CN108621281A - 一种基于豆粕胶刨花板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于豆粕胶黏剂刨花板的制备方法，步骤如下：在常温条件下，利用复合改性技术制得的改性胶液与防水剂、固化剂和豆粕粉复配后得到双组份豆粕胶黏剂；将豆粕胶黏剂分别加入装有细/粗刨花的搅拌器中搅拌至出料；将细刨花分成两等份分别作为刨花板的上下表层，粗刨花作为芯层；按照下表层、芯层、上表层的顺序铺装、预压，形成板坯；设定热压工艺参数，进行板坯热压；热压结束后，经冷却、砂光、锯边等后处理工序，即制得豆粕胶刨花板。此发明采用三层结构式的方法制备的豆粕胶刨花板具备良好的物理力学性能、机械加工性能和环保性能，所用胶黏剂为生物质木材胶黏剂，不含甲醛、苯酚等有毒有害物质，绿色环保。

Description

一种基于豆粕胶刨花板的制备方法
技术领域
本发明涉及了一种刨花板，尤其涉及了一种豆粕胶刨花板的制备方法，属于人造板技术领域。
背景技术
刨花板(Particle board，简称PB)又叫颗粒板，微粒板，是人造板品种之一，其原料来源于木材、次小薪材或其他木质纤维素材料加工的下脚料或碎料，通过热磨、筛选、分离，再经施胶、分批铺装、预压、热压、后处理等工序制得的一种人造板材。刨花板产业的发展实现了木质资源的高效利用，缓解了我国木材资源短缺的现状。此外，刨花板因其原料来源广泛，生产过程污染少，易铺装成型和进行二次加工，操作简单等优点，得到了人造板行业的高度重视；因产品断面分布均匀，各方向性能基本相同，承重力好，环保系数高，性能稳定，价格低廉等优势，使得刨花板在高品质家具、装饰装修、建筑、地板等领域得以广泛应用，并赢得人们喜爱。2015年，我国刨花板新增生产能力约140万m3/年，同比增长约60％，占全国新增生产能力的77％。我国刨花板产量以约13％的增速在过去10年内稳步前进。然而，随着环境污染的日益严重，传统人造板的市场份额占据较大，品种和结构单一，生产用胶黏剂污染严重，产品含有有毒有害物质，人造板甲醛释放量较高等问题较为突出。此外，随着人们生活水平和环保意识的提高，健康、安全、绿色成为了人们生活的主题。针对人造板的甲醛释放问题，国际上对人造板产品中的甲醛释放量划分为3个等级，分别是E0(≤5mg/100g)、E1(≤9mg/100g)、E2(≤30mg/100g)。国际环保组织规定，绿色建材标准是产品的甲醛释放量不大于E1级。因此，在这样一个大环境下，开发新型环境友好型胶黏剂和新型人造板产品成为了当前胶黏剂和人造板领域的热点和难点。
豆粕胶黏剂是利用大豆榨取油脂后的副产物——饼粕为原料，通过物理、化学、生物等改性技术，制备的一种不含甲醛的生物质基胶黏剂，具有来源丰富，安全环保，制备工艺简单等优点，成为当前研究开发环境友好型胶黏剂的热点。通过引进先进生产技术，将新型胶黏剂应用于刨花板上，开发刨花板产业领域新产品，拓宽刨花板产品新功能，新用途，解决人造板产业面临的重大问题，加快并推动人造板的转型升级。
发明内容
解决的技术问题：为解决现有技术生产的刨花板潜在的甲醛释放问题，豆粕胶黏剂黏度大，难喷涂，储存周期短，性能不均一等难题。本发明提供了一种基于豆粕胶刨花板的制备方法，采用此法制备的刨花板，密度适中，物理力学性能稳定，无甲醛释放，符合国家标准，安全环保，环境友好。
技术方案：一种基于豆粕胶刨花板的制备方法：
第一步，采用复合改性技术制得豆粕胶黏剂改性胶液，在常温条件下与防水剂、固化剂和豆粕粉复配后得到双组份豆粕胶黏剂；
第二步，将豆粕胶黏剂分别加入装有一定质量细刨花和粗刨花的搅拌器中，搅拌均匀后出料；
第三步，将细刨花分成两等份，分别作为刨花板的上下表层，粗刨花作为刨花板的芯层；
第四步，按照下表层、芯层、上表层的先后顺序进行铺装、预压，形成板坯；
第五步，设定热压工艺参数，达到所需温度后，将板坯送入平板硫化机，进行热压；
第六步，热压结束后，进入后处理工序，经冷却、砂光、锯边等步骤，即可制得豆粕胶刨花板。
