CN112829037A - 阻燃刨花板的制备方法及阻燃刨花板 - Google Patents

阻燃刨花板的制备方法及阻燃刨花板 Download PDF

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Abstract

一种阻燃刨花板的制备方法及阻燃刨花板，包括：芯层干刨花和芯层阻燃剂以及芯层胶粘剂进行混匀铺装，芯层阻燃剂由氢氧化镁、蒙脱土和氨基磺酸胍以质量比100：(0～3.5)：(0～1.5)混合而成，芯层阻燃剂的质量与芯层干刨花的质量之比为3～5％，并且，芯层胶粘剂的施胶量与芯层干刨花的质量之比为8～12％；将表层干刨花和表层阻燃剂以及表层胶粘剂进行混匀铺装，其中，表层阻燃剂由硼酸三聚氰胺、三氧化二锑和磷酸三乙酯以质量比100：(5～10)：(3～6)混合而成，表层阻燃剂的质量与表层干刨花的质量之比为7～15％，并且，表层胶粘剂的施胶量与表层干刨花的质量之比为8～10％。

Description

阻燃刨花板的制备方法及阻燃刨花板
技术领域
本发明涉及阻燃刨花板的制备方法及阻燃刨花板。
背景技术
以往有提出将人造板形成分层结构，并对不同分层施加不同类型或不同阻燃剂，从而整体降低阻燃剂添加量，减少对力学性能的影响。但是，在分层阻燃人造板领域，特别是针对刨花板，仍然需要新型的满足阻燃要求和力学性能要求的阻燃体系方案设计。
发明内容
本发明鉴于上述需求，提出一种新型的，能够符合阻燃与力学性能标准要求的，阻燃刨花板的制备方法以及阻燃刨花板，。
具体地，本发明提供一种阻燃刨花板的制备方法，该阻燃刨花板具有包括分别位于上下两侧的两个表层阻燃刨花层和位于该两个表层阻燃刨花层之间的一个芯层阻燃刨花层的分层结构。
该阻燃刨花板的制备方法包括：按照所述分层结构铺装所述表层阻燃刨花层和所述芯层阻燃刨花层并进行热压工艺，其中，所述热压工艺中采用热压温度210～240℃，压机速度380～410mm/s，并控制两个所述表层阻燃刨花层和一个所述芯层阻燃刨花板各层板厚为18mm，并控制各表层阻燃刨花层与芯层阻燃刨花层的质量铺装比例为38：62。
其中，铺装芯层阻燃刨花层包括将芯层干刨花和芯层阻燃剂以及芯层胶粘剂进行混匀铺装，其中，芯层阻燃剂由氢氧化镁、蒙脱土和氨基磺酸胍以质量比100：(0～3.5)：(0～1.5)混合而成，芯层阻燃剂的质量与芯层干刨花的质量之比为3～5％，并且，芯层胶粘剂的施胶量与芯层干刨花的质量之比为8～12％。
其中，铺装表层阻燃刨花层包括将表层干刨花和表层阻燃剂以及表层胶粘剂进行混匀铺装，其中，表层阻燃剂由硼酸三聚氰胺、三氧化二锑和磷酸三乙酯以质量比100：(5～10)：(3～6)混合而成，表层阻燃剂的质量与表层干刨花的质量之比为7～15％，并且，表层胶粘剂的施胶量与表层干刨花的质量之比为8～10％。
优选，所述芯层胶粘剂和所述表层胶粘剂均为固含量58％的脲醛树脂胶粘剂。
优选，设表层阻燃剂中硼酸三聚氰胺、三氧化二锑和磷酸三乙酯的质量比为100：x：y，并且设表层阻燃剂的质量为F1、表层干刨花的质量为M1，表层胶粘剂的质量为N1，则，根据以下关系式选择各组分含量：
F1＝x*(M1-N1)/4.7(x+y),
其中，x*y＝30。
优选，芯层阻燃剂由氢氧化镁构成。
优选，表层阻燃剂中硼酸三聚氰胺、三氧化二锑和磷酸三乙酯的质量比为100：7.4：4。
优选，设表层阻燃剂的质量为F1、表层干刨花的质量为M1，表层胶粘剂的质量为N1，则，根据以下关系式选择各组分含量：
F1＝0.138(M1-N1)。
优选，设表层阻燃剂的质量为F1、表层干刨花的质量为M1，表层胶粘剂的质量为N1，则，根据以下关系式选配各组分含量：
F1＝a(M1-N1)，其中a在[0.097～0.16]范围内取值。
优选，所述表层干刨花是长3～15mm，宽0.5～1.5mm，厚0.2～0.4mm的刨花。
优选，所述芯层干刨花是长15～45mm，宽3～10mm，厚0.4～0.7mm的刨花。
本发明还提供根据上述制备方法制备的阻燃刨花板。
