CN106584636A - 一种无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺，包括原木剥皮、削片→水洗、蒸煮→热磨→施胶→干燥、成型→施脱模剂→热压→冷却养生→砂光锯切→质检分级→包装步骤，所述施胶过程为：将热磨得到的纤维通过纤维喷放管与水性聚氨酯胶黏剂、水和催化剂混合。通过该工艺得到的无甲醛防潮型高密度纤维板，不含甲醛、苯酚类释放，板材的内结合强度高、尺寸稳定、防潮耐水性强；芳香族水性聚氨酯生产的无醛板材与其它板材相比，成本没有大幅增长，性价比高；可有效地解决室内环境的甲醛污染问题，同时拓展纤维板在潮湿环境下的广泛应用，为人造板产品摆脱甲醛释放问题与拓展使用环境提供了新的技术解决途径。

Description

一种无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺
技术领域
本发明属于木材加工技术领域，涉及人造板分类之纤维板的生产工艺技术，特别涉及一种无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺技术。
背景技术
目前人造板在室内装修装饰材料中被广泛应用，绝大多数人造板生产使用含甲醛的三醛胶黏剂，即甲醛+尿素、苯酚、三聚氰胺或其组合，其反应是可逆的。在板材的长期使用过程中，会持续不断的释放甲醛、苯酚类有毒物质，最长可持续15年。甲醛是具有强烈刺激性的有毒气体，不仅污染环境而且对人眼、口、鼻、喉等器官有强烈的刺激性，造成肺、肝免疫系统功能异常，是致癌化学物质之一，严重危害人类健康和生态环境。随着人类生活品质的提高以及低碳环保理念深入人心，制造健康环保的高品质板材是从业人员努力的技术方向。目前国内无甲醛人造纤维板生产工艺中，甲醛含量大大降低，但依然释放少量甲醛，如申请公开号为CN 104290169 A《一种零甲醛密度纤维板的生产工艺》公开了一种人造纤维板生产工艺，该工艺采用采用的胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯，生产的纤维板甲醛释放量复合国家标准要求，但仍然检测出了甲醛。
2008年美国加州空气资源委员会（CARB）颁发的降低复合木制品甲醛排放的有毒物质空气传播控制措施(ATCM)，该法规已被纳入加州法案。该法案是世界上关于复合木制品的甲醛释放量的最严格的标准。该法案对无醛释放板材（NAF）的定义为：在板材的生产过程中不使用任何含有甲醛成分的胶黏剂（No-added-formaldehyde based resin）。NAF是该法案中最为严格的无醛豁免认证。取得该认证的板材或家具制品出口美国市场时，无需进行甲醛检测。
纤维板是人造板的重要品种之一，据统计中国2015年总产量约5554.46万m3。纤维板生产原料主要以各种采伐剩余物和加工剩余物、枝桠材、弯曲材等木质原料，来源广泛，经过削片、热磨、施胶干燥，成型热压等工序制成。据测算，1m3的纤维板可替代3 m3原木应用，具有广阔的应用前景与社会效益。
发明内容
本发明的目的是为了解决纤维板的甲醛空气污染问题，提供了一种无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现的：
一种无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺，包括原木剥皮、削片→水洗、蒸煮→热磨→施胶→干燥、成型→施脱模剂→热压→冷却养生→砂光锯切→质检分级→包装步骤，所述施胶过程为：将热磨得到的纤维通过纤维喷放管与水性聚氨酯胶黏剂、水和催化剂混合。
进一步的，所述水洗、蒸煮步骤中，所述木片经水洗后用蒸汽蒸煮，蒸煮时间为2～4min，蒸煮温度为160～180℃，蒸煮压力为0.7～0.9MPa；
所述热磨步骤中，蒸煮后的木片通过热磨机解纤，同时向热磨机中添加防水剂，其中，热磨温度为160～180℃，压力为0.7～0.9MPa，所述防水剂为石蜡或石蜡乳液，防水剂的添加量为纤维绝干重量的0.4～0.9%；
