CN109577104B - 一种环保纤维板的制备方法及家具的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保纤维板的制备方法及家具的加工工艺，涉及家具制造技术领域。其技术要点是：一种环保纤维板的制备方法，包括以下步骤：（a）改性胶黏剂制备；（b）将竹纤维和改性海泡石粉碎并混合均匀，将混合物加入到水中制成纤维浆料；（c）将改性胶黏剂和淀粉加入到纤维浆料中并混合均匀，然后加入成型模具中，在热压机下压制；（d）将成型后的板材在80‑90℃下干燥至含水率为5‑10.6%，得到环保纤维板，通过对胶黏剂进行改性处理，以及掺杂改性海泡石，从而制得环保无污染且能净化空气的环保纤维板。

Description

一种环保纤维板的制备方法及家具的加工工艺
技术领域
本发明涉及家具制造技术领域，更具体地说，它涉及一种环保纤维板的制备方法及家具的加工工艺。
背景技术
很多消费者选用人造板制造家具，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；人造板包括胶合板、纤维板和刨花板。
在公开号为CN104875267B的中国发明专利中公开了衣柜门板用中密度纤维板的制备方法，包括以下步骤：胶黏剂制备、纤维制备、纤维施胶干燥、铺装、热压以及后处理；所述热压步骤中，工艺参数如下：纤维和胶黏剂的重量份比为纤维：胶黏剂＝10∶1.2～1.3；热压温度为230℃～240℃，压机闭合时间为4～8s，压力为2.6～2.9MPa，热压系数为8～11s/mm。本发明生产的中密度纤维板具有镂铣平滑，免油漆、尺寸稳定性好，变形量小的优点。
上述衣柜门板用中密度纤维板制作过程中，需要运用胶黏剂对纤维进行粘合，胶黏剂由甲醛作为基料进行合成，未发生反应的甲醛残留在胶黏剂中，即游离的甲醛，当这种胶黏剂用在纤维板的制备过程中后，导致纤维板中甲醛含量大大超标，对人体健康造成伤害。因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种环保纤维板的制备方法，通过对胶黏剂进行改性处理，去除其中游离的甲醛，以及在纤维板中掺杂能够吸附和降解空气中甲醛的复合材料，使得环保纤维板具有环保无污染和净化室内空气的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种环保纤维板的制备方法，包括以下步骤：
（a）改性胶黏剂制备：将甲醛投入反应釜中并进行搅拌，分批次加入三聚氰胺，保持pH值为8～8.5，温度为65～69℃，使得三聚氰胺完全溶解反应完成之后，得到浆液；
将无水甲醇加入到反应釜中，并用浓盐酸调节pH至酸性，保温反应，待浆液完全反应变成澄清溶液，反应结束，然后减压蒸馏得到改性胶黏剂；
（b）将竹纤维和改性海泡石粉碎并混合均匀，将混合物加入到水中制成纤维浆料；
（c）将改性胶黏剂和淀粉加入到纤维浆料中并混合均匀，然后加入成型模具中，在热压机下压制，热压机的热压温度为190-200℃，热压压力为4-7MPa，热压时间为20-30min；
（d）将成型后的板材在80-90℃下干燥至含水率为5-10.6%，得到环保纤维板。
通过采用上述技术方案，胶黏剂形成之后，利用醇和酸对其进行醚化，使得胶黏剂中的游离甲醛量大大降低，所以利用改性后的胶黏剂来粘结竹纤维，可使得改性后的胶黏剂中的游离甲醛减少，从而在源头上抑制甲醛的产生，使得制成的纤维板无毒无害，环保无甲醛或甲醛释放量极低；海泡石是纯天然、无毒、无味、无石棉、无放射性元素的一种水合镁硅酸盐粘土矿物，具有非金属矿物中最大的比表面积（最高可达900m2/g）和独特的内容孔道结构，是公认的吸附能力最强的粘土矿物，通过在竹纤维中添加一定量的改性海泡石，其独特的纳米晶格可以吸附外界的甲醛、苯、氨等有毒物质，海泡石不仅可以吸收改性胶黏剂中极微量的游离甲醛，还可以吸收空气中产生的甲醛，达到净化空气的目的。
进一步优选为，所述（a）中甲醛、三聚氰胺和无水甲醇之间的重量份数比为1:(0.45～0.55):(0.05～0.06)。
通过采用上述技术方案，甲醛与三聚氰胺之间的重量份数比为1:(0.45～0.55)时，甲醛的消耗利用率最大，使得生成的胶黏剂中游离甲醛量最小。
进一步优选为，所述（a）中保温反应时，温度控制在55～59℃，保温时间1.5～2h。
