CN107363962A

CN107363962A - 一种无醛环保纤维板及其制造方法

Info

Publication number: CN107363962A
Application number: CN201610313193.5A
Authority: CN
Inventors: 张亚慧; 于文吉; 张亚梅
Original assignee: Research Institute of Wood Industry of Chinese Academy of Forestry
Current assignee: Research Institute of Wood Industry of Chinese Academy of Forestry
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2017-11-21

Abstract

本发明公开了一种无醛环保纤维板，采用非醛类胶黏剂，表层和底层采用豆基蛋白胶黏剂，芯层采用豆基蛋白胶黏剂或异氰酸酯胶黏剂，本无醛环保纤维板的甲醛释放量远远低于国标E₁级规定的1.5mg/L，开发了无醛环保纤维板。本发明还提供无醛环保纤维板的制造方法，其主要步骤包括（一）施胶，（二）铺装，（三）热压，（四）裁边，在施胶铺装工段，采用表芯层分别施胶和三层结构铺装，同时在表层和底层采用豆基蛋白胶黏剂解决了在热压时因异氰酸酯通过缝隙流入热压板而引起粘板的问题，再者，在后续的热压中，解决了由于异氰酸酯没有初粘性造成纤维板或纤维板偏移而产生塌边等问题，通过上述方式的结合，从而实现了无醛环保纤维板的开发。

Description

一种无醛环保纤维板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种无醛环保纤维板，本发明还提供该无醛环保纤维板的制造方法。

背景技术

纤维板以木质纤维或其他植物素纤维为原料，制造过程中可以施加胶粘剂和（或）添加剂制成的人造板。因其结构均匀、胀缩性小、纵横强度差小，不易开裂等优良性能，使得纤维板用途广泛，需求量日益增多。

而普通造板工艺过程中，添加的胶黏剂如脲醛树脂胶或酚醛树脂胶等制造的板材，不可避免的会释放出甲醛气体。甲醛（化学式为HCHO）为无色易溶于水的液体，挥发性很强，有刺激性气味的气体，是装修中最不易去除且具有致癌作用的污染物。甲醛污染作为家庭装修的最大后遗症，逐渐越来越受人们的重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无醛环保纤维板及其制造方法。

发明的目的是这样实现的：

本发明提供的无醛环保纤维板，其中原料包含主料和辅料，其中主料是纤维或纤维；辅料为胶粘剂、防水剂。主料组成为：纤维占主料绝干重量的为100%，辅料中胶粘剂的添加量为主料绝干重量的5-20%wt，防水剂添加量为主料绝干重量的1-4%。其中胶粘剂包括豆基蛋白胶黏剂以及任选地异氰酸酯胶黏剂，防水剂为石蜡。

所述异氰酸酯胶黏剂为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）或聚合异氰酸酯（PMDI）。

所述豆基蛋白胶黏剂为以大豆加工剩余物豆粕或豆粉为主料，以改性剂和交联剂为辅料进行改性交联而成的。主料组成为：大豆加工剩余物占主料绝干重量的100%，辅料中改性剂添加量为主料绝干重量的2-20%，交联剂添加量为主料绝干重量的30-100%。其中改性剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钡中的一种或多种；交联剂包括聚酰胺-多胺-环氧氯丙烷、聚酰胺聚胺表氯醇、壳聚糖-丙烯酰胺、马来酸均聚物或共聚物中的一种或多种。

豆基蛋白胶黏剂的制备方法是：将占主料的大豆加工剩余物加工成的豆粉与水混合，然后在温度50℃-100℃的范围内，通过控制改性剂的加入量2-20%wt使改性后大豆加工剩余物的pH值达到9-12。采用上述改性的大豆加工剩余物在温度30℃-80℃与交联剂进行混合搅拌均匀即可，交联剂的添加量为主料绝干重量的30-100%，制备得到的豆基蛋白胶黏剂的黏度为100-10000mPa∙s，固含量为15%-36%。