所述干燥、成型步骤中，施胶后的纤维进行干燥，干燥后的纤维含水率为7～12%，干燥后的纤维经铺装、预压成型后得板坯；
所述施脱模剂步骤中，将脱模剂喷涂在热压机钢带表面或喷淋在成型后的纤维板坯上；
所述热压步骤中，热压温度为 180～235℃，采用二次加压工艺，分别为：闭合排气高压段，压力快速升至 250～380N/cm2，传热表层压缩低压段，压力逐步下降至15～80N/cm2，最后固化定厚中压段，压力升至 90～150N/cm2 下胶固化定厚，热压因子范围在 8～18s/mm。
进一步的，所述施脱模剂步骤中，所述脱模剂为聚硅氧烷水乳液，聚硅氧烷的质量浓度为10～40wt%，施加量为25～40g/㎡。
进一步的，所述施胶步骤中，所述水性聚氨酯胶黏剂为芳香族水性聚氨酯，添加量为纤维绝干重量的4～8%；
所述水的添加量为水性聚氨酯胶黏剂重量的30～100%；
所述催化剂为叔胺催化剂，添加量为水性聚氨酯胶黏剂重量的0.5～1.5%。
更进一步的，所述芳香族水性聚氨酯的固含量为85～90%，涂-4杯粘度：25～40S，pH值：6.5～7.2，密度：1.07～1.09g/cm3。
优选的，所述叔胺催化剂包括三亚乙基二胺、三乙胺、环已基甲基叔胺、五甲基二亚甲基三胺中的一种或其混合物。
本发明在干法工艺纤维板生产工序（连续压机或多层压机生产线）条件下，利用芳香族水性芳香族聚氨酯胶黏剂替代含甲醛的三醛胶（甲醛+尿素、苯酚、三聚氰胺或其组合），通过添加少量防水剂、工艺水与叔胺催化剂，促进水性聚氨酯发泡，扩大胶体比表面积，减少了胶消耗，生产的防潮型高密度纤维板力学性能完成满足国家标准要求；同时也能促进水性聚氨酯的凝胶速度，提高设备单位时间生产效率。产品脱模剂使用聚硅氧烷水乳液，具有优异脱模效果及化学稳定性、耐热耐寒性，对人体元毒无害，是新一代的人造板用环保水性脱模剂。水性聚氨酯胶黏剂、水和催化剂在纤维喷放管中与木材纤维混合，混合过程利用热磨机喷放纤维的余压，混合效果好，简单节能。
本发明在板材的生产过程中不使用任何含有甲醛成分的胶黏剂，符合美国加州空气资源委员会（CARB）颁发的无醛添加板材（NAF）认证。甲醛释放量按照《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》（GB 18580-2008）中6.3检测甲醛释放量值ND ≤0.1mg/L：未检出。同时板材的物理力学性能及耐水性能大大提高，克服了目前纤维板甲醛释放量高、力学性能低、耐水性差的不足，满足《高密度纤维板》（GB/T 31765-2015）潮湿型高密度纤维板（HDF-GP MR）性能要求、《地板基材用纤维板》（LY/T 1611-2011）的防潮型地板基材用纤维板标准要求，广泛应用于装修装饰、家具、地板基材、室内门、包装，音箱制品等领域。
本发明的有益效果为：
1、本发明工艺得到的无甲醛防潮型高密度纤维板，不含甲醛、苯酚类释放，板材的内结合强度高、尺寸稳定、防潮耐水性强，可进行镂铣、打孔、开槽、弯曲、雕刻、涂饰等各种造型加工；
2、芳香族水性聚氨酯生产的无醛板材与其它板材相比，成本没有大幅增长，性价比高；
3、可有效地解决室内环境的甲醛污染问题，同时拓展纤维板在潮湿环境下的广泛应用，为人造板产品摆脱甲醛释放问题与拓展使用环境提供了新的技术解决途径。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所用的原料均为市场可得产品，芳香族水性聚氨酯厂家：合肥市科天化工有限公司，型号：KTC829，呈半透明液体状，固体含量85～90%，涂-4杯粘度(25℃)：25～40S，pH值：6.5～7.2，密度：1.07～1.09g/cm3，闪点 ( 开口 )202℃，折射率 1.5906，溶于丙酮、丁酮，可分散于水中形成稳定分散体乳液。聚硅氧烷乳液厂家：合肥市科天化工有限公司，型号：ZT20，呈乳白色均匀液体，耐高温，250℃不碳化，固体含量40%，pH值：6.0～6.5，密度：0.8～0.85g/cm3，可稀释于水中形成稳定乳液。
