CN105690538B - 一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，包括如下步骤：1)备料；2)原料切片；3)蒸煮软化；4)配制防水乳液；5)热磨；6)施胶；7)干燥；8)铺装、预压；9)热压；10)裁边、砂光、入库。用所述制造方法制得的中密度纤维板，初粘性好，强度高，阻燃耐热性能好，无毒环保。

Description

一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法
技术领域
本发明属于纤维板制造技术领域，具体地，设计一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法。
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。主要用于强化木地板、门板、隔墙、家具等，密度板在家装中主要用于混油工艺的表面处理；一般做家具用的都是中密度板，因为高密度板密度太高，很容易开裂，所以没有办法做家具。一般高密度板都是用来做室内外装潢、办公和民用家具、音响、车辆内部装饰，还可用作计算机房抗静电地板、护墙板、防盗门、墙板、隔板等的制作材料。它还是包装的良好材料。未来更是作为基材用于制作强化木地板等。
中密度纤维板(Medium Density Fiberboard，缩写为MDF，简称中纤板)，是以木质纤维或其他植物纤维为原料，经打碎、纤维分离、干燥后施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂，再经热压后制成的一种人造板材。其密度一般在500～880kg/m3，厚度一般为5～30毫米。
其中，中密度纤维板生产所用脲醛树脂胶黏剂是我国木材工业用量最大的合成树脂胶黏剂，占木材加工业胶黏剂总消耗量的60％多，占人造板用胶量的90％左右。脲醛树脂胶黏剂具有诸多优点，如较高的胶接强度、高的耐冷水性能、中等耐热水性能；固化迅速；与水混溶性好，易调制合适的黏度和浓度等；但其用量大的根本原因是价格优势，它是合成树脂胶黏剂中价格最低的。然而，脲醛树脂胶黏剂及其胶接产品在使用程中会不断释放出甲醛，对人体有害，这在很大程度上限制了它的使用范围。加入改性剂是脲醛树脂胶黏剂低毒化研究中的一个重要方向。
对此，目前国内主要存在如下专利文献：
专利公开号：103509166A，公开了一种脲醛树脂的制备方法，具体涉及一种三聚氰胺改性脲醛树脂及其制备方法。本发明由如下重量百分比的原料制成：甲醛50.1-52.88％，聚乙烯醇0.52-0.56％，尿素34.78-35.99％，三聚氰胺8.7-9.38％，木薯淀粉1.77-5.6％；其制备方法是将聚乙烯醇投入到甲醛中反应，尿素和三聚氰胺分批次加入，投入木薯淀粉反应出料即得。本发明工艺简单且引入三聚氰胺和聚乙烯醇改性，使改性脲胶树脂在胶合能力上达到重组木生产的要求；同时又最大限度的降低树脂中游离甲醛的含量及不稳定结构的存在。加入木薯淀粉提高脲胶树脂的初粘性，降低成本。该专利中采用三聚氰胺改性脲醛树脂，以降低树脂中游离甲醛的含量，然而，众所周知，由于三聚氰胺对儿童发育会带来不良影响，因此在用于家用底板的中密度纤维板中使用含有三聚氰胺成分的脲醛树脂粘结剂，虽然甲醛含量降低，但三聚氰胺的存在仍然影响儿童健康成长。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，用所述制造方法制得的中密度纤维板，初粘性好，强度高，阻燃耐热性能好，无毒环保。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，包括如下步骤：
1)备料
将芦苇杆和豆杆以重量比为1～2:1的比例混合，清洗后送入烘箱至含水量为15～20％，得混合料；
2)原料切片
将烘干后的混合料送入鼓式削片机切片，得平均长度为5～7cm的片段，经筛选机筛选，去除碎片、碎屑和杂质；
3)蒸煮软化
将切片后的混合料在150～170℃的蒸汽下进行蒸煮，软化所述混合料，饱和蒸汽压力1～3MPa，蒸煮时间5～8min；
4)配制防水乳液
将石蜡、硬脂酸甘油酯加热至熔化，搅拌，升温至80～90℃，加入油酸、20％氢氧化剂溶液，滴加完毕后，在70～80℃下滴加温度为50～60℃的水，搅拌20～25min，得所述防水乳液；
