CN111070369A - 一种悬浮石蜡的制备方法及其在中高密度纤维板生产中的应用 - Google Patents

一种悬浮石蜡的制备方法及其在中高密度纤维板生产中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于纤维板生产领域，涉及防水剂的制备，尤其涉及一种悬浮石蜡的制备方法，包括：将水、石蜡和分散剂分别预热备用，其中水预热至50～80℃，石蜡预热至75～85℃，分散剂预热至20～55℃；将三种组分加入到智能石蜡分散系统预混合罐中，搅拌混合成预混合液；然后将预混合液输送至主混合罐，在密闭容器内进行超高速搅拌，待石蜡液滴平均直径20～30μm时，出料。本发明还公开了所制得悬浮石蜡在中高密度纤维板生产中的应用。本发明所用原料和制备工艺简单，悬浮石蜡溶液中的石蜡液滴因体积小，施蜡时在纤维中更容易分布扩散和粘附在纤维表面。能够显著地改善石蜡分布，提高板材性能。从实际生产效果来看，石蜡可以节约30%~40%，显著降低生产成本。

Description

一种悬浮石蜡的制备方法及其在中高密度纤维板生产中的 应用
技术领域
本发明属于纤维板生产领域，涉及防水剂的制备，尤其涉及一种悬浮石蜡的制备方法及其在中高密度纤维板生产中的应用。
背景技术
纤维板是以木质纤维或其他植物纤维为原料，经纤维制备、施加合成树脂，在加热加压条件下压制而成的板材。纤维板具有吸湿性和吸水性，水分可以引起板材尺寸变化、板面翘曲、强度下降和导电能力增强等问题，严重影响纤维板的适用范围和使用寿命。由于石蜡具有防水性能好、来源丰富、价格便宜等优点，经常用在纤维板生产中作为防水材料。当纤维表面吸附石蜡后，部分堵塞纤维之间的空隙，截断了水分传递的渠道；增大水与纤维之间的接触角，缩小了接触面积；部分遮盖纤维表面的极性官能团(如羟基)，降低了吸附作用，达到良好的防水效果。
为了保证纤维板的耐水性能，一般要求石蜡添加量在1.0％～1.5％，按固体石蜡对绝干纤维质量计算。传统的中高密度纤维板施蜡工艺，是将石蜡加热熔化过滤后施加到热磨机磨盘进料口，将石蜡喷撒在木片上。附着石蜡的木片进入磨室后，在磨盘的挤压和揉搓下，将石蜡与纤维混合在一起。此种施蜡方式具有明显的不足：因为纤维比表面积特别大，石蜡无法有效地附着在纤维表面，导致板材内部石蜡分布也不均匀。
行业内也有纤维板企业使用乳化石蜡生产，虽然乳化石蜡的施蜡效果优于传统施蜡工艺，但是乳化石蜡在制作时不仅需要选择合适的乳化剂，还要有相对应的乳化工艺，一般纤维板企业无法做到，所以基本上都是购买成品乳化石蜡使用。另外，乳化石蜡在用于纤维板生产时需要加入沉淀剂进行破乳，才能让石蜡落在纤维表面，这些都导致生产成本的增加。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种悬浮石蜡的制备方法及其在中高密度纤维板生产中的应用。
一种悬浮石蜡的制备方法，包括：将水、石蜡和分散剂分别预热备用，其中水预热至50～80℃，石蜡预热至75～85℃，分散剂预热至20～55℃；将三种组分加入到智能石蜡分散系统预混合罐中，搅拌混合成预混合液；然后将预混合液输送至主混合罐，在密闭容器内进行超高速搅拌，待石蜡液滴平均直径20～30μm时，出料。
本发明较优公开例中，所述分散剂为木质素磺酸盐，优选木质素磺酸钙或木质素磺酸钠。
本发明较优公开例中，按重量百分比，水56～60wt％，石蜡38～42wt％，分散剂1～6wt％；优选水58wt％，石蜡40wt％，分散剂2wt％。
本发明较优公开例中，所述智能石蜡分散系统为以色列Smartech公司Smart WaxSystem智能石蜡分散系统。
在主混合工序中，预混合液进入主混合罐，在密闭容器内进行超高速旋转，石蜡液滴在旋叶的带动下不断相互碰撞，从大液滴逐渐变成小液滴，并且在分散剂的作用下相互分离，最终石蜡液滴呈现悬浮状态。
本发明所制得的悬浮石蜡，液滴平均直径20～30μm。
本发明采用木质素磺酸盐作为分散剂。与其它表面活性剂相比，木质素磺酸钙表面张力大，粘和性更强。木质素磺酸钙分子表面的亲水基带有电荷，石蜡吸附木质素磺酸钙分子后产生静电反应相互排斥，起到充分的分散作用。