实施例1
一种 12mm无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺，步骤如下：
1、剥皮、削片：将桉木、松木、杂木的新鲜原木按重量比2 ：1 ：7比例经过剥皮机剥皮处理；将剥皮后木材通过削片机制造成长为 15～50mm、宽为 15～30mm，厚度为 3～6 毫米的木片；
2、水洗、蒸煮：木片经水洗处理，去除混杂的沙石、金属、泥渣等杂质，保证木片的洁净；水洗过的木片用饱和蒸汽进行蒸煮，蒸煮时间3min，蒸煮温度约170℃，蒸煮压力0.85MPa ；
3、热磨：蒸煮过的木片通过热磨机解纤，同时向磨机里添加熔融石蜡，其中，热磨温度为170℃，压力为0.82MPa，石蜡施加量为纤维绝干重量的0.6％；
4、施胶：将芳香族水性聚氨酯与工艺水、三亚乙基二胺加压喷射入纤维喷放管充分混合均匀，其中芳香族水性聚氨酯的添加量为纤维绝干重量的6％，工艺水的添加量为芳香族水性聚氨酯重量的50％，三亚乙基二胺添加量为芳香族水性聚氨酯重量的0.5%；
5、干燥、成型：将施胶后的纤维进行干燥，干燥后的纤维含水率在 8％；合格纤维经铺装、预压后成型，输送入热压机；
6、施脱模剂：使用外脱模剂喷涂在钢带表面形成隔离膜，脱模剂为30wt%的聚硅氧烷水乳液，喷淋量为30g/m2；
7、热压：连续热压机采用6区温度分别为：230℃、235℃、235℃、230℃、225℃、220℃，压力曲线采用二次加压工艺，分别为：闭合排气高压段，压力快速升至 290N/cm2，传热表层压缩低压段，压力逐步下降至55N/cm2，最后固化定厚中压段，压力在150N/cm2 下固化定厚。压机的热压因子为10.5s/mm。
8、冷却养生：热板进行冷却后堆垛养生时间48小时以上；
9、砂光锯切：素板砂光后锯切至所需规格尺寸板材；
10、质检分级和包装。
通过上述生产工艺制得的12mm无甲醛防潮型地板基材用高密度纤维板，检测按《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》（GB/T 17657-2013）和《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》（GB18580-2008）对产品性能进行测试，参照《高密度纤维板》（GB/T 31765-2015）、潮湿型高密度纤维板（HDF-GP MR）标准、《地板基材用纤维板》（LY/T1611-2011）的防潮型地板基材用纤维板标准。
12mm防潮型地板基材用纤维板检验结果见下表：
。
实施例2
一种 7.7mm无甲醛防潮型高纤维板的生产工艺，步骤如下：
1、剥皮、削片：将桉木、松木、杂木的新鲜原木按重量比2 ：1 ：7比例经过剥皮机剥皮处理；将剥皮后木材通过削片机制造成长为 15～50mm、宽为 15～30mm，厚度为 3～6 毫米的木片；
2、水洗、蒸煮：木片经水洗处理，去除混杂的沙石、金属、泥渣等杂质，保证木片的洁净；水洗过的木片用饱和蒸汽进行蒸煮，蒸煮时间3.5min，蒸煮温度170℃，蒸煮压力0.82MPa；
3、热磨：蒸煮过的木片通过热磨机解纤，同时向磨机里添加熔融石蜡，其中，热磨温度为170℃，压力为0.80MPa，石蜡施加量为纤维绝干重量的0.5%；
4、施胶：将芳香族水性聚氨酯与工艺水、三亚乙基二胺加压喷射入纤维喷放管充分混合均匀，其中芳香族水性聚氨酯的添加量为纤维绝干重量的 5.5％，工艺水的添加量为芳香族水性聚氨酯重量的60％，三亚乙基二胺添加量为芳香族水性聚氨酯重量的0.6%；
5、干燥、成型：将施胶后的纤维进行干燥，干燥后的纤维含水率在 9％；合格纤维经铺装、预压后成型，输送入热压机；
6、施脱模剂：使用外脱模剂喷涂在钢带表面形成隔离膜，脱模剂为30wt%的聚硅氧烷水乳液，喷淋量为30g/m2；
