CN109291184A - 利用木材废料生产建筑用木质模板的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用木材废料生产建筑用木质模板的方法，生产步骤为：（1）将木材废料削切成碎片；（2）将木材碎片筛分，除去泥沙和碎末；（3）将木材碎片除铁后输送到蒸煮罐内；（4）将木材碎片输送到蒸煮罐内后，用蒸汽蒸煮；（5）用磨机磨至纤维长度小于0.8厘米；（6）将磨好的纤维添加改性石蜡和树脂胶混合一起喷入干燥管道中，利用热风进行干燥，得到含水率为7～10%的纤维；（7）将纤维料经铺装机铺装成连续蓬松的板坯带，由刮平辊扫平，并进行预压，预压后的板坯经裁边、截断后送入热压机压制得到毛坯板；（8）将毛坯板经48小时以上的时间陈化后进行两面砂光，经锯裁边成成品板，经检验后即得。本方法得到的模板防水性能好，强度高。

Description

利用木材废料生产建筑用木质模板的方法
技术领域
本发明属于人造板技术领域，具体是一种利用木材废料生产建筑用木质模板的方法。
背景技术
建筑模板是一种临时性支护结构，按设计要求制作，使混凝土结构、构件按规定的位置、几何尺寸成形，保持其正确位置，并承受建筑模板自重及作用在其上的外部荷载。建筑模板是混凝土浇筑成形的模壳和支架。传统使用的建筑木质模板都是用圆木筛分成一定厚度的板材用于建筑用模板；随着建筑装饰和家具业的快速发展，国内木材需求量急剧增长，木材供应的缺口越来越突出。发展人造板工业有利于缓解中国木材供需矛盾，是节约木材资源的重要途径。
人造板是以木材或其他非木材植物为原料，经一定机械加工分离成各种单元材料后，施加或不施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。主要包括胶合板、刨花(碎料)板和纤维板等三大类产品，其延伸产品和深加工产品达上百种。胶合板由蒸煮软化的原木，旋切成大张薄片，然后将各张木纤维方向相互垂直放置，用耐水性好的合成树脂胶粘结，再经加压、干燥、锯边、表面修整而成的板材。其层数成奇数，一般为3～13层，分别称三合板、五合板等。用来制作胶合板的树种有椴木、桦木、水曲柳、榉木、色木、柳桉木等。刨花板是利用施加或未施加胶料的木刨花或木纤维料压制成的板材，刨花板密度小、材质均匀，但易吸湿、强度低。纤维板是将树皮、刨花、树枝等废料经破碎、浸泡、研磨成木浆，再经加压成型、干燥处理而制成的板材。按其密度的不同，分为高密度板、中密度板和低密度板。在生产胶合板过程中会产生很多木材废料，如树梢、树枝和板皮等，传统木材厂都是将这些废料当做锅炉燃料，造成了很大的浪费。因此，发展纤维板及其制品的生产是木材资源综合利用的有效途径。随着建筑装饰和家具业的快速发展，国内木材需求量急剧增长，木材供应的缺口越来越突出。发展人造板工业有利于缓解中国木材供需矛盾，是节约木材资源的重要途径。
经研究发现，目前，建筑用的木质模板大多是用多层胶合板，密度板极少能作为模板使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用木材废料生产建筑用木质模板的方法，该方法利用桉木树皮、树枝以及制造板材所剩下的废弃边角料为原料，变废为宝，可实现对木材资源的充分有效利用；添加改性石蜡和防潮脲醛树脂胶黏剂，使制得的木地板防潮性能佳，耐水性好，可作为建筑用模板。
本发明通过以下技术方案实现：
一种利用木材废料生产建筑用木质模板的方法，具体步骤为：
