CN108118563A - 一种复合胶无甲醛防霉中密度纤维板及其制造工艺 - Google Patents

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马丁息
曾玲
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Abstract

本发明公开了一种复合胶无甲醛防霉中密度纤维板及其制造工艺，所述纤维板的制造工艺，其特征在于，向木材纤维中均匀喷加水性聚氨酯、改性植物蛋白胶、防霉剂、交联剂混合液形成施胶纤维，将施胶纤维铺成板坯，经60～100N/cm2压力预压成型，在温度175～230℃、压力100～350N/cm2的热压条件下热固化，制成复合胶无甲醛防霉中密度纤维板；其中，每100重量份木材纤维，加入2～5重量份水性聚氨酯、2～4重量份改性植物蛋白胶、0.1～0.5重量份防霉剂、0.2～0.6重量份交联剂。由该方法制得的木材纤维板无甲醛释放且能够抑制受潮霉变。

Description

一种复合胶无甲醛防霉中密度纤维板及其制造工艺
技术领域
本发明涉及木材加工领域，具体涉及一种复合胶无甲醛防霉中密度纤维板及其制造工艺。
背景技术
纤维板是人造板的重要品种之一，据统计我国2015年纤维板总产量55,544,632m3。中密度纤维板作为室内装修、装饰材料被广泛应用，其主要使用含甲醛的三醛胶黏剂生产。三醛胶板材的甲醛、苯酚类有毒物质释放，最长可持续15年。甲醛是具有强烈刺激性的有毒化学品，已经被世界卫生组织列为Ⅰ类致癌物质。另外，纤维板在潮湿环境容易受到微生物侵蚀，发生霉变，产生霉斑，影响制品整洁的外观，破坏制品的表面结构及造成表面质量问题不能使用。
此外，美国加州空气资源委员会(CARB)于2008年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)已被纳入加州法案。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-formaldehydebased resin)。取得NAF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。
发明内容
基于上述现有技术的现状，本发明的目的在于提供一种可解决纤维板的室内甲醛释放导致的空气污染和受潮易霉变问题的复合胶无甲醛防霉中密度纤维板及其制造工艺。
具体地，本发明的复合胶无甲醛防霉中密度纤维板的制造工艺，其向木材纤维中均匀喷加由水性聚氨酯、改性植物蛋白胶、防霉剂、交联剂组成的混合液形成施胶纤维，将施胶纤维铺成板坯，经60～100N/cm2压力预压成型，在温度175～230℃、施加压力100～350N/cm2的热压条件下热固化，制成复合胶无甲醛防霉中密度纤维板；
其中，每100重量份木材纤维，加入2～5重量份水性聚氨酯、2～4重量份改性植物蛋白胶、0.1～0.5重量份防霉剂、0.2～0.6重量份交联剂。
其中，将施胶纤维干燥至含水率7％～10％后铺成板坯。
此外，所述热压条件为：热压温度为175～230℃，6～10S升至最高压250～350N/cm2、然后10～20S缓卸压至低压15～40N/cm2保压5～8s/mm，再升压到中压100～150N/cm2压力下固化定厚，总热压因子范围在7.0～12.0s/mm。
此外，所述芳香族水性聚氨酯的固含量为85～90％、25℃下粘度100～200cps、pH值6.5～7.2、密度1.05～1.10g/cm3，具体地该所述芳香族水性聚氨酯如使用兰州科天节能环保科技有限公司产品，型号KTC829C-3。
所述改性植物蛋白胶固含量为32～38％、25℃下粘度300～500cps、pH值6.0～6.5、密度1.05～1.15g/cm3，具体地该改性植物蛋白胶使用兰州科天节能环保环保科技有限公司产品，型号KTS500。
所述交联剂为复合型，包括氮丙啶、碳化二亚胺、环氧硅烷、多元胺，含量为85％、25℃下粘度1000～2000cps、pH值8.5～9.0、密度1.10～1.15g/cm3；具体地该交联剂使用兰州科天节能环保科技有限公司产品，型号KTA810。
所述防霉剂为复合型，包括异噻唑啉酮类、吡啶硫酮类，含量为80％、pH值6.5～7.5、密度1.10～1.20g/cm3，具体地该防霉剂使用兰州科天节能环保科技有限公司产品，型号KTFM10。
本发明还提供一种如上所述的制造工艺制造而成的复合胶无甲醛防霉中密度纤维板。
本发明的复合胶无甲醛防霉中密度纤维板的制造技术，更为具体地，可以包括原木削片→蒸煮热磨(制得木材纤维)→施胶干燥→铺装预压→热压→冷却养生→砂光锯切→质检分级→包装步骤。即，可以将长为15～60mm、宽为15～30mm、厚度为3～6mm的木片经热磨机磨成木材纤维，然后将水性聚氨酯、改性植物蛋白胶和防霉剂、交联剂通过静态混合器混合均匀施加到热磨出料喷放管与木材纤维再混合，施胶后的木材纤维经干燥后得到含水率合格纤维。合格纤维经铺装机铺成板坯，经压力预压成型，在热压条件下热固化，毛板经冷却、养生、锯边、砂光制成无甲醛防霉中密度纤维板。
