CN110091407A - 一种室外用家具型纤维板生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种室外用家具型纤维板生产工艺，包括蒸煮、热磨、调施胶、干燥、铺装成型以及热压步骤，所述调施胶步骤中在纤维中添加PMUF树脂和固化剂，所述PMUF树脂添加比例为260‑270kg/m3，所述固化剂为浓度25‑27%，所述固化剂由甲酸、过硫酸铵、硫酸铵以及盐酸按照质量比1:5:5:1混合配置而成，所述固化剂的添加比例为PMUF树脂用量的5‑8%。本发明发现在苯酚改性MUF树脂的添加位置和添加量是树脂合成的关键因素；因此本发明中苯酚、甲醛、三聚氰胺均分为两次加入，在保持游离酚、游离醛处在较低含量的同时，最大限度的提高胶黏剂性能；同时配合相应的固化剂，达到PMUF树脂快速固化的目的；本发明采用上述专用的PMUF多元共聚树脂以及固化剂建立的制板工艺生产的家具板纤维板完全符合国标要求的室外状态下使用的家具型中密度纤维板（MDF‑FN EXT）的防水质量要求。

Description

一种室外用家具型纤维板生产工艺
技术领域
本发明属于人造板生产技术领域，是一种新型的室外状态下使用的家具型纤维板工艺。
背景技术
中高密度纤维板由于其性能优异、便于加工、价格适中等特点，一直受到人们的青睬。随着科技进步，纤维板的衍生系列产品、深加工品种不断涌现和完善，各类纤维板将越来越广泛地应用在国民经济各个领域。其中，室外状态下使用的家具型中密度纤维板是纤维板对板材防水性能要求最高的一类非承重纤维板。目前，普通中高密度纤维板的生产90％以上采用脲醛树脂作为板材的胶黏剂，但脲醛树脂本身固化后耐水性差，在外界较为潮湿的环境下制品存在易膨胀、变形、强度降低等诸多缺点。通过向纤维板中添加熔融石蜡的方法虽然可以提高纤维板的防水性能，但当石蜡加入一定量时，达到防水性能的最大效率值，再增加石蜡时，板材的防水性能基本没有改善，而且过多地加入石蜡不仅会降低板材的力学性能，同时会增加普通板材的成本。因此压制高防潮性能的纤维板的关键技术是所用胶粘剂的制备技术，开发专门用于该类纤维板用的防潮型树脂成为关键。
新型的PMUF树脂是，引入苯酚对MUF树脂改性，利用苯酚的特性，提高MUF树脂的稳定性和耐水特性。在苯酚改性MUF树脂的添加位置和添加量是树脂合成的关键因素。此外据报道PMUF树脂固化速度较慢，为加速PMUF树脂的快速固化，使之满足中高密度纤维板的生产要求，必须研制配套的固化剂体系，使树脂固化充分，从而具备高防潮性能。由于其树脂本身的特性，不能与常规的固化剂如：氯化铵、硫酸铵等混合使用，因此需要一种可也使PMUF树脂快速固化的固化剂和相应的制板工艺，而能够进行生产室外状态下使用的家具型中密度纤维板。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述缺陷，采用新型的PMUF多元共聚树脂以及与之配合促使PMUF树脂快速固化的固化剂，从而在不改变原有设备和传统工艺流程的基础上，提出一种符合要求的室外用家具型纤维板生产工艺。
本发明的技术方案如下：
一种室外用家具型纤维板生产工艺，包括蒸煮、热磨、调施胶、干燥、铺装成型以及热压步骤，所述调施胶步骤中在纤维中添加PMUF树脂和固化剂，所述PMUF树脂添加比例为260-270kg/m3，所述固化剂由单体加水混合配置而成，所述单体包括甲酸、过硫酸铵、硫酸铵以及盐酸，所述甲酸为质量浓度80-90％的甲酸，所述盐酸为质量浓度25-35％的盐酸，所述甲酸、过硫酸铵、硫酸铵以及盐酸的质量比为1-1.2:4-6:4-6:1-1.2，所述固化剂中各单体折纯后的总浓度为25-27％，所述固化剂的添加比例为PMUF树脂用量的5-8％。
进一步的，所述甲酸为质量浓度85％的甲酸，所述盐酸为质量浓度30％的盐酸，所述甲酸、过硫酸铵、硫酸铵以及盐酸的质量比为1:5:5:1。