5)热磨
将蒸煮软化后的混合料送入热磨机内，在160～190℃下，热磨机转速1000～1200转/min，进行纤维分离，热磨时间3～5min，将步骤4)所得防水乳液雾化，以喷雾形式融入热磨机排料管，使所述防水乳液附着于纤维表面；
6)施胶
将改性脲醛树脂胶黏剂及固化剂的混合溶液雾化后，喷洒在热磨后的纤维表面，搅拌，搅拌速度50～60转/min，搅拌时间10～15min，陈化15～20min，所述混合溶液固含量为8～10％；
7)干燥
将步骤6)所得纤维送入干燥箱进行干燥，干燥温度120～130℃，干燥时间2～4min，干燥至含水率2～3％；
8)铺装、预压
将干燥后的纤维进行铺装成型，在0.5～2MPa下预压成板坯；
9)热压
将步骤8)所得板坯在2～8MPa下热压2～4min，热压温度200～210℃，在压力为2～4MPa、温度为150～200℃下，热压30～60s；
10)裁边、砂光、入库
将热压完成后所得板坯冷却至室温，经砂光机砂光并切割成规格板材，入库，得所述强化木地板用环保阻燃中密度纤维板。
进一步，所得中密度纤维板厚度15～18mm，密度2.5～3.5g/cm3，含水率2～3％。
另，所述防水乳液包括如下重量份的化学成分：石蜡80～90份，硬脂酸甘油酯10～15份，油酸5～10份，20％氢氧化钾溶液3～6份，水90～100份。
另有，所述防水乳液用量为绝干混合料重量的1～2％。
再，步骤6)中所述改性脲醛树脂胶黏剂的用量为绝干纤维质量的15～20％。
再有，所改性树脂胶黏剂包括如下重量份的化学组成：甲醛60～70份，尿素40～50份，20％玻璃粉10～15份，丙烯酸酯共聚乳液30～40份，玉米淀粉1～5份，十溴二苯乙烷5～10份。
且，所述改性树脂胶黏剂的制备包括如下步骤：将配方中的甲醛溶液加入四口烧瓶中，用30％的氢氧化钠溶液调pH值至8.0～8.5，加入占尿素总量45％～50％的尿素，并加入玉米淀粉，搅拌，升温到90℃，保温30～40min，用甲酸调节pH值至5～6，然后加入占尿素总量35～40％的尿素进行二次缩聚，然后加入20％玻璃粉及丙烯酸酯共聚乳液，保温20～30min后，降温至75℃，反应15～20min，升温至90℃，用30％的氢氧化钠溶液将pH值调节至7.5～8.5，最后加入十溴二苯乙烷和余下的尿素，在90℃下保温反应30～40min后，真空脱水，冷却降温出料，即得所述改性脲醛树脂胶黏剂。
另，步骤6)中所述固化剂用量为绝干纤维质量的0.5～1％。
再，所述固化剂包括如下重量份的化学成分：氯化铵10～15份，尿素35～40份，氨水15～25份，水40～50份。
另有，步骤7)中干燥箱内热介质与绝干纤维的体积质量比为10～15:1，m3/kg。
本发明的有益效果在于：
采用特制的改性脲醛树脂胶黏剂，在合成所述改性脲醛树脂胶黏剂的初期，即加入玉米淀粉，在合成过程中淀粉发生水解作用，生成各种糊精等，由于淀粉相对分子质量很大，溶解后粘度也很大，加入少量就可制得粘度较大的脲醛树脂，同时淀粉分子链上的羟基、羟甲基以及因水解产生的醛基等可能参与脲醛树脂的合成反应，不仅提高了初粘性，而且粘接强度和储存稳定性也有提高；采用20％玻璃粉与丙烯酸酯共聚乳液配合的形式，可有效降低改性脲醛树脂胶黏剂中甲醛的含量；在热磨后产生的纤维表面喷洒的防水乳液，有效提升纤维的防水性能。
具体实施方式
本发明所述的一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，包括如下步骤：
1)备料
将芦苇杆和豆杆以重量比为1～2:1的比例混合，清洗后送入烘箱至含水量为15～20％，得混合料；
2)原料切片
将烘干后的混合料送入鼓式削片机切片，得平均长度为5～7cm的片段，经筛选机筛选，去除碎片、碎屑和杂质；
3)蒸煮软化
将切片后的混合料在150～170℃的蒸汽下进行蒸煮，软化所述混合料，饱和蒸汽压力1～3MPa，蒸煮时间5～8min；
4)配制防水乳液
将石蜡、硬脂酸甘油酯加热至熔化，搅拌，升温至80～90℃，加入油酸、20％氢氧化剂溶液，滴加完毕后，在70～80℃下滴加温度为50～60℃的水，搅拌20～25min，得所述防水乳液；
5)热磨
将蒸煮软化后的混合料送入热磨机内，在160～190℃下，热磨机转速1000～1200转/min，进行纤维分离，热磨时间3～5min，将步骤4)所得防水乳液雾化，以喷雾形式融入热磨机排料管，使所述防水乳液附着于纤维表面；