本发明在干法工艺纤维板生产工序条件下，使用芳香族水性芳香族聚氨酯和改性植物蛋白胶黏剂、通过添加交联剂、防霉剂利用水性聚氨酯与改性植物蛋白胶及纤维素的羟基、羧基相互交联改性，形成更大分子的交联结构产物，增强了胶水的结合强度，并且与该特定的防霉剂相互配合，起到很好的防霉性能。交联剂具有与胶黏剂的分子基团产生网状交联，促进复合胶的凝胶固化速度，提高生产效率，同时促进胶体发泡增大胶体比表面积，胶水更均匀粘附于纤维表面，降低了胶水消耗，生产的中密度纤维板力学性能完成满足国家标准要求。水性芳香族聚氨酯、改性植物蛋白胶和交联剂、防霉剂通过静态混合器混合均匀，再输送到纤维喷放管中与木材纤维混合，混合过程利用热磨机排料时喷放管余压0.3～0.5MPa蒸汽自动混合均匀。
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》(GB18580-2008)中6.3检测甲醛释放量值ND≤0.1mg/L：未检出。防霉等级达到抗菌防霉木质装饰板(JC/T 2039-2010)标准要求的0级标准。同时克服了目前中密度纤维板甲醛释放量高、力学性能低、耐水性差的不足，满足《中密度纤维板》(GB/T 11718-2009)MDF-FN REG标准要求，可广泛应用于高绿色环保要求的室内装修装饰、家具、包装等领域。
本发明的有益效果为：
1、本发明得到的无甲醛防霉中密度纤维板，不含甲醛、苯酚类有毒物质释放，板材的内结合强度高、防霉菌性能好、耐水性好，尺寸稳定、可进行各种造型用途的加工。
2、本发明使用的水性聚氨酯和改性植物蛋白胶，市场易得，胶水固化快，生产无醛板材成本低、效率高、产品竞争力强；
3、本发明有效地解决室内环境的甲醛污染问题，且产品结合强度高，耐水性好，防霉菌性能好，为市场容量巨大的中密度纤维板产品摆脱甲醛释放问题与潮湿环境防霉菌侵蚀问题提供了一种新技术解决途径。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行说明，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：兰州科天节能环保科技有限公司，型号：KTC829C-3，呈半透明液体状，固体含量85～90％，粘度(25℃)：100～200cps，pH值：6.5～7.2，密度：1.07～1.09g/cm3，闪点(开口)202℃，溶于丙酮、丁酮，可分散于水中形成稳定分散体乳液。改性植物蛋白胶厂家：兰州科天节能环保环保科技有限公司，型号KTS500，呈浅棕色半透明液体，固含量为32～38％，粘度(25℃)：300～500cps，pH值：6.2～6.8，密度：1.05～1.10g/cm。改性植物蛋白胶的适用期长，水溶性好，可任意比例与水稀释，使用方便。交联剂厂家：兰州科天节能环保科技有限公司，型号KTA810，为浅黄色水溶性液体，固含量为85％，粘度(25℃)：1000～2000cps，pH值：8.5～9.0，密度：1.10～1.15g/cm3。交联剂为复合型，交联效果好，并兼具催化剂效果，不含重金属，符合欧洲的REACH标准要求。防霉剂厂家：兰州科天节能环保科技有限公司，型号KTFM10，为复合型，包括异噻唑啉酮类、吡啶硫酮类等化合物。含量为80％，pH值：6.5～7.5，密度：1.10～1.20g/cm3。
实施例1
一种9mm复合胶无甲醛防霉中密度纤维板的制造技术，步骤如下：
1、削片：将木材经削片机制造成：长为15～60mm、宽为15～30mm，厚度为3～6mm的合格木片；
2、蒸煮热磨：木片经蒸煮软化，时间3min，温度约170℃，压力0.86MPa；软化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175℃，压力为0.83MPa，石蜡施加量为纤维绝干重量的0.2％；
3、施胶干燥：将芳香族水性聚氨酯与改性植物蛋白胶、交联剂经静态混合器混合均匀后，输送到喷放管中与纤维混合均匀，其中芳香族水性聚氨酯KTC829C-3的添加量为纤维绝干重量的4％，改性植物蛋白胶KTS500的添加量为为纤维绝干重量的3％，交联剂KTA810加量为水性聚氨酯的0.3％，防霉剂KTFM10添加量为绝干纤维重量的0.3％，经静态混合器混合均匀后，输送到喷放管中与纤维混合，再经干燥机得到含水率8.2％的合格纤维。合格纤维经铺装、预压后成型。
4、热压：板坯送入压机前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25g/m2；热压机采用5区温度分别为：228℃、230℃、230℃、210℃、180℃，压力曲线采用二次加压工艺，分别在10S升至高压280N/cm2、15S缓卸压至低压20N/cm2保压6s/mm、再升压到中压150N/cm2三段压力下胶固化定厚，热压因子范围在8.8s/mm。
8、冷却养生：热板进行冷却后堆垛养生时间72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9mm无甲醛防霉中密度纤维板，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)、抗菌防霉木质装饰板(JC/T 2039-2010)对产品性能进行测试，参照《中密度纤维板》(GB/T11718-2009)干燥状态下家具型中密度纤维板(MDF-FN REG)标准。9mm干燥状态下家具型中密度纤维板检验结果如下述表1所示。
表1
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 (5)