所述双组份豆粕胶由水溶性大分子、多官能团有机物组成的液体组份和豆粕固体粉末两部分组成。
所述双组份豆粕胶的液体组份主要有改性胶液、防水剂和固化剂三部分组成，其成分主要有盐酸、硫酸、硼酸、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、酰胺类化合物、石蜡、环氧类化合物等中的至少一种。
所述豆粕胶为改性胶液、豆粕粉、防水剂与固化剂按照质量比为1∶1∶1∶1～400∶200∶100∶1常温复配制得。
所述豆粕胶的固体含量为10％～50％，pH值为2.0～12.0，黏度为10mPa·s～5000mPa·s。
所述刨花为木材、其他木质纤维素材料的碎料中的一种或几种。
所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述刨花为长0.1mm～100mm，宽0.1mm～20mm，厚0.1mm～10mm，含水率小于10wt.％的木质刨花。
所述搅拌设备为和面机、粉碎机、搅拌机、拌胶机中的至少一种。
所述刨花板施加豆粕胶黏剂的质量占刨花质量的5％～50％。
所述豆粕粉末为脱脂豆粉、发酵豆粕、一浸豆粕、二浸豆粕中的至少一种。
所述豆粕胶刨花板的热压温度为50℃～300℃，热压因子为5s/mm～100s/mm。
所述豆粕胶刨花板的密度介于0.60～0.70g/cm3之间，内结合强度大于0.35MPa，2h吸水厚度膨胀率小于8％，静曲强度和弹性模量均符合国家标准，甲醛释放量小于2.0mg/100g。
有益效果：
1.本发明所用木材胶黏剂为自制的双组份豆粕胶黏剂，不含甲醛，苯酚等有毒有害物质，且制备过程简单，使用时可常温复配，解决了生物质胶黏剂储存周期短、易霉变的难题。
2.本发明所用豆粕胶黏剂一方面可通过控制液体组份与固体组份的复配比例控制胶黏剂的黏度，另一方面也可针对表层/芯层施加不同复配比例的胶黏剂，从而达到控制表层/芯层刨花含水率的目的，解决了生物质胶黏剂黏度大、难喷涂的难点，利于工业化。
3.本发明制备的豆粕胶刨花板施加胶黏剂后不需要干燥，且板材物理力学性能良好，甲醛释放量优于国家标准。
附图说明
图1豆粕胶刨花板制备流程图
图2豆粕胶刨花板三层结构式示意图
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
上述一种基于豆粕胶刨花板的制备，所用原料均为工业化市售产品，所用刨花为丰林亚创(惠州)人造板有限公司提供。
以下实施例是利用0.60kg细刨花，0.90kg粗刨花作为制备厚度为18mm的豆粕胶刨花板的原料而进行的操作说明。
实施例1
将改性胶液、豆粕粉末、防水剂、固化剂按照20∶5∶15∶1(质量比)加入烧杯中搅拌均匀，待用。称取0.60kg的细刨花倒入搅拌设备中不停搅拌，同时将一半复配好的豆粕胶黏剂加入装有细刨花的搅拌设备中，搅拌后出料，称重并平均分为两份。称取0.90kg粗刨花加入搅拌设备，并将剩余豆粕胶黏剂以同样的方式加入到搅拌设备中搅拌，搅拌均匀后出料待用。然后，取其中一份细刨花均匀的铺撒到一定规格的模具框中，作为刨花板的下表面，接着铺撒粗刨花，作为刨花板的芯层，随后铺撒剩余的一份细刨花，作为刨花板的上表面。完成铺装后，施加压力，将铺装后的刨花预压成板坯。随后将预压好的板坯送入热压温度为100℃，热压因子为8s/mm的平板硫化机中进行热压成型，经出板、冷却、锯边、砂光等后处理工序，即得豆粕胶刨花板。检测方法严格按照GB/T 17657-2013、GB/T 4897-2003等国家标准进行裁样检测。
实施例2～实施例8，按照实施例1中的方法和步骤进行，胶黏剂的组成配比、热压温度和热压时间见附表1。
实施例1～实施例8的检测结果见附表2。
附表1
附表2
实施例结果讨论