通过采用上述技术方案，控温控制在55～59℃之间时，为甲醛与三聚氰胺反应的最佳温度，此时甲醛利用率最大，两者反应生成胶黏剂。
进一步优选为，所述（a）中三聚氰胺分3批加入甲醛中。
通过采用上述技术方案，分批次加入三聚氰胺，可以提高固含量，同时使得甲醛充分反应，游离甲醛会大大降低。
进一步优选为，所述（b）中，改性海泡石由以下步骤制得：
配置海泡石溶液，然后加入硼氢化钠和氯铂酸，室温下进行超声处理10～15min，干燥，然后于360～410℃下焙烧15～25min得到改性海泡石。
通过采用上述技术方案，硼氢化钠可还原氯铂酸，然后在海泡石中负载纳米铂，硼氢化钠、氯铂酸和海泡石可形成吸附能力较强的Pt/海泡石复合材料，在室温下即可对催化氧化甲醛，即能降解纤维板中微量的游离甲醛，又达到吸附降解室内空气甲醛的效果。
进一步优选为，所述硼氢化钠和氯铂酸的重量份数比为1:(0.2～0.4)。
进一步优选为，所述（c）中，每立方米的纤维浆料加入150～180Kg的改性胶黏剂和2～5Kg的淀粉。
本发明的目的二在于提供一种应用环保纤维板的家具的加工工艺，采用该工艺制备的家具具有环保无污染和净化室内空气的优点。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种应用环保纤维板的家具的加工工艺，包括以下步骤：
（a）开料、封边：根据制造家具所需形状和尺寸将环保纤维板进行开料加工，获得拼装毛料，然后采用PVC封边条和热熔胶，并利用自动封边对拼装毛料的周边进行封边处理；
（b）冷压：将两块拼装毛料相互靠近的一侧上均匀涂覆上环保粘胶剂，之后将两块拼装毛料放在冷压机下冷压20-25小时，获得拼装块；
（c）铣型、砂磨：将冷压后的拼装块刨光，根据每个拼装块的连接情况制造榫卯结构、将拼装块表面进行打磨处理，使每个拼装块的表面光滑；
（d）上漆拼装：将铣型、砂磨后的拼装块表面进行底漆的喷涂，喷涂完毕后，经过热处理固化后自然冷却，将各个拼装块的榫卯结构连接，组装成产品；
（e）后处理：在产品的表面进行打蜡抛光处理，检验入库。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）通过醇和酸对胶黏剂进行醚化，使得胶黏剂中的游离甲醛量大大降低，改性后的胶黏剂来粘结竹纤维时，可使得改性后的胶黏剂中的游离甲醛减少，从而在源头上抑制甲醛的产生，使得制成的纤维板无毒无害，环保无甲醛或甲醛释放量极低；
（2）海泡石是纯天然、无毒、无味、无石棉、无放射性元素的一种水合镁硅酸盐粘土矿物，具有非金属矿物中最大的比表面积和独特的内容孔道结构，其独特的纳米晶格可以吸附外界的甲醛、苯、氨等有毒物质，海泡石不仅可以吸收改性胶黏剂中极微量的游离甲醛，还可以吸收空气中产生的甲醛；
（3）通过硼氢化钠来还原氯铂酸，然后在海泡石中负载纳米铂，硼氢化钠、氯铂酸和海泡石可形成吸附能力较强的Pt/海泡石复合材料，在室温下即可对催化氧化甲醛，即能降解纤维板中微量的游离甲醛，又达到吸附降解室内空气甲醛的效果。
附图说明
图1为本发明中应用环保纤维板的家具的加工工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。值得说明的是，其中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件下进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：一种环保纤维板的制备方法，包括以下步骤：
（a）改性胶黏剂制备：将甲醛投入反应釜中并进行搅拌，分三批加入三聚氰胺，且三批三聚氰胺的重量份数相等，保持pH值为8，温度为65℃，使得三聚氰胺完全溶解反应完成之后，得到浆液；
将无水甲醇加入到反应釜中，并用浓盐酸调节pH至酸性，在55℃下保温反应1.5h，待浆液完全反应变成澄清溶液，反应结束，然后减压蒸馏得到改性胶黏剂；
（b）将竹纤维和改性海泡石粉碎并混合均匀，将混合物加入到水中制成纤维浆料；
（c）将改性胶黏剂和淀粉加入到纤维浆料中并混合均匀，其中每立方米的纤维浆料加入150Kg改性胶黏剂和2Kg淀粉，然后加入成型模具中，在热压机下压制，热压机的热压温度为190℃，热压压力为4MPa，热压时间为20min；
（d）将成型后的板材在80℃下干燥至含水率为5%，得到环保纤维板。
其中，甲醛、三聚氰胺和无水乙醇之间的重量份数比为1:0.45:0.05。