6)施胶
将改性脲醛树脂胶黏剂及固化剂的混合溶液雾化后，喷洒在热磨后的纤维表面，搅拌，搅拌速度50～60转/min，搅拌时间10～15min，陈化15～20min，所述混合溶液固含量为8～10％；
7)干燥
将步骤6)所得纤维送入干燥箱进行干燥，干燥温度120～130℃，干燥时间2～4min，干燥至含水率2～3％；
8)铺装、预压
将干燥后的纤维进行铺装成型，在0.5～2MPa下预压成板坯；
9)热压
将步骤8)所得板坯在2～8MPa下热压2～4min，热压温度200～210℃，在压力为2～4MPa、温度为150～200℃下，热压30～60s；
10)裁边、砂光、入库
将热压完成后所得板坯冷却至室温，经砂光机砂光并切割成规格板材，入库，得所述强化木地板用环保阻燃中密度纤维板。
进一步，所得中密度纤维板厚度15～18mm，密度2.5～3.5g/cm3，含水率2～3％。
另，所述防水乳液包括如下重量份的化学成分：石蜡80～90份，硬脂酸甘油酯10～15份，油酸5～10份，20％氢氧化钾溶液3～6份，水90～100份。
另有，所述防水乳液用量为绝干混合料重量的1～2％。
再，步骤6)中所述改性脲醛树脂胶黏剂的用量为绝干纤维质量的15～20％。
再有，所改性树脂胶黏剂包括如下重量份的化学组成：甲醛60～70份，尿素40～50份，20％玻璃粉10～15份，丙烯酸酯共聚乳液30～40份，玉米淀粉1～5份，苯酚10～20份，十溴二苯乙烷5～10份。
且，所述改性树脂胶黏剂的制备包括如下步骤：将配方中的甲醛溶液加入四口烧瓶中，用30％的氢氧化钠溶液调pH值至8.0～8.5，加入占尿素总量45％～50％的尿素，并加入玉米淀粉，搅拌，升温到90℃，保温30～40min，用甲酸调节pH值至5～6，然后加入占尿素总量35～40％的尿素进行二次缩聚，然后加入20％玻璃粉及丙烯酸酯共聚乳液，保温20～30min后，降温至75℃，反应15～20min，升温至90℃，用30％的氢氧化钠溶液将pH值调节至7.5～8.5，最后加入十溴二苯乙烷和余下的尿素，在90℃下保温反应30～40min后，真空脱水，冷却降温出料，即得所述改性脲醛树脂胶黏剂。
另，步骤6)中所述固化剂用量为绝干纤维质量的0.5～1％。
再，所述固化剂包括如下重量份的化学成分：氯化铵10～15份，尿素35～40份，氨水15～25份，水40～50份。
另有，步骤7)中干燥箱内热介质与绝干纤维的体积质量比为10～15:1，m3/kg。
其中，表1为本发明各实施例所述一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法中防水乳液成分列表。表2为本发明各实施例所述一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法中改性脲醛树脂胶黏剂成分列表。表3为本发明各实施例所述一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法中固化剂成分列表。表4为本发明采用各实施例所述一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法所制得强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的性能参数列表。
表1.(单位：份)
石蜡 硬脂酸甘油酯 油酸 20％氢氧化钾溶液 水
实施例1 85 13 8 6 98
实施例2 88 10 5 4 100
实施例3 80 12 7 5 95
实施例4 83 15 6 3 90
实施例5 90 14 10 4 93
表2.(单位：份)
甲醛 尿素 20％玻璃粉 丙烯酸酯共聚乳液 玉米淀粉 十溴二苯乙烷
实施例1 65 48 13 38 4 8
实施例2 68 50 12 40 5 7
实施例3 70 45 11 35 1 5
实施例4 63 40 10 30 5 6
实施例5 60 47 15 33 3 10
表3.(单位：份)
氯化铵 尿素 氨水 水
实施例1 13 37 20 40
实施例2 15 33 25 43
实施例3 10 40 18 48
实施例4 14 35 15 45
实施例5 12 38 23 50
表4.