（1）将木材废料削切成长度小于5厘米、宽度小于1厘米的碎片。所述的木材废料指的是树梢、树枝和圆木锯板后的废弃边角料。木材废料从砍伐后开始计，需堆放15～20天，需整齐堆放，避免发霉、有黑斑，经过这样堆放的木材废料易压碎，木材碎片获得率高。
（2）将上述得到的木材碎片筛分，除去泥沙和粒度小于0.2厘米的碎末。
（3）将筛分后的木材碎片输送到蒸煮罐内，输送过程需进行除铁处理。
（4）将木材碎片输送到蒸煮罐内后，加适量水浸泡10～30分钟；并从蒸煮罐顶部或上部通入蒸汽，蒸煮罐内压力为0.16～0.2Mpa，蒸煮1～4分钟，保证蒸煮后得到的软木片含水量为70～85%。蒸煮木材碎片需控制好蒸煮程度，木材碎片蒸煮程度不够，在磨浆时能耗高，磨机易损坏，蒸煮时间过长，纤维颜色深，影响成品板的品质。
（5）将蒸煮得到的软木片输送到磨机里面研磨，磨至纤维长度小于0.8厘米。
（6）将磨好的纤维经吹送阀和吹送管输送进入干燥管道中，在纤维吹送管中添加改性石蜡和胶液与纤维混合，利用热风平行气流原理进行干燥，在干燥管的两端安装火花探测灭火装置，纤维在干燥管道内得以干燥，最后经旋风分离器分离后得到含水率为7～10%的纤维，并输送进入纤维料仓储存；废蒸汽经过换热器加热水用于蒸煮水，然后排放；干燥管道的进风口温度为155～165度，出料口温度为65～75度。纤维的含水率需控制好，含水率低，预压后的板坯在裁边、截断时易裂，含水率高在预压板坯时易爆。每立方米木材碎片加入8～12公斤改性石蜡；每立方米木材碎片加入170～180kg胶液；
（7）将纤维料仓内的纤维料经铺装机铺装成连续蓬松的板坯带，并由刮平辊扫平，多余的纤维通过风送系统送回纤维料仓，通过计量检测后，合格蓬松的板坯带进入连续式带式预压机预压，预压后的板坯经裁边、截断后送入热压机；板坯在热压机内先于0.9～1Mpa下压制120～150秒，再于0.5～0.7Mpa下压制30～50秒得到毛坯板；压板的温度为200～210度；
（8）将毛坯板经48小时以上的时间陈化后进行两面砂光，经锯裁边成成品板，再经检验合格后即得。
优选的：所述的磨机为盘式精磨机，转速为3000r/min。
所述的改性石蜡由以下重量份数的原料制成：所述的改性石蜡，属高分子反应型抗水剂，能够通过静电引力和高分子缠绕作用与纤维进行高效牢固的结合达到施胶抗水的目的，所述的改性石蜡，由以下重量份数的原料制成：石蜡120～150份、烷基酚10～20份、植物油酸5～10份和多聚甲醛20～50份、硬脂酸钙15～22份、羧甲基纤维素钠20～30份，硬脂酸钙6～9份、松香酸5～15份和壳聚糖5～10份；所述的烷基酚是辛基酚、对辛基酚、对特辛基苯酚、对叔丁基苯酚、对壬基酚或十二烷基苯酚；所述的植物油酸是桐油酸、亚麻油酸或豆油酸；所述的壳聚糖为5000～100000分子量的市场上购买的低分子量壳聚糖，主要是增加其木板纤维的防水性。
所述的胶液由以下重量份数的原料制成：对氨基苯酚改性脲醛树脂50～55份，白乳胶5～8份，甲醛捕捉剂1～3份，防潮剂3～5份，滑石粉10～15份；所述的甲醛捕捉剂由乙酰乙酸乙酯、苯乙烯、聚乙烯醇、硫脲中的两种或者两种以上组成；所述的防潮剂为EVA乳胶；将对氨基苯酚改性脲醛树脂加入到反应器中，再加入白乳胶搅拌均匀，边搅拌边加入甲醛捕捉剂、防潮剂和填料，保持80～90℃反应30～40min，降温至室温，即可得到胶液。
所述的对氨基苯酚改性脲醛树脂中甲醛与尿素的摩尔比为1：1.2，对氨基苯酚的用量为尿素总重量的4%，尿素分四批投料，尿素分批加入的比例为50:25:15:10。