进一步的，所述蒸煮步骤控制蒸汽压力为0.70-0.80Mpa，蒸煮时间2-5分钟；所述热磨步骤时加入占绝干纤维质量0.9-1.1％的熔融精炼石蜡，热磨压力低于蒸煮压力0.01-0.04Mpa；所述干燥步骤控制干燥后纤维含水率在8％-12％；所述热压步骤控制热压温度为200-210℃。
进一步的，铺装成型的板坯在热压之前需要通过蒸汽喷蒸将其预热到60℃。
进一步的，所述PMUF树脂为PMUF多元共聚树脂，其包括如下重量百分比的配料：苯酚2.4-2.6％，尿素24-26％，三聚氰胺24-26％，甲醛48-49％；所述甲醛为质量分数36.5～37.4％的甲醛。
进一步的，所述苯酚、尿素、三聚氰胺的质量比为1:10:10。
进一步的，所述PMUF多元共聚树脂是由所述苯酚、尿素、三聚氰胺以及甲醛通过四元共聚得到，在共聚反应中，所述苯酚、三聚氰胺、甲醛以及尿素均分为多次加入。
进一步的，所述苯酚分为两次加入；所述三聚氰胺分为两次加入；所述甲醛分为两次加入；所述尿素分为三次加入；具体步骤如下：
(1)在反应釜中加入第一部分甲醛，控制反应温度为35～40℃，加入碱调节pH＝8.8-9.0；然后加入第一部分苯酚，升温至60～65℃，保温20-40分钟；
(2)缓慢加入第一部分三聚氰胺和第一部分尿素，升温至83-85℃反应；
(3)当粘度达到22.0-24.0秒(30℃测)时加入第二部分甲醛和第二部分苯酚；
(4)加碱调节PH＝8.8-9.0，然后加入第二部分三聚氰胺和第二部分尿素，保持温度85-87℃反应至粘度达到25-27秒(30℃)；
(5)加碱调节pH＝8.8-9.2，加入第三部分尿素，降温后结束。
进一步的，所述第一部分苯酚和第二部分苯酚的质量比为2:1；所述第一部分三聚氰胺和第二部分三聚氰胺的质量比为1:2；所述第一部分甲醛和第二部分甲醛的质量比为8:5；所述第一部分尿素、第二部分尿素和第三部分尿素的质量比为8:8:17。
进一步的，所述步骤(1)中，保温时间为30min；所述步骤(4)中反应温度为85℃；所述步骤(5)中调节pH＝9.0，降温至40℃以下。
本发明发现在苯酚改性MUF树脂的添加位置和添加量是树脂合成的关键因素；因此本发明中苯酚、甲醛、三聚氰胺均分为两次加入，在保持游离酚、游离醛处在较低含量的同时，最大限度的提高胶黏剂性能；同时配合相应的固化剂，达到PMUF树脂快速固化的目的；本发明采用上述专用的PMUF多元共聚树脂以及固化剂建立的制板工艺生产的家具板纤维板完全符合国标要求的室外状态下使用的家具型中密度纤维板(MDF-FN EXT)的防水质量要求。
具体实施方式
下面通过实施例详细描述本发明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的保护范围。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和外围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1(18mmMDF-FN EXT)
表1实施例1的原料配方
1)PMUF的合成：
1.1加入F1，使用C调节PH至8.8-9.0。
1.2加入P1，加热至60℃。
1.3加入M1和U1，加热至75℃关汽。
1.4加热至85℃保温10分钟。
1.5保温结束，开始检测胶液粘度，PH值。
1.6在83-85℃缩聚，直至粘度达到22.0-24.0秒(30℃测)。
1.7加入F2和P2。
1.8用C调节PH至8.8-9.0。
1.9加入M2和U2,加热至87℃(期间保持PH8.7-9.0)保温直至胶液澄清透明。
1.10当胶液透明后，并开始检测PH值和粘度。
1.11在85-87℃，缩聚至粘度达到25-27秒(30℃)。
1.12缩聚结束后，降温，同时加入C，调节PH至9.0。
1.13加入U3，冷却至38℃，调节pH＝8.8-9.0出料。