改性海泡石由以下步骤制得：
配置海泡石溶液，然后加入重量份数比为1:0.2的硼氢化钠和氯铂酸，在室温下进行超声处理10min，干燥，然后于360℃下焙烧15min得到改性海泡石。
一种应用该环保纤维板的家具的加工工艺，包括以下步骤：
（a）开料、封边：根据制造家具所需形状和尺寸将环保纤维板进行开料加工，获得拼装毛料，然后采用PVC封边条和热熔胶，并利用自动封边对拼装毛料的周边进行封边处理；
（b）冷压：将两块拼装毛料相互靠近的一侧上均匀涂覆上环保粘胶剂，之后将两块拼装毛料放在冷压机下冷压20小时，获得拼装块；
（c）铣型、砂磨：将冷压后的拼装块刨光，根据每个拼装块的连接情况制造榫卯结构、将拼装块表面进行打磨处理，使每个拼装块的表面光滑；
（d）上漆拼装：将铣型、砂磨后的拼装块表面进行底漆的喷涂，喷涂完毕后，经过热处理固化后自然冷却，将各个拼装块的榫卯结构连接，组装成产品；
（e）后处理：在产品的表面进行打蜡抛光处理，检验入库。
实施例2：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
（a）改性胶黏剂制备：将甲醛投入反应釜中并进行搅拌，分三批加入三聚氰胺，且三批三聚氰胺的重量份数相等，保持pH值为8.5，温度为69℃，使得三聚氰胺完全溶解反应完成之后，得到浆液；
将无水甲醇加入到反应釜中，并用浓盐酸调节pH至酸性，在59℃下保温反应2h，待浆液完全反应变成澄清溶液，反应结束，然后减压蒸馏得到改性胶黏剂；
其与均与实施例1相同。
实施例3：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
（c）将改性胶黏剂和淀粉加入到纤维浆料中并混合均匀，其中每立方米的纤维浆料加入180Kg改性胶黏剂和5Kg淀粉，然后加入成型模具中，在热压机下压制，热压机的热压温度为200℃，热压压力为7MPa，热压时间为30min；
其与均与实施例1相同。
实施例4：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
甲醛、三聚氰胺和无水乙醇之间的重量份数比为1:0.5:0.055。
实施例5：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：甲醛、三聚氰胺和无水乙醇之间的重量份数比为1:0.55:0.06。
实施例6：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
改性海泡石由以下步骤制得：配置海泡石溶液，然后加入重量份数比为1:0.2的硼氢化钠和氯铂酸，在室温下进行超声处理15min，干燥，然后于410℃下焙烧25min得到改性海泡石；
其与均与实施例1相同。
实施例7：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
其中，硼氢化钠和氯铂酸的重量份数比为1:0.3；
其与均与实施例1相同。
实施例8：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
其中，硼氢化钠和氯铂酸的重量份数比为1:0.4；
其与均与实施例1相同。
对比例1：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
（a）胶黏剂制备：将甲醛投入反应釜中并进行搅拌，分三批加入三聚氰胺，且三批三聚氰胺的重量份数相等，保持pH值为8，温度为65℃，使得三聚氰胺完全溶解反应完成之后，得到浆液，然后减压蒸馏得到胶黏剂；
本对比例与实施例1的区别在于，胶黏剂未经醚化处理。
对比例2：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
（a）改性胶黏剂制备：将甲醛投入反应釜中并进行搅拌，然后一次性加入三聚氰胺，保持pH值为8，温度为65℃，使得三聚氰胺完全溶解反应完成之后，得到浆液；
将无水甲醇加入到反应釜中，并用浓盐酸调节pH至酸性，在55℃下保温反应1.5h，待浆液完全反应变成澄清溶液，反应结束，然后减压蒸馏得到改性胶黏剂；
本对比例与实施例1的区别在于，三聚氰胺一次性加入到甲醛中。
对比例3：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