所述的对氨基苯酚改性脲醛树脂的制备方法为：将甲醛加入反应器中，升温至40～45℃，滴加氢氧化钠溶液调pH至5.0～5.5，加入第一批尿素，缓慢升温至80～90℃，在该温度下反应25～35min；用氢氧化钠溶液调pH至8.5～9.0，加入第二批尿素及对氨基苯酚，恒温反应30～40min；用氯化铵溶液调pH至5.0～5.5，加入第三批尿素，恒温反应30～40min；加氢氧化钠溶液调pH至8.5～9.0，加入第四批尿素反应30～40min，加氢氧化钠溶液调pH至7.4～7.6，冷却至40℃以下放料，得到的黏稠溶液即为对氨基苯酚改性脲醛树脂；所述甲醛的浓度为37～40%，所述氢氧化钠溶液的质量分数为15%，所述氯化铵的质量分数为15%。
目前纤维板生产中通常采用的防水剂主要是石蜡，纤维板生产中常用的是54～58号半精炼石蜡。用固体石蜡作为防水剂，就防水原理而言，属于一种阻隔纤维之间孔隙的物理现象，这种现象固然能改善纤维板的防水性能，但不利于纤维与纤维之间的结合牢度，所以无论在中(高)密度纤维板、硬质纤维板生产中，往往由于添加固体石蜡或增加石蜡用量而影响产品的其它物理力学性能，尤其是降低产品的结合强度；同时由于石蜡的导电性、抗张强度、结合力等性能较低，加入到纤维或木片中其吸附作用较弱，因而在纤维板表面的分布也往往不均匀；另外，随着石油资源的减少和国际原油价格的不断攀升，固体石蜡的价格也在不断上涨，随之就增大了纤维板的生产成本。
本发明的改性石蜡属高分子反应型抗水剂，能够通过静电引力和高分子缠绕作用与纤维进行高效牢固的结合达到施胶抗水的目的，是目前最有效、最好的纤维板防水剂。
脲醛树脂又称脲甲醛树脂，英文缩写UF，是尿素与甲醛在催化剂(碱性或酸性催化剂)作用下，缩聚成初期脲醛树脂，然后再在固化剂或助剂作用下，形成不溶、不熔的末期热固性树脂。固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅，呈半透明状，耐弱酸、弱碱，绝缘性能好，耐磨性极佳，价格便宜，它是胶粘剂中用量最大的品种。特别是在木材加工业各种人造板的制造中，脲醛树脂及其改性产品占胶粘剂总用量的90%左右。本发明采用对氨基苯酚对氨基苯酚最为改性剂，得到的对氨基苯酚改性脲醛树脂具有很好的防水防潮性能，游离甲醛含量低。
EVA乳胶是醋酸乙稀－乙烯共聚乳液的简称，是以醋酸乙烯和乙烯单体为基本原料，与其它辅料通过乳液聚合方法共聚而成的高分子乳液。
白乳胶是一种水溶性胶粘剂，是由醋酸乙烯单体在引发剂作用下经聚合反应而制得的一种热塑性粘合剂，通常称为白乳胶或简称PVAC乳液，化学名称为聚醋酸乙烯胶粘剂。白乳胶由于具有成膜性好、粘结强度高，固化速度快、耐稀酸稀碱性好、使用方便、价格便宜、不含有机溶剂等特点，被广泛应用于木材、家具、装修、印刷、纺织、皮革、造纸等行业。
聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,vinylalcohol polymer），白色片状、絮状或粉末状固体，无味，溶于水(95℃以上），微溶于二甲基亚砜，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。可用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等。应用于脲醛树脂中可吸收释放的多余游离甲醛，降低脲醛树脂中的游离甲醛含量，还可以提高脲醛树脂的耐水性和粘结强度。