2)固化剂的配置：由甲酸、过硫酸铵、硫酸铵、盐酸按照质量比1:5:5:1配置而成。甲酸为质量浓度85％的甲酸，盐酸为质量浓度30％的盐酸，固化剂中各单体折纯后的总浓度为25％。
3)室外状态下使用的家具型中密度纤维板(MDF-FN EXT)生产：
工艺步骤包括：原木削片(或外购木片)→筛选→水洗→预蒸煮→蒸煮→热磨→调施胶→干燥→分选→铺装成型→喷膜→预压→热压→裁锯→冷却→储存养生→检验→成品。
原木削片后经过筛选出合适的大小的木片，木片经水洗机水洗后，除掉木片中的泥沙再通过木片泵输送到预蒸煮缸进行初步软化，然后再通过木塞螺旋送至蒸煮缸里蒸煮，进一步软化，蒸煮缸内的蒸汽压力为0.70-0.80Mpa，蒸煮时间2-5分钟；木片蒸煮充分后进入热磨机的磨室热磨解纤，同时往磨室中加入占绝干纤维质量0.9-1.1％的熔融精炼石蜡，磨室的压力低于蒸煮缸的压力0.01-0.04Mpa。调施胶过程的纤维中添加PMUF树脂和固化剂，以最常见的18mm厚MDF-FN EXT为例，施胶量270kg/m3，固化剂施加量为13.5kg/m3；将施加了PMUF树脂和固化剂的纤维干燥后保持其含水率在8％-12％，铺装成型；在进入热压机之前对板坯通过蒸汽喷蒸，将板坯预热到60℃，然后进入压机热压形成纤维板，压机温度210℃，热压时间230-240秒，压力25-26MPa；按照GB/T17657-2013人造板及饰面人造板理化性能试验方法检测MDF-FN EXT主要理化指标，结果如下：
项目 18mm① 18mm② 国标要求MDF-FNEXT
沸腾试验后内结合强度，MPa 0.25 0.27 0.2
湿态静曲强度，MPa 15 13 10
循环试验后内结合强度，MPa 0.4 0.5 0.3
循环试验后吸水厚度膨胀率，％ 9.5 9.4 10
静曲强度，MPa 30 28 26
弹性模量，MPa 3600 3105 2000
内结合强度，MPa 0.7 0.9 0.6
吸水厚度膨胀率，％ 3.2 3.1 5
实施例2(16mmMDF-FN EXT)
1)PMUF的合成同实施例1。
2)固化剂的配置同实施例1。
3)家具型中密度纤维板(MDF-FN EXT)生产步骤基本同实施例1，区别仅仅在于：本实施例以16mm厚MDF-FN EXT为例，施胶量270kg/m3，固化剂施加量为14kg/m3；压机温度210℃，热压时间220-230秒，压力24-25MPa；按照GB/T17657-2013人造板及饰面人造板理化性能试验方法检测MDF-FN EXT主要理化指标，结果如下：
以上检测数据可表明，使用本发明的胶黏剂以及固化剂，生产的家具板纤维板完全符合国标要求的室外状态下使用的家具型中密度纤维板(MDF-FN EXT)的防水质量要求。
本发明中的PMUF多元共聚树脂专用于生产室外状态下使用的家具型中密度纤维板(MDF-FN EXT)，引入苯酚对MUF树脂改性，利用苯酚的特性，提高MUF树脂的稳定性和耐水特性。苯酚、甲醛、三聚氰胺均分为两次加入，再保持游离酚、游离醛处在较低含量的同时，最大限度的提高胶黏剂性能。同时配合特定的固化剂，达到PMUF树脂快速固化的目的。
实施例3
不同固化剂对PMUF多元共聚树脂固化速度对比：固化剂均制成25％浓度溶液，加入PMUF多元共聚树脂量的8％，表中复合固化剂为本发明中的PMUF多元共聚树脂专用固化剂。固化剂的配置：由甲酸、过硫酸铵、硫酸铵、盐酸按照质量比1:5:5:1配置而成。甲酸为质量浓度85％的甲酸，盐酸为质量浓度30％的盐酸，固化剂中各单体折纯后的总浓度为25％。
注：按GB/T 14074-2006规定的检测方法检测，其中胶合强度检测按GB/T 17657-2013中4.17.5.2.3一类胶合板的检测处理方法，制成4.5mm厚的3层胶合板进行检测。
以上检测数据可表明，复合固化剂相对于任何单一组分的固化剂对PMUF树脂的固化效果最好。