在这样的制备方法中，使得制成的刨花板形成新型的阻燃体系，得以燃烧中，新的阻燃体系确保刨花板的阻燃性能，并且通过这样的阻燃体系的设计，使得制得的刨花板符合力学性能要求。
附图说明
图1是本发明刨花板分层结构的示意图。
具体实施方式
以下，对本发明的一实施方式进行说明，但是本发明不限于该实施方式，在权利要求所限定的范围内本发明可以进行各种变形。不同的实施方式或制备例、以及常用技术手段的组合获得的新的变形等也应视为包含在本发明范围之内。
本发明在没有特别声明的情况下，数值范围“A～B”是指A以上(大于或等于A)B以下(小于或等于B)。
下面，参照附图对本发明进行具体说明，其中，提供具体制备例以及必要数据，以支持权利要求的内容。
＜阻燃刨花板＞
本发明提供一种具有分层结构的阻燃刨花板的制备，如图1所示，通过包括分别位于上下两侧的两个表层阻燃刨花层101和位于该两个表层阻燃刨花层之间的一个芯层阻燃刨花层102的分层结构，从而构成表层和芯层被施加不同阻燃类型的阻燃剂的分层阻燃方案。
该制备中，以上述的分层结构铺装表层阻燃刨花层和芯层阻燃刨花层，即，将两个表层刨花层和一个芯层刨花层配置成三明治以进行热压工艺。
在该热压工艺中，采用热压温度210～240℃，压机速度380～410mm/s，其中，热压机以本领域技术人员常用的热压机为例，对其类型不做限定，只要能够实现热压温度210～240℃，压机速度380～410mm/s即可。
对于该方案的现实意义来说，本申请将表层和芯层全部控制在领域常用的18mm，在此基础上对阻燃刨花板的内部结构和制备进行设计研究，以有利于现有产业的推广。对于上述层单板厚度18mm的控制，是本领域的现有技术，其受多方面因素的影响，包括刨花量和热压工艺。
另外，本申请有意将板密度控制在一定范围，该范围通过进一步控制表层阻燃刨花层与芯层阻燃刨花层的质量铺装比例为38：62来实现。并且，表层阻燃刨花层与芯层阻燃刨花层的质量铺装比例是指一层表层阻燃刨花层与一层芯层阻燃刨花层的铺装比例。
在此，板厚指的是压制完成后的所得值，铺装比例不是压制完成后的所得值，一般按照这个比例铺装完成后再去热压。
本申请意在提供一种能够在上述结构背景下解决保证表层胶合强度等力学性能和阻燃性能的设计方案。
＜新型阻燃体系＞
在上述铺装工艺的同时，需要控制芯层和表层刨花层的组分配置，以实现连续铺装工艺下，完成理想的刨花板结构的实现。下面，分别介绍芯层铺装和表层铺装面临的配方方案。
铺装芯层阻燃刨花层包括将芯层干刨花和芯层阻燃剂以及芯层胶粘剂进行混匀铺装。
本发明实施方案中，芯层阻燃剂由氢氧化镁、蒙脱土和氨基磺酸胍以质量比100：(0～3.5)：(0～1.5)混合而成，但是本申请发明人页优选采用仅包含氢氧化镁的芯层阻燃剂用于实现表面胶合强度理想的阻燃刨花板设计。
并且，芯层干刨花采用长15～45mm，宽3～10mm，厚0.4～0.7mm的粗刨花。并且，芯层胶粘剂采用固含量58％的脲醛树脂胶粘剂。
在该实施方案中，设定芯层阻燃剂的质量与芯层干刨花的质量之比为3～5％，并且，芯层胶粘剂的施胶量与芯层干刨花的质量之比为8～12％。
铺装表层阻燃刨花层包括将表层干刨花和表层阻燃剂以及表层胶粘剂进行混匀铺装。
另外，本发明实施方案中，表层阻燃剂由硼酸三聚氰胺、三氧化二锑和磷酸三乙酯以质量比100：(5～10)：(3～6)混合而成。
并且，表层干刨花采用尺寸为长3～15mm宽0.5～1.5mm厚0.2～0.4mm的细刨花。并且，表层胶粘剂采用固含量58％的脲醛树脂胶粘剂。
在该实施方案中，设定表层阻燃剂的质量与表层干刨花的质量之比为7～15％，并且，表层胶粘剂的施胶量与表层干刨花的质量之比为8～10％。
通过上述制备方案的设计，可以形成具有新型的阻燃体系的阻燃刨花板。必须强调的是，在阻燃设计领域，特别是木材类阻燃材料设计中，需知燃烧是复杂过程，任何新材料的燃烧效果都是无法预估的，对于新的阻燃体系设计的阻燃效果需要通过燃烧实验等加以验证，并非随意搭配现有的阻燃材料就可以预知阻燃是否达到阻燃标准。
在本申请的制备方法中，使得制成的刨花板形成新型的阻燃体系，得以燃烧中，新的阻燃体系确保刨花板的阻燃性能，并且通过这样的阻燃体系的设计，使得制得的刨花板符合力学性能要求。