硫脲（Thiourea），别称：硫代尿素，化学式 CH4N2S，白色而有光泽的晶体。溶于水，加热时能溶于乙醇，极微溶于乙醚。硫脲作为脲醛树脂胶黏剂中的甲醛捕捉剂，可以有效地减少脲醛树脂胶黏剂中甲醛的含量。
滑石粉（Talc）主要成分是滑石含水的硅酸镁，分子式为Mg3[Si4O10](OH)2，滑石粉具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，本发明中主要作为填充剂。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述的利用木材废料生产建筑用木质模板的方法，利用桉木树皮、树枝以及制造板材所剩下的废弃边角料为主要原料，再加入松木、椴木、桦木、水曲柳、榉木、色木、柳桉木等杂木，变废为宝，可实现对木材资源的充分有效利用，添加改性石蜡和防潮脲醛树脂胶黏剂，生产得到中密度纤维板再进一步加工成木地板；该木地板防水性能好，强度高，韧性好，还能提高木材的利用率，本发明的木材利用率是传统制板工艺的2.5～3倍，制备的木板优品率超过90%，防水性能好，满足建筑用模板的要求。
2、本发明所述的利用木材废料生产建筑用木质模板的方法，甲醛与尿素的摩尔比为1：1.2，采用分四批次加入甲醛的方法，使甲醛反应完全，在脲醛树脂中的残留量低；使用对氨基苯酚对氨基苯酚最为改性剂，得到的对氨基苯酚改性脲醛树脂具有很好的防水防潮性能，同时降低其游离甲醛含量。本发明制备的防潮脲醛树脂胶黏剂，经检测，其游离甲醛含量为0.15～0.18％，符合GB/T 14732《木材工业胶粘剂用脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛树脂》中≤0.3％的标准要求，胶接强度高，制得的木地板其耐水性明显提高，甲醛释放量低，符合GB/T 18580《室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量》标准中E1级要求。
3、本发明加入的改性石蜡由特定的配方和工艺制得，属于高分子反应型抗水剂，能够通过静电引力和高分子缠绕作用与纤维进行高效牢固的结合达到施胶防水的目的，是低成本的高效防水剂，可提高橱柜专用板的耐水耐候性和抗压性能。
具体实施方式
为了更加详细的介绍本发明的技术方案，下面结合实施例，对本发明做进一步说明。
实施例1
采用以下步骤即可完成利用木材废料生产建筑用木质模板：
（1）将木材废料削切成长度小于5厘米、宽度小于1厘米的碎片；
（2）将上述得到的木材碎片筛分，除去泥沙和粒度小于0.2厘米的碎末；
（3）将筛分后的木材碎片输送到蒸煮罐内，输送过程需进行除铁处理；
（4）将木材碎片输送到蒸煮罐内后，加适量水浸泡10～30分钟；并从蒸煮罐顶部或上部通入蒸汽，蒸煮罐内压力为0.16～0.2Mpa，蒸煮1～4分钟，保证蒸煮后得到的软木片含水量为70～85%；
（5）将蒸煮得到的软木片输送到磨机进行研磨，研磨至纤维长度小于0.8厘米；
（6）将磨好的纤维添加改性石蜡和胶液，一起喷入干燥管道中，利用热风进行干燥，最后经旋风分离器或文丘里分离器分离后得到含水率为7～10%的纤维，并输送进入纤维料仓储存；废蒸汽经过换热器加热水用于蒸煮水，然后排放；每立方米木材碎片加入8～12公斤改性石蜡；每立方米木材碎片加入170～180kg胶液；
（7）将纤维料仓内的纤维料经铺装机铺装成连续蓬松的板坯带，并由刮平辊扫平，多余的纤维通过风送系统送回纤维料仓，通过计量检测后，合格蓬松的板坯带进入连续式带式预压机预压，预压后的板坯经裁边、截断后送入热压机；板坯在热压机内先于0.9～1Mpa下压制120～150秒，再于0.5～0.7Mpa下压制30～50秒得到毛坯板；压板的温度为200～210度；