以上实施例只是本发明几个典型实施例，但是本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种室外用家具型纤维板生产工艺，包括蒸煮、热磨、调施胶、干燥、铺装成型以及热压步骤，其特征在于：所述调施胶步骤中在纤维中添加PMUF树脂和固化剂，所述PMUF树脂添加比例为260-270kg/m3，所述固化剂由单体加水混合配置而成，所述单体包括甲酸、过硫酸铵、硫酸铵以及盐酸，所述甲酸为质量浓度80-90%的甲酸，所述盐酸为质量浓度25-35%的盐酸，所述甲酸、过硫酸铵、硫酸铵以及盐酸的质量比为1-1.2:4-6:4-6:1-1.2，所述固化剂中各单体折纯后的总浓度为25-27%，所述固化剂的添加比例为PMUF树脂用量的5-8%。
2.根据权利要求1所述的室外用家具型纤维板生产工艺，其特征在于：所述甲酸为质量浓度85%的甲酸，所述盐酸为质量浓度30%的盐酸，所述甲酸、过硫酸铵、硫酸铵以及盐酸的质量比为1:5:5:1。
3.根据权利要求1所述的室外用家具型纤维板生产工艺，其特征在于：所述蒸煮步骤控制蒸汽压力为0.70-0.80Mpa，蒸煮时间2-5分钟；所述热磨步骤时加入占绝干纤维质量0.9-1.1%的熔融精炼石蜡，热磨压力低于蒸煮压力0.01-0.04Mpa；所述干燥步骤控制干燥后纤维含水率在8%-12%；所述热压步骤控制热压温度为200-210℃。
4.根据权利要求3所述的室外用家具型纤维板生产工艺，其特征在于：铺装成型的板坯在热压之前需要通过蒸汽喷蒸将其预热到60℃。
5.根据权利要求1所述的室外用家具型纤维板生产工艺，其特征在于：所述PMUF树脂为PMUF多元共聚树脂，其包括如下重量百分比的配料：苯酚2.4-2.6%，尿素24-26%，三聚氰胺24-26%，甲醛48-49%；所述甲醛为质量分数36.5～37.4%的甲醛。
6.根据权利要求5所述的室外用家具型纤维板生产工艺，其特征在于，所述苯酚、尿素、三聚氰胺的质量比为1:10:10。
7.根据权利要求5或6所述的室外用家具型纤维板生产工艺，其特征在于，所述PMUF多元共聚树脂是由所述苯酚、尿素、三聚氰胺以及甲醛通过四元共聚得到，在共聚反应中，所述苯酚、三聚氰胺、甲醛以及尿素均分为多次加入。
8.根据权利要求7所述的室外用家具型纤维板生产工艺，其特征在于，所述苯酚分为两次加入；所述三聚氰胺分为两次加入；所述甲醛分为两次加入；所述尿素分为三次加入；具体步骤如下：
（1）在反应釜中加入第一部分甲醛，控制反应温度为35～40℃，加入碱调节pH=8.8-9.0；然后加入第一部分苯酚，升温至60～65℃，保温20-40分钟；
（2）缓慢加入第一部分三聚氰胺和第一部分尿素，升温至83-85℃反应；
（3）当粘度达到22.0-24.0秒（30℃测）时加入第二部分甲醛和第二部分苯酚；
（4）加碱调节PH=8.8-9.0，然后加入第二部分三聚氰胺和第二部分尿素，保持温度85-87℃反应至粘度达到25-27秒（30℃）；
（5）加碱调节pH=8.8-9.2，加入第三部分尿素，降温后结束。
9.根据权利要求8所述的室外用家具型纤维板生产工艺，其特征在于，所述第一部分苯酚和第二部分苯酚的质量比为2:1；所述第一部分三聚氰胺和第二部分三聚氰胺的质量比为1:2；所述第一部分甲醛和第二部分甲醛的质量比为8:5；所述第一部分尿素、第二部分尿素和第三部分尿素的质量比为8:8:17。
10.根据权利要求8或9所述的室外用家具型纤维板生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）中，保温时间为30min；所述步骤（4）中反应温度为85℃；所述步骤（5）中调节pH=9.0，降温至40℃以下。
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