7、热压：连续热压机采用5区温度分别为：230℃、235℃、235℃、225℃、195℃，压力曲线采用二次加压工艺，分别为：闭合排气高压段，压力快速升至 320N/cm2；传热表层压缩低压段，压力逐步下降至40N/cm2，最后固化定厚中压段，压力在 150N/cm2 下固化定厚，压机的热压因子为 10s/m。
8、冷却养生：热板进行冷却后堆垛养生时间48小时以上；
9、砂光锯切：素板砂光后锯切至所需规格尺寸板材；
10、质检分级和包装。
通过上述生产工艺制得的7.7mm无甲醛潮湿型高密度纤维板，检测按《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》（GB/T 17657-2013）和《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》（GB18580-2008）对产品性能进行测试，参照《高密度纤维板》（GB/T 31765-2015）潮湿型高密度纤维板（HDF-GP MR）标准。
7.7mm潮湿型高密度纤维板检验结果见下表：
。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺，包括原木剥皮、削片→水洗、蒸煮→热磨→施胶→干燥、成型→施脱模剂→热压→冷却养生→砂光锯切→质检分级→包装步骤，其特征在于，所述施胶过程为：将热磨得到的纤维通过纤维喷放管与水性聚氨酯胶黏剂、水和催化剂混合。
2.根据权利要求1所述的无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺，其特征在于：
所述水洗、蒸煮步骤中，所述木片经水洗后用蒸汽蒸煮，蒸煮时间为2～4min，蒸煮温度为160～180℃，蒸煮压力为0.7～0.9MPa；
所述热磨步骤中，蒸煮后的木片通过热磨机解纤，同时向热磨机中添加防水剂，其中，热磨温度为160～180℃，压力为0.7～0.9MPa，所述防水剂为石蜡或石蜡乳液，防水剂的添加量为纤维绝干重量的0.4～0.9%；
所述干燥、成型步骤中，施胶后的纤维进行干燥，干燥后的纤维含水率为7～12%，干燥后的纤维经铺装、预压成型后得板坯；
所述施脱模剂步骤中，将脱模剂喷涂在热压机钢带表面或喷淋在成型后的纤维板坯上；
所述热压步骤中，热压温度为 180～235℃，采用二次加压工艺，分别为：闭合排气高压段，压力快速升至 250～380N/cm2，传热表层压缩低压段，压力逐步下降至15～80N/cm2，最后固化定厚中压段，压力升至 90～150N/cm2 下胶固化定厚，热压因子范围在 8～18s/mm。
3.根据权利要求2所述的无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺，其特征在于，所述施脱模剂步骤中，所述脱模剂为聚硅氧烷水乳液，聚硅氧烷的质量浓度为10～40wt%，施加量为25～40g/㎡。
4.根据权利要求1所述的无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺，其特征在于，所述施胶步骤中，所述水性聚氨酯胶黏剂为芳香族水性聚氨酯，添加量为纤维绝干重量的4～8%；
所述水的添加量为水性聚氨酯胶黏剂重量的30～100%；
所述催化剂为叔胺催化剂，添加量为水性聚氨酯胶黏剂重量的0.5～1.5%。
5.根据权利要求4所述的无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺，其特征在于，所述芳香族水性聚氨酯的固含量为85～90%，涂-4杯粘度：25～40S，pH值：6.5～7.2，密度：1.07～1.09g/cm3。
6.根据权利要求4所述的无甲醛防潮型高密度纤维板的生产工艺，其特征在于，所述叔胺催化剂包括三亚乙基二胺、三乙胺、环已基甲基叔胺、五甲基二亚甲基三胺中的一种或其混合物。
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