由表1和表2可以看出，双组份豆粕胶黏剂的组成配比、热压温度和热压时间对豆粕胶刨花板的内结合强度、静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率等物理力学性能影响较大。豆粕胶刨花板的甲醛释放量较低，均符合国家标准。
实施例5和实施例8制备的豆粕胶刨花板的各项指标均符合国家标准，实施例8的性能更加优越，但从生产成本上考虑，实施例5是较优的实验方。

Claims (12)

1.基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于：
第一步，采用复合改性技术制得豆粕胶黏剂改性胶液，在常温条件下与防水剂、固化剂和豆粕粉复配后得到双组份豆粕胶黏剂；
第二步，将豆粕胶黏剂分别加入装有一定质量细刨花和粗刨花的搅拌器中，搅拌均匀后出料；
第三步，将细刨花分成两等份，分别作为刨花板的上下表层，粗刨花作为刨花板的芯层；
第四步，按照下表层、芯层、上表层的先后顺序进行铺装、预压，形成板坯；
第五步，设定热压工艺参数，达到所需温度后，将板坯送入平板硫化机，进行热压；
第六步，热压结束后，进入后处理工序，经冷却、砂光、锯边等步骤，即可制得豆粕胶刨花板。
2.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述双组份豆粕胶由水溶性大分子、多官能团有机物组成的液体组份和豆粕固体粉末两部分组成。
3.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述双组份豆粕胶的液体组份主要有改性胶液、防水剂和固化剂三部分组成，其成分主要有盐酸、硫酸、硼酸、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、酰胺类化合物、石蜡、环氧类化合物等中的至少一种。
4.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述豆粕胶为改性胶液、豆粕粉、防水剂与固化剂按照质量比为1∶1∶1∶1～400∶200∶100∶1常温复配制得。
5.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述豆粕胶的固体含量为10％～50％，pH值为2.0～12.0，黏度为10mPa·s～5000mPa.s。
6.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述刨花为木材、其他木质纤维素材料的碎料中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述刨花为长0.1mm～100mm，宽0.1mm～20mm，厚0.1mm～10mm，含水率小于10wt.％的木质刨花。
8.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述搅拌设备为和面机、粉碎机、搅拌机、拌胶机中的至少一种。
9.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述刨花板施加豆粕胶黏剂的质量占刨花质量的5％～50％。
10.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述豆粕粉末为脱脂豆粉、发酵豆粕、一浸豆粕、二浸豆粕中的至少一种。
11.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述豆粕胶刨花板的热压温度为50℃～300℃、热压因子为5s/mm～100s/mm。
12.根据权利要求1所述基于豆粕胶刨花板的制备方法，其特征在于所述豆粕胶刨花板的密度介于0.60～0.70g/cm3之间，内结合强度大于0.35MPa，2h吸水厚度膨胀率小于8％，静曲强度和弹性模量均符合国家标准，甲醛释放量小于2.0mg/100g。
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