本发明所制得的石蜡呈现悬浮状态，施加后可以直接吸附在到木片或者纤维表面，但是制成的悬浮石蜡如果超过20min不使用，石蜡会与水产生分层，这点区别于乳化石蜡。正常生产时，悬浮石蜡制备好之后立即使用，不存在因石蜡分层造成影响产品质量的问题。
本发明还有一个目的，是将所制得悬浮石蜡应用于中高密度纤维板的生产。
具体的，纤维板生产工序主要有：原木剥皮、削片、木片筛选、水洗、预蒸煮、蒸煮、热磨、调胶、干燥、纤维分选、铺装、预压、热压、翻板冷却、堆垛养生、砂光、分切、成品检验、打包入库。
本发明较优公开例中，所述调胶工序中，将悬浮石蜡通过齿轮泵施加到磨机出料螺旋输送带处，与木片均匀混合进行施蜡，其中按固体石蜡对绝干纤维质量计算，悬浮石蜡添加量为0.6％～0.9％。
本发明具有以下优点：
1、原料和制备工艺简单，适合工业生产。悬浮石蜡所用原材料简单，纤维板厂家可以直接采购，各组分按照要求加入到智能石蜡系统中就可以制得合格的悬浮石蜡，非常适合工业化生产。
2、悬浮石蜡溶液中的石蜡液滴因体积小，施蜡时在纤维中更容易分布扩散和粘附在纤维表面。显著地改善石蜡分布，提高板材性能。另外，分散剂还可以作用到胶水上，起到分散胶水的效果，有利于提高板材性能。
3、节能环保，降低成本。石蜡是石油加工产品的一种，虽然应用在纤维板生产中作为防水剂，但是不可避免地会带来环境问题。悬浮石蜡技术通过改善施蜡效果，在保持纤维板性能不变的前提下可以大幅降低石蜡添加量，节能环保。
有益效果
本发明所公开的悬浮石蜡，从实际生产效果来看，与传统的施蜡方式相比，石蜡可以节约30％～40％左右，能显著降低生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
1、悬浮石蜡制备
水加热至65℃、固体石蜡加热至80℃，分散剂温度保持在35℃。三种组分按照水58wt％、石蜡40wt％、分散剂2wt％的重量百分比加入到智能石蜡系统中，经过预混合和主混合制成悬浮石蜡。
2、6.3mmE1级纤维板制造工艺
按普通纤维板的制作原理及工艺流程生产。将原木剥皮后，由削片机制成长15～20mm、宽15～20mm、厚为3～4mm的木片；经过木片筛选处理，筛选出尺寸在4～55mm的合格木片，通过水洗除去木片中的泥沙、金属等杂质，保证木片清洁，初步平衡木片含水率；木片先在100±5℃的温度条件下进行预蒸煮，初步软化木片，然后通过蒸煮充分软化木片，蒸煮压力在8.8bar，蒸煮时间3.5～4min；木片通过出料螺旋进入热磨机，在出料螺旋处添加悬浮石蜡，施蜡量为0.65％(固体石蜡占绝干纤维质量比)，磨盘间隙在-3mm左右，磨室压力8.6bar；在纤维喷出的管道上施加胶黏剂和固化剂，胶黏剂为低三聚氰胺量改性脲醛树脂，施胶量为13％(绝干树脂占绝干纤维质量比)，固化剂选用25％浓度硫酸铵溶液，添加量为1.5％(硫酸铵占绝干树脂质量比)；经干燥系统将纤维含水率干燥至9～10％，经纤维分选后进入铺装成型；调整铺装重量，保证板坯密度860～870kg/m3；板坯经过预压后，进入连续热压机。在170-230℃温度条件下进行热压，采用5段温度分区：225℃、220℃、208℃、180℃、170℃。热压压力分布：入口段压力升至2.8～3.5MPa，反弹段压力逐步降至1.8～2.2MPa，芯层保温段逐步下降至0.16～0.18MPa，定厚段压力1.2～1.4MPa。采用上述热压温度与压力，压机速度630-660mm/s；板材出压机后进入翻板台进行冷却，确保芯层温度低于50℃，然后堆垛养生；养生36h后的板材进行砂光处理，4道砂光砂削量分配如下：第一道砂削量占55～60％(50目砂带)、第二道砂削量占20～25％(80目砂带)、第三道砂削量占10～15％(100目砂带)、第四道砂削量占5～10％(150目砂带)；砂光后的板材经过纵向和横向分切成规定尺寸，经过成品检验判等，合格产品打包后入库储存。
经以上步骤生产的6.3mmE1级纤维板，按GB/T 11718-2009标准要求进行检测，结果如下表1：
