加到芯层刨花和表层刨花中；最后经铺装、预压、热压、翻板冷却、调质、砂光等步骤，成品板一检验入库。
所述铺装步骤中，通过调整调胶步骤中水添加量，控制表层含水率10～14％，芯层含水率6～8％；
所述热压步骤中，热压速度在190～220mm/s，热压因子在4.5-5.3s/mm，采用分区热压方式控制，具体为：
一区：压强0.55～3.65MPa，温度230℃；
二区：压强1.5～2.5MPa，温度220℃；
三区：压强0.5～1.0MPa，温度190℃。
制得的成品板一检测数据见表1。
表1成品板一检测数据
实施例2
本发明的原料每立方米用量包括：分为表层和芯层，表层：细刨花235kg，高耐水MUF树脂30.6kg，硅烷偶联剂1.18kg，防水剂1.18kg，水7.1kg；芯层：粗刨花353kg，高耐水MUF树脂38.8kg，硅烷偶联剂1.77，防水剂1.41kg，固化剂1.06kg，水1.4kg。
首先制备高耐水MUF树脂，其原料和重量份数包括：
然后表层与芯层分别调胶，将高耐水MUF树脂与硅烷偶联剂、防水剂、固化剂、水混合搅拌，形成高防潮混合胶，其配比为：
表层胶：高耐水MUF树脂质量百分比13％，硅烷偶联剂质量百分比0.5％，防水剂质量百分比0.5％，水质量百分比3％；芯层胶：高耐水MUF树脂质量百分比11％，硅烷偶联剂质量百分比0.5％，防水剂质量百分比0.4％，固化剂质量百分比0.3％，水质量百分比0.4％；
接着施胶，把高防潮混合胶分别施加到芯层刨花和表层刨花中；
最后经铺装、预压、热压、翻板冷却、调质、砂光等步骤，成品板二检验入库。
所述铺装步骤中，通过调整调胶步骤中水添加量，控制表层含水率10～14％，芯层含水率6～8％；
所述热压步骤中，热压速度在190～220mm/s，热压因子在4.5-5.3s/mm，采用分区热压方式控制，具体为：
一区：压强0.55～3.65MPa，温度235℃；
二区：压强1.5～2.5MPa，温度225℃；
三区：压强0.5～1.0MPa，温度195℃。
制得的成品板二检测数据见表2。
表2成品板二检测数据
实施例3
本发明的原料每立方米用量包括：分为表层和芯层，表层：细刨花240kg，高耐水MUF树脂33.6kg，硅烷偶联剂2.4kg，防水剂1.44kg，水4.8kg；芯层：粗刨花360kg，高耐水MUF树脂43.2kg，硅烷偶联剂3.6kg，防水剂1.8kg，固化剂1.26kg，水0.72kg。
首先制备高耐水MUF树脂，其原料和重量份数包括：
然后表层与芯层分别调胶，将高耐水MUF树脂与硅烷偶联剂、防水剂、固化剂、水混合搅拌，形成高防潮混合胶，其配比为：
表层胶：高耐水MUF树脂质量百分比14％，硅烷偶联剂质量百分比1％，防水剂质量百分比0.6％，水质量百分比2％；芯层胶：高耐水MUF树脂质量百分比12％，硅烷偶联剂质量百分比1％，防水剂质量百分比0.5％，固化剂质量百分比0.35％，水质量百分比0.2；
接着施胶，把高防潮混合胶分别施加到芯层刨花和表层刨花中；最后经铺装、预压、热压、翻板冷却、调质、砂光等步骤，成品板三检验入库。
所述铺装步骤中，通过调整调胶步骤中水添加量，控制表层含水率10～14％，芯层含水率6～8％；
所述热压步骤中，热压速度在190～220mm/s，热压因子在4.5-5.3s/mm，采用分区热压方式控制，具体为：
一区：压强0.55～3.65MPa，温度240℃；
二区：压强1.5～2.5MPa，温度230℃；
三区：压强0.5～1.0MPa，温度200℃。
制得的成品板三检测数据见表3。
表3成品板三检测数据
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.刨花板用高耐水MUF树脂，其原料和质量份数为：
37%甲醛100份；
尿素55～65份；
三聚氰胺40～60份；
聚氨酯增稠剂CP-8203～5份；
所述聚氨酯增稠剂CP-820购自广州盈瑞化工科技有限公司。
2.制备如权利要求1所述刨花板用高耐水MUF树脂的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
A、反应釜进甲醛，加碱调节pH值为8.0～9.0，加入80～90%三聚氰胺，升温至90℃，保温50～60min；
B、降温至75～80℃，加碱调节pH值为7.0～7.5，投入60～70%尿素和聚氨酯增稠剂CP-820，保温10～20min；
C、控制温度75～78℃，开始脱水，脱水量12～15%；
D、脱水结束后，加碱调节pH值为7.5～8.0，温度控制在65～70℃，投入剩余30～40%尿素和剩余10～20%三聚氰胺，65～68℃保温10～20min；
E、加碱调节pH值为8.0～9.0，降温至40～45℃出料；
其中，各组分的质量份数为：37%甲醛100份；尿素55～65份；三聚氰胺40～60份；聚氨酯增稠剂CP-8203～5份。
3.根据权利要求2所述刨花板用高耐水MUF树脂的生产工艺，其特征在于：尿素分两次投料，步骤B投料占60～70%，步骤D二次投料占30～40%；三聚氰胺分两次投料，步骤A投料占80～90%，步骤D二次投料占10～20%。
4.根据权利要求2或3所述工艺制得的刨花板用高耐水MUF树脂。
5.一种如权利要求4所述刨花板用高耐水MUF树脂的应用，其特征在于，包括如下步骤：
A.将100%新鲜枝桠材通过削片、刨片加工成刨花，经过干燥设备，控制干燥含水率为1.5～3.5%，筛选，以厚度1.4mm为界限，分选出厚度≥1.4mm的芯层刨花和厚度＜1.4mm的表层刨花；
B.调胶，将高耐水MUF树脂与硅烷偶联剂、防水剂、固化剂、水混合搅拌，制成高防潮混合胶，其中所述硅烷偶联剂为KH550；防水剂为有机硅防水剂TZ-701，固含量为30～40%，由南京瑭泽化工有限公司提供；固化剂为硫酸铵溶液，质量百分比30～40%；
其中表层胶中各组分的质量百分比为：高耐水MUF树脂12～14%，硅烷偶联剂0.5～1%，防水剂0.4～0.6%，水2～4%；
芯层胶中各组分的质量百分比为：高耐水MUF树脂10～12%，硅烷偶联剂0.5～1%，防水剂0.3～0.5%，固化剂0.25～0.35%，水0.2～0.5%；
C.施胶，将调胶制得的表层胶和芯层胶分别施加到芯层刨花和表层刨花中；
D.最后经铺装、预压、热压、翻板冷却、调质、砂光步骤，产品检验入库。
6.根据权利要求5所述刨花板用高耐水MUF树脂的应用，其特征在于：所述铺装步骤中，通过调整调胶步骤中水分添加量控制表层含水率10～14%，芯层含水率6～8%。
7.根据权利要求5所述刨花板用高耐水MUF树脂的应用，其特征在于：所述热压步骤中，热压速度在190～220mm/s，热压因子在4.5～5.3s/mm，采用分区热压方式控制，各区工艺参数为：
一区：压强0.55～3.65MPa，温度230～240℃；
二区：压强1.5～2.5MPa，温度220～230℃；
三区：压强0.5～1.0MPa，温度190～200℃。
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