而且，采用本发明所述一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法所制得强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的阻燃等级可达V0级。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)备料
将芦苇杆和豆杆以重量比为1~2:1的比例混合，清洗后送入烘箱至含水量为15~20%，得混合料；
2)原料切片
将烘干后的混合料送入鼓式削片机切片，得平均长度为5~7cm的片段，经筛选机筛选，去除碎片、碎屑和杂质；
3)蒸煮软化
将切片后的混合料在150~170℃的蒸汽下进行蒸煮，软化所述混合料，饱和蒸汽压力1~3MPa，蒸煮时间5~8min；
4)配制防水乳液
将石蜡、硬脂酸甘油酯加热至熔化，搅拌，升温至80~90℃，加入油酸、20%氢氧化剂溶液，滴加完毕后，在70~80℃下滴加温度为50~60℃的水，搅拌20~25min，得所述防水乳液；
5)热磨
将蒸煮软化后的混合料送入热磨机内，在160~190℃下，热磨机转速1000~1200转/min，进行纤维分离，热磨时间3~5min，将步骤4)所得防水乳液雾化，以喷雾形式融入热磨机排料管，使所述防水乳液附着于纤维表面；
6)施胶
将改性脲醛树脂胶黏剂及固化剂的混合溶液雾化后，喷洒在热磨后的纤维表面，搅拌，搅拌速度50~60转/min，搅拌时间10~15min，陈化15~20min，所述混合溶液固含量为8~10%；
7)干燥
将步骤6)所得纤维送入干燥箱进行干燥，干燥温度120~130℃，干燥时间2~4min，干燥至含水率2~3%；
8)铺装、预压
将干燥后的纤维进行铺装成型，在0.5~2MPa下预压成板坯；
9)热压
将步骤8)所得板坯在2~8MPa下热压2~4min，热压温度200~210℃，在压力为2~4MPa、温度为150~200℃下，热压30~60s；
10)裁边、砂光、入库
将热压完成后所得板坯冷却至室温，经砂光机砂光并切割成规格板材，入库，得所述强化木地板用环保阻燃中密度纤维板；
所述改性脲醛树脂胶黏剂的制备包括如下步骤：
将配方中的甲醛溶液加入四口烧瓶中，用30%的氢氧化钠溶液调pH值至8.0~8.5，加入占尿素总量45％~50％的尿素， 并加入玉米淀粉，搅拌，升温到90℃，保温30~40 min，用甲酸调节pH值至5～6，然后加入占尿素总量35~40％的尿素进行二次缩聚，然后加入20%玻璃粉及丙烯酸酯共聚乳液，保温20~30min后，降温至75℃，反应15~20min，升温至90℃，用30%的氢氧化钠溶液将pH值调节至7.5~8.5，最后加入十溴二苯乙烷和余下的尿素，在90℃下保温反应30~40min后，真空脱水，冷却降温出料，即得所述改性脲醛树脂胶黏剂。
2.根据权利要求1所述的强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，其特征在于，所得中密度纤维板厚度15~18mm，密度2.5~3.5g/cm3，含水率2~3%。
3.根据权利要求1所述的强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，其特征在于，所述防水乳液包括如下重量份的化学成分：石蜡80~90份，硬脂酸甘油酯10~15份，油酸5~10份，20%氢氧化钾溶液3~6份，水90~100份。
4.根据权利要求1或3所述的强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，其特征在于，所述防水乳液用量为绝干混合料重量的1~2%。
5.根据权利要求1所述的强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，其特征在于，步骤6)中所述改性脲醛树脂胶黏剂的用量为绝干纤维质量的15~20%。
6.根据权利要求1所述的强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，其特征在于，所述改性脲醛树脂胶黏剂包括如下重量份的化学组成：甲醛60~70份，尿素40~50份，20%玻璃粉10~15份，丙烯酸酯共聚乳液30~40份，玉米淀粉1~5份，十溴二苯乙烷5~10份。
7.根据权利要求1所述的强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，其特征在于，步骤6)中所述固化剂用量为绝干纤维质量的0.5~1%。
8.根据权利要求1或7所述的强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，其特征在于，所述固化剂包括如下重量份的化学成分：氯化铵10~15份，尿素35~40份，氨水15~25份，水40~50份。
9.根据权利要求1所述的强化木地板用环保阻燃中密度纤维板的制造方法，其特征在于，步骤7)中干燥箱内热介质与绝干纤维的体积质量比为10~15:1，m3/kg。
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