表1
Figure BDA0002344920960000041
实施例2
1、悬浮石蜡制备
水加热至65℃、固体石蜡加热至80℃，分散剂温度保持在35℃。三种组分按照水58wt％、石蜡40wt％、分散剂2wt％的重量百分比加入到智能石蜡系统中，经过预混合和主混合制成悬浮石蜡。
2、10.7mmE1级纤维板制造工艺
按普通纤维板的制作原理及工艺流程生产。将原木剥皮后，由削片机制成长15～20mm、宽15～20mm、厚为3～4mm的木片；经过木片筛选处理，筛选出尺寸在4～55mm的合格木片，通过水洗除去木片中的泥沙、金属等杂质，保证木片清洁，初步平衡木片含水率；木片先在100±5℃的温度条件下进行预蒸煮，初步软化木片，然后通过蒸煮充分软化木片，蒸煮压力在8.6bar，蒸煮时间3.5～4min；木片通过出料螺旋进入热磨机，在出料螺旋处添加悬浮石蜡，施蜡量为0.6％(固体石蜡占绝干纤维质量比)，磨盘间隙在-3mm左右，磨室压力8.4bar；在纤维喷出的管道上施加胶黏剂和固化剂，胶黏剂为低三聚氰胺量改性脲醛树脂，施胶量为14％(绝干树脂占绝干纤维质量比)，固化剂选用25％浓度硫酸铵溶液，添加量为1.5％(硫酸铵占绝干树脂质量比)；经干燥系统将纤维含水率干燥至8～9％，经纤维分选后进入铺装成型；调整铺装重量，保证板坯密度840～850kg/m3；板坯经过预压后，进入连续热压机。在170-240℃温度条件下进行热压，采用5段温度分区：235℃、230℃、208℃、190℃、175℃。热压压力分布：入口段压力升至2.5～3.4MPa，反弹段压力逐步降至1.2～1.5MPa，芯层保温段逐步下降至0.06～0.08MPa，定厚段压力1.4～1.6MPa。采用上述热压温度与压力，压机速度400-440mm/s；板材出压机后进入翻板台进行冷却，确保芯层温度低于50℃，然后堆垛养生；养生36h后的板材进行砂光处理，4道砂光砂削量分配如下：第一道砂削量占55～60％(50目砂带)、第二道砂削量占20～25％(80目砂带)、第三道砂削量占10～15％(100目砂带)、第四道砂削量占5～10％(120～150目砂带)；砂光后的板材经过纵向和横向分切成规定尺寸，经过成品检验判等，合格产品打包后入库储存。
经以上步骤生产的10.7mmE1级纤维板，按GB/T 11718-2009标准要求进行检测，结果如下表2：
表2
Figure BDA0002344920960000051
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种悬浮石蜡的制备方法，其特征在于，包括：将水、石蜡和分散剂分别预热备用，其中水预热至50～80℃，石蜡预热至75～85℃，分散剂预热至20～55℃；将三种组分加入到智能石蜡分散系统预混合罐中，搅拌混合成预混合液；然后将预混合液输送至主混合罐，在密闭容器内进行超高速搅拌，待石蜡液滴平均直径20～30μm时，出料。
2.根据权利要求1所述悬浮石蜡的制备方法，其特征在于：所述分散剂为木质素磺酸盐。
3.根据权利要求1所述悬浮石蜡的制备方法，其特征在于：所述分散剂为木质素磺酸钙或木质素磺酸钠。
4.根据权利要求1所述悬浮石蜡的制备方法，其特征在于：按重量百分比，水56～60 wt%，石蜡38～42 wt %，分散剂1～6 wt %。
5.根据权利要求1所述悬浮石蜡的制备方法，其特征在于：按重量百分比，水58wt %，石蜡40 wt %，分散剂2wt%。
6.根据权利要求1所述悬浮石蜡的制备方法，其特征在于：所述智能石蜡分散系统为以色列Smartech公司Smart Wax System智能石蜡分散系统。
7.一种如权利要求1-6任一所述方法制得的悬浮石蜡的应用，其特征在于：将其应用于中高密度纤维板的生产。
8.根据权利要求7所述悬浮石蜡的应用，其特征在于：在中高密度纤维板生产的调胶工序中，按固体石蜡对绝干纤维质量计算，悬浮石蜡添加量为0.6%～0.9%，与木片均匀混合进行施蜡。
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