本发明还提供一种无醛环保纤维板的制造方法，其主要步骤包括（一）施胶，（二）铺装，（三）热压，（四）裁边，在施胶工序中，防水剂也在此时施加，防水剂为石蜡，防水剂添加量为绝干主料重量的1-4%wt；施胶后的纤维含水率干燥要求为8-12%，同时在施胶工段中采用表层和芯层分别施胶，表层和底层胶黏剂为豆基蛋白胶黏剂，芯层胶黏剂为豆基蛋白胶黏剂或异氰酸酯胶黏剂，豆基蛋白胶粘剂的添加量为主料的5-20%wt，异氰酸酯胶黏剂的施加量为主料的4-15%wt。

所述的铺装工段中，在其铺装时采用三层铺装方法，分为表层和底层以及芯层，采用普通纤维板的配方，表层和底层的厚度分别为板坯厚度的1~44%。同时也可以采用纤维复合结构，其中芯层为普通纤维，表层和底层为纤维。

所述的无醛环保纤维板的制造方法，其特征是：在热压工序中，热压温度140-220℃，热压压力2.5-4MPa，热压时间为15-60s/mm。

本发明相对于现有技术具有如下效果：

（1）本发明提供的无醛环保纤维板，采用非醛类胶黏剂，表层和底层采用豆基蛋白胶黏剂，芯层采用豆基蛋白胶黏剂或异氰酸酯胶黏剂，本无醛环保纤维板的甲醛释放量远远低于国标E1级规定的1.5mg/L，实现了无甲醛的目标。

（2）在本发明提供的无醛环保纤维板的制造方法中，在表层和底层采用豆基蛋白胶黏剂解决了在热压时因异氰酸酯通过缝隙流入热压板而引起粘板的问题，豆基蛋白胶黏剂的黏度较低，容易喷胶，还解决了在后续的热压中由于异氰酸酯没有初粘性造成纤维板偏移而产生塌边等问题。

具体实施方式

实施例1：

本发明提供的无醛环保纤维板，其中原料包含主料和辅料，其中主料由纤维组成。辅料中胶粘剂为豆基蛋白胶黏剂和异氰酸酯，其胶粘剂的固含量添加量为主料17%wt，防水剂添加量为主料1.5%wt。

其中豆基蛋白胶黏剂的制备方法为：将1份豆粉与2份蒸馏水混合在室温下搅拌均匀，然后将混合物在50℃用0.03份NaOH将其pH值调至10.0后搅拌90min。将上述碱改性的豆粉混合物1份加入到0.6份聚酰胺聚胺表氯醇中在30℃下搅拌直至搅拌均匀，形成一种无醛改性豆基蛋白胶黏剂产品。所得的无醛改性豆基蛋白胶黏剂的黏度为5000mPa∙s，固含量为30%。

（一）施胶：

采用施胶工段，防水剂也在此时施加；表层和底层中豆基蛋白胶黏剂施胶量为12%wt，芯层异氰酸酯添加量为绝干纤维重量的5%wt，防水剂添加量为绝干纤维重量的1.5%wt；施胶后的纤维含水率干燥至10%wt。

（二）铺装：

按照设定密度秤取施胶后干燥好的纤维，分表层、芯层和底层，其中表层和底层分别占纤维的30%，芯层占40%。然后将纤维均匀地铺装长形成的板坯。

（三）热压：

将上述的板坯送入热压机中，采用热压温度180℃，热压压力3MPa，热压时间为30s/mm。

（四）锯切：形成一种纤维板产品。

实施例2：

本发明提供的无醛环保纤维板，其中原料包含主料和辅料，其中主料由纤维组成。辅料中胶粘剂为豆基蛋白胶黏剂和异氰酸酯，其胶粘剂的固含量添加量为主料16%wt，防水剂添加量为主料1.5%wt。

其中豆基蛋白胶黏剂的制备方法为：将1份豆粉与5份蒸馏水混合在室温下搅拌均匀，然后将混合物在50℃用0.1份NaOH将其pH值调至10.0后搅拌90min。将上述碱改性的豆粉混合物1份加入到0.8份聚酰胺-多胺-环氧氯丙烷中在30℃下搅拌直至搅拌均匀，形成一种无醛改性豆基蛋白胶黏剂产品。所得的无醛改性豆基蛋白胶黏剂的黏度为100mPa∙s，固含量为20%。