（b）将竹纤维和改性海泡石粉碎并混合均匀，将混合物加入到水中制成纤维浆料；
本对比例与实施例1的区别在于，竹纤维中未加入海泡石。
对比例4：一种环保纤维板的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
（b）将竹纤维和海泡石粉碎并混合均匀，将混合物加入到水中制成纤维浆料；
本对比例与实施例1的区别在于，竹纤维中加入的海泡石未经改性处理。
性能测试
按照GB 18580-2001分别对实施例1-8和对比例1-4制得的环保纤维板进行甲醛释放量的测试，其中检测甲醛释放量按照GB 18580-2001标准中的穿孔萃取法测试，GB18580-2001标准中规定穿孔萃取法E1级甲醛释放量≤9 mg/100g；E2级甲醛释放量≤30mg/100g，测试结果如表1所示。
表1 性能测试结果
测试项目 甲醛释放量（mg/100g）
实施例1 0.19
实施例2 0.22
实施例3 0.12
实施例4 0.21
实施例5 0.23
实施例6 0.22
实施例7 0.25
实施例8 0.23
对比例1 6.52
对比例2 7.96
对比例3 8.32
对比例4 6.35
通过表1可知，实施例1-8制得的环保纤维板明显比对比例1-4制得的环保纤维板甲醛释放量低，说明本申请中胶黏剂制作时，分批次加入三聚氰胺、对胶黏剂进行醚化改性处理，以及在竹纤维中掺杂改性的海泡石，使得制成的环保纤维板中的甲醛含量大大降低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种环保纤维板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）改性胶黏剂制备：将甲醛投入反应釜中并进行搅拌，分批次加入三聚氰胺，保持pH值为8～8.5，温度为65～69℃，使得三聚氰胺完全溶解反应完成之后，得到浆液；
将无水甲醇加入到反应釜中，并用浓盐酸调节pH至酸性，保温反应，待浆液完全反应变成澄清溶液，反应结束，然后减压蒸馏得到改性胶黏剂；
（b）将竹纤维和改性海泡石粉碎并混合均匀，将混合物加入到水中制成纤维浆料；
（c）将改性胶黏剂和淀粉加入到纤维浆料中并混合均匀，然后加入成型模具中，在热压机下压制，热压机的热压温度为190-200℃，热压压力为4-7MPa，热压时间为20-30min；
（d）将成型后的板材在80-90℃下干燥至含水率为5-10.6%，得到环保纤维板；
所述（a）中甲醛、三聚氰胺和无水甲醇之间的重量份数比为1:(0.45～0.55):(0.05～0.06)；
所述（a）中三聚氰胺分3批加入甲醛中；
所述（b）中，改性海泡石由以下步骤制得：配置海泡石溶液，然后加入硼氢化钠和氯铂酸，室温下进行超声处理10～15min，干燥，然后于360～410℃下焙烧15～25min得到改性海泡石。
2.根据权利要求1所述的环保纤维板的制备方法，其特征在于，所述（a）中保温反应时，温度控制在55～59℃，保温时间1.5～2h。
3.根据权利要求1所述的环保纤维板的制备方法，其特征在于，所述硼氢化钠和氯铂酸的重量份数比为1:(0.2～0.4)。
4.根据权利要求1所述的环保纤维板的制备方法，其特征在于，所述（c）中，每立方米的纤维浆料加入150～180Kg的改性胶黏剂和2～5Kg的淀粉。
5.一种应用权利要求1-4任一项所述的制备方法得到的环保纤维板的家具的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（a）开料、封边：根据制造家具所需形状和尺寸将环保纤维板进行开料加工，获得拼装毛料，然后采用PVC封边条和热熔胶，并利用自动封边对拼装毛料的周边进行封边处理；
（b）冷压：将两块拼装毛料相互靠近的一侧上均匀涂覆上环保粘胶剂，之后将两块拼装毛料放在冷压机下冷压20-25小时，获得拼装块；
（c）铣型、砂磨：将冷压后的拼装块刨光，根据每个拼装块的连接情况制造榫卯结构、将拼装块表面进行打磨处理，使每个拼装块的表面光滑；
（d）上漆拼装：将铣型、砂磨后的拼装块表面进行底漆的喷涂，喷涂完毕后，经过热处理固化后自然冷却，将各个拼装块的榫卯结构连接，组装成产品；
（e）后处理：在产品的表面进行打蜡抛光处理，检验入库。
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