＜制备例＞
制备例1
(1)表层阻燃剂的制备
由硼酸三聚氰胺100kg、三氧化二锑5kg、磷酸三乙酯6kg混合制备表层阻燃剂，即表层阻燃剂由硼酸三聚氰胺、三氧化二锑和磷酸三乙酯以质量比Z1为100：5：6混合而成。
(2)芯层阻燃剂的制备
以氢氧化镁100kg作为芯层阻燃剂备用，在此，芯层阻燃剂仅由氢氧化镁组成，即芯层阻燃剂中氢氧化镁、蒙脱土和氨基磺酸胍的质量比Z2为100：0：0。
(3)表层干刨花和芯层干刨花的备料
准备足量表层干刨花和芯层干刨花，其中，表层干刨花为细刨花，即表层干刨花采用尺寸为长3～15mm宽0.5～1.5mm厚0.2～0.4mm的刨花，其中，芯层干刨花为粗刨花，即芯层干刨花采用长15～45mm，宽3～10mm，厚0.4～0.7mm的刨花。
(4)胶水备料
本实施方案中，表层胶粘剂和芯层胶粘剂均采用固含量58％的脲醛树脂胶粘剂用于施胶。
(5)表层刨花、表层阻燃剂及胶粘剂的混合
取1.5kg表层干刨花，按照施胶量10％，应用胶水258g，并应用表层阻燃剂120g。将表层干刨花置于传送带上传送，将上述定量的表层阻燃剂置于阻燃剂计量螺旋的剂量螺旋料斗添加于传送中的刨花表面，然后送至拌胶机中进行施胶。
(6)芯层刨花、芯层阻燃剂及胶粘剂的混合
取1kg芯层干刨花，按照施胶量12％，使用胶水153g，并应用芯层阻燃剂50g。将芯层干刨花置于传送带上传送，将上述定量的芯层阻燃剂置于阻燃剂计量螺旋的剂量螺旋料斗添加于传送中的刨花表面，然后送至拌胶机中进行施胶。
(7)铺装
将施胶结束的阻燃剂及刨花混合物通过铺装机先铺装下表层刨花，然后分别铺装芯层刨花，最后铺装上表层刨花。其中，控制表层阻燃刨花层与芯层阻燃刨花层的质量铺装比例为38：62。将铺装好的板坯经过预压装置后进入热压机。
(8)热压
热压阶段的工艺为：热压温度240℃，控制板厚18mm，压机速度410mm/s。
其中，根据压机速度可以体现依照本发明方法施加阻燃剂没有影响压机速度。
依据上述制备例，可制得阻燃刨花板。通过本领域技术人员已知的测试方案进行性能测量和燃烧实验，得到理化性能和阻燃性能结果如下：
理化性能：
【表1A】
Figure BDA0002889281310000061
阻燃性能：
【表1B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例1 B1-C 37
注：以下制备例以参数为主，仅记载与制备例1不同的内容，相同工序等论述在此省略。
制备例2
Figure BDA0002889281310000073
理化性能：
【表2A】
Figure BDA0002889281310000071
阻燃性能：
【表2B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例2 B1-B 40
制备例3：
Figure BDA0002889281310000072
Figure BDA0002889281310000083
理化性能：
【表3A】
Figure BDA0002889281310000081
阻燃性能：
【表3B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例3 B1-C 32
制备例4：
Figure BDA0002889281310000082
Figure BDA0002889281310000093
理化性能：
【表4A】
Figure BDA0002889281310000091
阻燃性能：
【表4B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例4 B1-C 37
制备例5
Figure BDA0002889281310000092
理化性能：
【表5A】
Figure BDA0002889281310000101
阻燃性能：
【表5B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例5 B1-B 42