（一）施胶：

采用施胶工段，防水剂也在此时施加；表层和底层豆基蛋白胶黏剂施胶量为10%wt，芯层豆基蛋白胶黏剂添加量为绝干纤维重量的6%wt，防水剂添加量为绝干纤维重量的1.5%wt；施胶后的纤维含水率干燥至9%。

（二）铺装：

（三）热压：

将上述的板坯送入热压机中，采用热压温度200℃，热压压力3MPa，热压时间为29s/mm。

（四）锯切：形成一种纤维板产品。

按照纤维板标准对上述制备的纤维板的密度，静曲强度，弹性模量和吸水厚度膨胀进行测试，结果见表1，压制板材性能均能达到纤维板标准关于在干燥状态下使用的家具及室内装修用板要求，并且部分板材能够达到在干燥状态下使用的结构用板要求。

表1

	密度/g.cm^-3	静曲强度/MPa	弹性模量/MPa	密度/g.cm^-3	密度/g.cm^-3	24h吸水厚度膨胀率/%	密度/g.cm^-3	2h水煮IB/MPa
									异氰酸酯+豆胶	0.87	47.04	5120	0.87	0.87	8.01	0.88	0.17
豆胶	0.87	46.28	4778	0.86	0.86	8.38	0.87	0.17
									家具板	≥0.82	≥40		≥0.82	≥0.82	≤10	≥0.82	≥0.15

Claims

1.一种无醛环保纤维板，其中原料包含主料和辅料，其特征在于，主料是纤维，辅料为胶粘剂和防水剂，主料组成为：纤维或纤维占主料绝干重量的为100%，辅料中胶粘剂的固含量添加量为主料5-20%，防水剂添加量为主料绝干重量的1-4%，其中胶粘剂包括豆基蛋白胶黏剂以及任选地异氰酸酯胶黏剂，防水剂为石蜡。

2.根据权利要求1所述的一种无醛环保纤维板，其特征在于，所述的异氰酸酯胶黏剂为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）或聚合异氰酸酯（PMDI）。

3.根据权利要求1所述的一种无醛环保纤维板，其特征在于，所述的豆基蛋白胶黏剂为以大豆加工剩余物豆粕或豆粉为主料，以改性剂和交联剂为辅料进行改性交联而成的，主料组成为：大豆加工剩余物占主料绝干重量的为100%wt，辅料中改性剂添加量为主料2-20%wt，交联剂的固含量添加量为主料30-100%wt。

4.根据权利要求3所述的一种无醛环保纤维板，其特征在于，所述的改性剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钡中的一种或多种；交联剂包括聚酰胺-多胺-环氧氯丙烷、聚酰胺聚胺表氯醇、壳聚糖-丙烯酰胺、马来酸均聚物或共聚物中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种无醛环保纤维板的制造方法，其主要步骤包括（一）施胶，（二）铺装，（三）热压，（四）裁边，其特征在于，在施胶工序中，防水剂也在此时施加，防水剂添加量为绝干主料重量的1-4%；施胶后的纤维或纤维含水率干燥要求为8-12%，同时在施胶工段中采用表层和芯层分别施胶，表层和底层胶黏剂为豆基蛋白胶黏剂，芯层胶黏剂为豆基蛋白胶黏剂或异氰酸酯胶黏剂，豆基蛋白胶粘剂的添加量为主料5-20%wt，异氰酸酯胶黏剂的施加量为主料的4-15%wt。

6.根据权利要求5所述的一种无醛环保纤维板的制造方法，其特征在于，所述的铺装工段中，在其铺装时采用三层铺装方法，分为表层和底层以及芯层，采用普通纤维板的配方，表层和底层的厚度分别为板坯厚度的1~44%。

7.根据权利要求5所述的一种无醛环保纤维板的制造方法，其特征在于，在热压工序中，热压温度为140-220℃，热压压力为2.5-4MPa，热压时间为15-60s/mm。