（8）将毛坯板经48小时以上的时间陈化后进行两面砂光，经锯裁边成成品板，再经检验合格后即得。
所述的改性石蜡由以下重量份数的原料制成：所述的改性石蜡，属高分子反应型抗水剂，能够通过静电引力和高分子缠绕作用与纤维进行高效牢固的结合达到施胶抗水的目的，所述的改性石蜡，由以下重量份数的原料制成：石蜡120～150份、烷基酚10～20份、植物油酸5～10份和多聚甲醛20～50份、硬脂酸钙15～22份、羧甲基纤维素钠20～30份，硬脂酸钙6～9份、松香酸5～15份和壳聚糖5～10份；所述的烷基酚是辛基酚、对辛基酚、对特辛基苯酚、对叔丁基苯酚、对壬基酚或十二烷基苯酚；所述的植物油酸是桐油酸、亚麻油酸或豆油酸；所述的壳聚糖为5000～100000分子量的市场上购买的低分子量壳聚糖，主要是增加其木板纤维的防水性。
所述的胶液由以下重量份数的原料制成：对氨基苯酚改性脲醛树脂50～55份，白乳胶5～8份，甲醛捕捉剂1～3份，防潮剂3～5份，滑石粉10～15份；所述的甲醛捕捉剂由乙酰乙酸乙酯、苯乙烯、聚乙烯醇、硫脲中的两种或者两种以上组成；所述的防潮剂为EVA乳胶；将对氨基苯酚改性脲醛树脂加入到反应器中，再加入白乳胶搅拌均匀，边搅拌边加入甲醛捕捉剂、防潮剂和填料，保持80～90℃反应30～40min，降温至室温，即可得到。
所述的对氨基苯酚改性脲醛树脂中甲醛与尿素的摩尔比为1：1.2，对氨基苯酚的用量为尿素总重量的4%，尿素分四批投料，尿素分批加入的比例为50:25:15:10。
所述的对氨基苯酚改性脲醛树脂的制备方法为：将甲醛加入反应器中，升温至40～45℃，滴加氢氧化钠溶液调pH至5.0～5.5，加入第一批尿素，缓慢升温至80～90℃，在该温度下反应25～35min；用氢氧化钠溶液调pH至8.5～9.0，加入第二批尿素及对氨基苯酚，恒温反应30～40min；用氯化铵溶液调pH至5.0～5.5，加入第三批尿素，恒温反应30～40min；加氢氧化钠溶液调pH至8.5～9.0，加入第四批尿素反应30～40min，加氢氧化钠溶液调pH至7.4～7.6，冷却至40℃以下放料，得到的黏稠溶液即为对氨基苯酚改性脲醛树脂；所述甲醛的浓度为37～40%，所述氢氧化钠溶液的质量分数为15%，所述氯化铵的质量分数为15%。
应用实施例
1、广西横县某人造板有限公司，采用本发明实施例中的方法生产建筑用木质模板，经检测，试生产半年来，耐水性好，强度高，得到用户的好评，且成本比传统的木质模板低30-50元每立方米。

Claims (5)

1.一种利用木材废料生产建筑用木质模板的方法，其特征在于：具体步骤为：
（1）将木材废料削切成长度小于5厘米、宽度小于1厘米的碎片；
（2）将上述得到的木材碎片筛分，除去泥沙和粒度小于0.2厘米的碎末；
（3）将筛分后的木材碎片输送到蒸煮罐内，输送过程需进行除铁处理；
（4）将木材碎片输送到蒸煮罐内后，加适量水浸泡10～30分钟；并从蒸煮罐顶部或上部通入蒸汽，蒸煮罐内压力为0.16～0.2Mpa，蒸煮1～4分钟，保证蒸煮后得到的软木片含水量为70～85%；
（5）将蒸煮得到的软木片输送到磨机进行研磨，研磨至纤维长度小于0.8厘米；
（6）将磨好的纤维添加改性石蜡和胶液，一起喷入干燥管道中，利用热风进行干燥，最后经旋风分离器或文丘里分离器分离后得到含水率为7～10%的纤维，并输送进入纤维料仓储存；废蒸汽经过换热器加热水用于蒸煮水，然后排放；每立方米木材碎片加入8～12公斤改性石蜡；每立方米木材碎片加入170～180kg胶液；