1.一种复合胶无甲醛防霉中密度纤维板的制造工艺，其特征在于，向木材纤维中均匀喷加由水性聚氨酯、改性植物蛋白胶、防霉剂、交联剂组成的混合液形成施胶纤维，将施胶纤维铺成板坯，经60～100N/cm2压力预压成型，在温度175～230℃、施加压力100～350N/cm2的热压条件下热固化，制成复合胶无甲醛防霉中密度纤维板；
其中，每100重量份木材纤维，加入2～5重量份水性聚氨酯、2～4重量份改性植物蛋白胶、0.1～0.5重量份防霉剂、0.2～0.6重量份交联剂。
2.根据权利要求1所述的复合胶无甲醛防霉中密度纤维板的制造工艺，其特征在于，将施胶纤维干燥至含水率7％～10％后铺成板坯。
3.根据权利要求1所述的复合胶无甲醛防霉中密度纤维板的制造工艺，其特征在于，所述热压条件为：热压温度为175～230℃，分别在6～10S升至最高压250～350N/cm2、然后10～20S缓卸压至低压15～40N/cm2保压5～8s/mm，再升压到中压100～150N/cm2压力下固化定厚，总热压因子范围在7.0～12.0s/mm。
4.根据权利要求1所述的复合胶无甲醛防霉中密度纤维板的制造工艺，其特征在于，
所述芳香族水性聚氨酯的固含量为85～90％、25℃下粘度100～200cps、pH值6.5～7.2、密度1.05～1.10g/cm3；
所述改性植物蛋白胶固含量为32～38％、25℃下粘度300～500cps、pH值6.0～6.5、密度1.05～1.15g/cm3；
所述交联剂为复合型，包括氮丙啶、碳化二亚胺、环氧硅烷、多元胺，含量为85％、25℃下粘度1000～2000cps、pH值8.5～9.0、密度1.10～1.15g/cm3；
所述防霉剂为复合型，包括异噻唑啉酮类、吡啶硫酮类，含量为80％、pH值6.5～7.5、密度1.10～1.20g/cm3。
5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的制造工艺制造而成的复合胶无甲醛防霉中密度纤维板。
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