制备例6
Figure BDA0002889281310000103
理化性能：
【表6A】
Figure BDA0002889281310000102
阻燃性能：
【表6B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例6 B1-C 39
制备例7
Figure BDA0002889281310000113
理化性能：
【表7A】
Figure BDA0002889281310000111
阻燃性能：
【表7B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例7 B1-C 31
制备例8
Figure BDA0002889281310000112
Figure BDA0002889281310000123
理化性能：
【表8A】
Figure BDA0002889281310000121
阻燃性能：
【表8B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例8 B1-B 41
制备例9
Figure BDA0002889281310000122
Figure BDA0002889281310000133
理化性能：
【表9A】
Figure BDA0002889281310000131
阻燃性能：
【表9B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例9 B1-C 35
制备例10
Figure BDA0002889281310000132
理化性能：
【表10A】
Figure BDA0002889281310000141
阻燃性能：
【表10B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例10 B1-B 39
制备例11
Figure BDA0002889281310000143
理化性能：
【表11A】
Figure BDA0002889281310000142
阻燃性能：
【表11B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例11 B1-C 32
制备例12
Figure BDA0002889281310000152
理化性能：
【表12A】
Figure BDA0002889281310000151
阻燃性能：
【表12B】
样品 GB 8624-2012分级 氧指数(％)
制备例12 B1-C 33
＜组分控制关系式＞
通过对于上述试验结果的分析，发明人归纳出，设表层阻燃剂中硼酸三聚氰胺、三氧化二锑和磷酸三乙酯的质量比为100:x:y，并且设表层阻燃剂的质量为F1、表层干刨花的质量为M1，表层胶粘剂的质量为N1，
当，满足以下关系式时选择各组分含量：
F1＝x*(M1-N1)/4.7(x+y),其中，x*y＝30时，
所得试验结果各方面性能，主要是理化性能趋向于更佳，发明人判断，这样的结果应该是与磷酸三乙酯的油溶性状态、三氧化二锑作为无机阻燃剂以及三氧化二锑和磷酸三乙酯的阻燃机理差异有关，磷酸三乙酯和三氧化二锑过多的加入量对胶合强度有影响，但是磷酸三乙酯的阻燃效率较高，三氧化二锑具有协效阻燃的作用，故二者的加入需在胶合强度和阻燃效率之间寻找平衡关系。
特别是在上述x：y＝7.4：4，芯层阻燃剂由氢氧化镁构成时，效果更均衡切趋于更优，这时可应用F1＝0.138(M1-N1)确定表层阻燃体系的组分取值。
亦可参照F1＝a(M1-N1)，其中a取[0.097～0.16]来确定表层阻燃体系的组分取值。
从而，在实际应用中，实际上这样的关系式可以成为一个参照，用以高效率设计各组分的取值，以追求更佳的阻燃和理化效果，有利于帮助生产者在该阻燃刨花板的制备中快速控制组分设计。
上述制备例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定，对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种阻燃刨花板的制备方法，