（7）将纤维料仓内的纤维料经铺装机铺装成连续蓬松的板坯带，并由刮平辊扫平，多余的纤维通过风送系统送回纤维料仓，通过计量检测后，合格蓬松的板坯带进入连续式带式预压机预压，预压后的板坯经裁边、截断后送入热压机；板坯在热压机内先于0.9～1Mpa下压制120～150秒，再于0.5～0.7Mpa下压制30～50秒得到毛坯板；压板的温度为200～210度；
（8）将毛坯板经48小时以上的时间陈化后进行两面砂光，经锯裁边成成品板，再经检验合格后即得。
2.根据权利要求1所述的利用木材废料生产建筑用木质模板的方法，其特征在于：所述的改性石蜡由以下重量份数的原料制成：所述的改性石蜡，属高分子反应型抗水剂，能够通过静电引力和高分子缠绕作用与纤维进行高效牢固的结合达到施胶抗水的目的，所述的改性石蜡，由以下重量份数的原料制成：石蜡120～150份、烷基酚10～20份、植物油酸5～10份和多聚甲醛20～50份、硬脂酸钙15～22份、羧甲基纤维素钠20～30份，硬脂酸钙6～9份、松香酸5～15份和壳聚糖5～10份；所述的烷基酚是辛基酚、对辛基酚、对特辛基苯酚、对叔丁基苯酚、对壬基酚或十二烷基苯酚；所述的植物油酸是桐油酸、亚麻油酸或豆油酸；所述的壳聚糖为5000～100000分子量的市场上购买的低分子量壳聚糖，主要是增加其木板纤维的防水性。
3.根据权利要求1所述的利用木材废料生产建筑用木质模板的方法，其特征在于：所述的胶液由以下重量份数的原料制成：对氨基苯酚改性脲醛树脂50～55份，白乳胶5～8份，甲醛捕捉剂1～3份，防潮剂3～5份，滑石粉10～15份；所述的甲醛捕捉剂由乙酰乙酸乙酯、苯乙烯、聚乙烯醇、硫脲中的两种或者两种以上组成；所述的防潮剂为EVA乳胶；将对氨基苯酚改性脲醛树脂加入到反应器中，再加入白乳胶搅拌均匀，边搅拌边加入甲醛捕捉剂、防潮剂和填料，保持80～90℃反应30～40min，降温至室温，即可得到。
4.根据权利要求3所述的利用木材废料生产建筑用木质模板的方法，其特征在于：所述的对氨基苯酚改性脲醛树脂中甲醛与尿素的摩尔比为1：1.2，对氨基苯酚的用量为尿素总重量的4%，尿素分四批投料，尿素分批加入的比例为50:25:15:10。
5.根据权利要求3所述的利用木材废料生产建筑用木质模板的方法，其特征在于：所述的对氨基苯酚改性脲醛树脂的制备方法为：将甲醛加入反应器中，升温至40～45℃，滴加氢氧化钠溶液调pH至5.0～5.5，加入第一批尿素，缓慢升温至80～90℃，在该温度下反应25～35min；用氢氧化钠溶液调pH至8.5～9.0，加入第二批尿素及对氨基苯酚，恒温反应30～40min；用氯化铵溶液调pH至5.0～5.5，加入第三批尿素，恒温反应30～40min；加氢氧化钠溶液调pH至8.5～9.0，加入第四批尿素反应30～40min，加氢氧化钠溶液调pH至7.4～7.6，冷却至40℃以下放料，得到的黏稠溶液即为对氨基苯酚改性脲醛树脂；所述甲醛的浓度为37～40%，所述氢氧化钠溶液的质量分数为15%，所述氯化铵的质量分数为15%。
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CN115516165A (zh) * 2020-05-13 2022-12-23 维美德技术有限公司 用于mdf或hdf生产的生产再生纤维的方法和系统

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