该阻燃刨花板具有包括分别位于上下两侧的两个表层阻燃刨花层和位于该两个表层阻燃刨花层之间的一个芯层阻燃刨花层的分层结构，
其特征在于，
所述阻燃刨花板的制备方法包括：按照所述分层结构铺装所述表层阻燃刨花层和所述芯层阻燃刨花层并进行热压工艺，
其中，所述热压工艺中采用热压温度210～240℃，压机速度380～410mm/s，并控制两个所述表层阻燃刨花层和一个所述芯层阻燃刨花板各层板厚为18mm，并控制各表层阻燃刨花层与芯层阻燃刨花层的质量铺装比例为38：62；
铺装芯层阻燃刨花层包括将芯层干刨花和芯层阻燃剂以及芯层胶粘剂进行混匀铺装，
其中，
芯层阻燃剂由氢氧化镁、蒙脱土和氨基磺酸胍以质量比100：(0～3.5)：(0～1.5)混合而成，
芯层阻燃剂的质量与芯层干刨花的质量之比为3～5％
并且，芯层胶粘剂的施胶量与芯层干刨花的质量之比为8～12％；
铺装表层阻燃刨花层包括将表层干刨花和表层阻燃剂以及表层胶粘剂进行混匀铺装，
其中，
表层阻燃剂由硼酸三聚氰胺、三氧化二锑和磷酸三乙酯以质量比100：(5～10)：(3～6)混合而成，
表层阻燃剂的质量与表层干刨花的质量之比为7～15％，
并且，表层胶粘剂的施胶量与表层干刨花的质量之比为8～10％。
2.如权利要求1所述的阻燃刨花板的制备方法，其特征在于，
所述芯层胶粘剂和所述表层胶粘剂均为固含量58％的脲醛树脂胶粘剂。
3.如权利要求2所述的阻燃刨花板的制备方法，其特征在于，
设表层阻燃剂中硼酸三聚氰胺、三氧化二锑和磷酸三乙酯的质量比为100：x：y，并且设表层阻燃剂的质量为F1、表层干刨花的质量为M1，表层胶粘剂的质量为N1，
则，根据以下关系式选配各组分含量：
F1＝x*(M1-N1)/4.7(x+y),
其中，x*y＝30。
4.如权利要求2所述的阻燃刨花板的制备方法，其特征在于，
芯层阻燃剂中氢氧化镁、蒙脱土和氨基磺酸胍以质量比100：0：0。
5.如权利要求4所述的阻燃刨花板的制备方法，其特征在于，
表层阻燃剂中硼酸三聚氰胺、三氧化二锑和磷酸三乙酯的质量比为100：7.4：4。
6.如权利要求5所述的阻燃刨花板的制备方法，其特征在于，
设表层阻燃剂的质量为F1、表层干刨花的质量为M1，表层胶粘剂的质量为N1，
则，根据以下关系式选配各组分含量：
F1＝0.138(M1-N1)。
7.如权利要求2所述的阻燃刨花板的制备方法，其特征在于，
设表层阻燃剂的质量为F1、表层干刨花的质量为M1，表层胶粘剂的质量为N1，
则，根据以下关系式选配各组分含量：
F1＝a(M1-N1)，
其中a在[0.097～0.16]范围内取值。
8.如权利要求1～7任一项所述的阻燃刨花板的制备方法，其特征在于，所述表层干刨花是长3～15mm，宽0.5～1.5mm，厚0.2～0.4mm的刨花。
9.如权利要求8所述的阻燃刨花板的制备方法，其特征在于，所述芯层干刨花是长15～45mm，宽3～10mm，厚0.4～0.7mm的刨花。
10.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法制备的阻燃刨花板。
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Denomination of invention: Preparation method of flame-retardant particleboard and flame-retardant particleboard

Effective date of registration: 20220901

Granted publication date: 20220621

Pledgee: Linshang Bank Co.,Ltd. Liuqing Sub branch

Pledgor: SHANDONG XINGANG GROUP Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980014182