CN114603672A - 高硬度纤维板的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于人造板技术领域，涉及一种高硬度纤维板的生产工艺，包括表芯层分别施胶→干燥→铺装→预压→热压，其中，所述表层施胶工序中，将表层原料中的木粉、三氧化二铝粉搅拌混合均匀，施加异氰酸酯胶黏剂和/或染料；所述芯层施胶工序中，将芯层原料中的防水剂均匀施加到木纤维板表面，然后将脲醛树脂胶黏剂均匀施加到纤维板表面；所述铺装工序中，将表层原料分为两部分，先铺装一部分在底层，再铺装芯层原料，最后铺装余下表层原料。本发明采用分层施胶、三层结构制备高硬度纤维板，提高硬度的技术效果在表层实现，可以节约胶黏剂、三氧化二铝粉等原材料，使得生产成本大幅下降；另一方面中间层硬度适中有利于裁切，更便于二次加工。

Description

高硬度纤维板的制备工艺
技术领域
本发明属于人造板技术领域，涉及纤维板的生产，尤其涉及一种高硬度纤维板的制备工艺。
背景技术
随着世界范围内木材资源短缺问题的日益加剧，利用细小枝桠材、城市景观树等废材为原料生产纤维板已经成为世界各国解决木材供需矛盾的主要途径之一，因其具有良好的物理力学性能和高效利用率，广泛应用于室内外装修和家具中。普通纤维板硬度一般在65～75(邵氏硬度)，微观状态下，内部存在很多孔隙，如果碰到硬度高的物体砸落在板面，表面可能会出现凹坑，影响表观质量，因此普通纤维板一般都做贴面处理，贴面后的硬度可以达到80以上，具有一定的抗冲击力。普通纤维板因为微观状态下内部存在很多孔隙，如果不做贴面处理，表面碰到水后，水会很快浸入到板材内部，即使在很短的时间内擦掉，板面仍会出现毛躁现象，影响外观和使用。基于以上现状，普通纤维板一般须做贴面处理才能应用。
随着人们生活水平的提高和审美观念的改变，追求木质感是现代人对生活的一种向往，现在国外许多场所使用不贴面的纤维板进行装饰，这种纤维板除了对常规物理力学性能要求高之外，还要求抗一定冲击力、表面耐划痕、表面防水性能好。提高纤维板硬度，可以加强板材抗冲击力及表面耐划痕能力，高的致密层还能阻隔外界水分的进入，提高板材的表面防水性能。
鉴于此，本发明公开一种高硬度纤维板的制备工艺，制备的高硬度纤维板能直接应用于室内装修和家具中，可以提高装修环境木质感，满足人们追求美好生活的向往。
发明内容
针对普通纤维板硬度较低的现状，本发明的目的是公开一种高硬度纤维板的制备工艺。
一种高硬度纤维板的制备工艺，包括工序有：表芯层分别施胶→干燥→铺装→预压→热压，其中，
所述表层施胶工序中，将表层原料中的木粉、三氧化二铝粉搅拌混合均匀，施加异氰酸酯胶黏剂和/或染料，所述表层原料的质量份数包括：木粉100份、三氧化二铝粉5～30份、异氰酸酯胶黏剂5～20份、染料0～10份，表层原料质量占板材整体重量的20～40％；
所述芯层施胶工序中，将芯层原料中的防水剂均匀施加到木纤维板表面，然后将脲醛树脂胶黏剂均匀施加到纤维板表面，所述芯层原料的质量份数包括：木纤维100份、脲醛树脂胶黏剂10～20份、防水剂1～5份，芯层原料质量占板材整体质量的60～80％；
所述铺装工序中，将表层原料分为两部分，先将其中一部份铺装在底层，然后铺装芯层原料，最后铺装余下的表层原料；
所述热压工序中，热压温度为180～200℃，热压速率为20～40s·mm-1，采用分段控制。
本发明较优公开例中，所述表层原料中，木粉为50～100目，三氧化二铝粉粒径10～20nm，所述异氰酸酯胶黏剂为多亚甲基多苯基多异氰酸酯，染料为水性染料。
本发明较优公开例中，所述芯层原料中，所述胶黏剂为脲醛树脂，自制，主要指标为固含量55～57％，pH为8.5～9.5，粘度16.5～18.5s(涂-4杯，25℃)，游离甲醛≤0.1w.t％；所述防水剂为乳化石蜡。
本发明较优公开例中，所述干燥工序中，表层含水率为8～15％，优选12～13％，芯层含水率为6～10％，优选7～8％。
本发明较优公开例中，所述铺装工序中，所述分为两部分的表层原料按质量比为1～3：3～1，优选1:1。
本发明较优公开例中，所述热压工序中，分段控制包括：升压段→高压段→降压段→排气段→2次升压段→定厚段→泄压段，其中，升压段占总热压时间2～3％，高压段压力3.2-4.0MPa，占总热压时间12～13％，降压段占总热压时间20～22％，排气段压力0.6-1.0MPa，占总热压时间35～40％，2次升压段占总热压时间4～5％，定厚段压力1.2-1.8MPa，占总热压时间15～16％，泄压段占总热压时间3～4％。
根据本发明所公开的工艺制备得到的高硬度纤维板，其为三层结构，上下两层为表层，中间层为芯层。
本发明制备的纤维板为三层结构，表层使用木粉、异氰酸酯、三氧化二铝粉为原料，如果需要彩色装饰，可添加彩色水性染料；芯层使用木纤维、脲醛树脂为原料，添加防水剂。该技术方案突破了传统纤维板单层均匀铺装工艺，采用三层结构，表层使用异氰酸酯为胶黏剂，且采用异氰酸酯高施胶量的技术方案(异氰酸酯常规施胶量25～40kg/m3，脲醛树脂施胶量180～230kg/m3，本发明的异氰酸酯施胶量已是高施胶量)，使得表层硬度得以大幅度提升，添加三氧化二铝可以提高耐磨等级；芯层制备与常规纤维板制备工艺一致。
有益效果
本发明采用分层施胶、三层结构工艺制备高硬度纤维板，提高硬度的技术效果在表层实现，一方面可以节约胶黏剂、三氧化二铝粉等原材料，使得生产成本大幅下降；另一方面中间层硬度适中有利于裁切，更便于二次加工。
附图说明
图1.热压曲线，其中1为升压段，2为高压段，3为降压段，4为排气段，5为2次升压段，6为定厚段，7为泄压段。
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
一种高硬度纤维板的制备工艺，首先准备表层和芯层原料，其中，表层原料包括：木粉100份、三氧化二铝粉5份、胶黏剂10份，表层原料重量占板材整体重量的20％；芯层原料包括：木纤维100份、胶黏剂15份、防水剂3份，芯层原料重量占板材整体重量的80％；
然后施胶，将木粉、三氧化二铝粉搅拌均匀，然后施加异氰酸酯，制得表层原料；然后将防水剂和脲醛树脂均匀施加到纤维表面，制得芯层原料；
接着干燥，表层含水率控制在12％，芯层含水率控制在6％；
再经铺装，首先将表层原料等比分为两份，将其中一份铺装在最下层，然后铺装芯层原料，最后铺装另一份表层原料；
最后经热压，制得成品板一，热压温度为190℃，热压时间为25s.mm-1，采用分段控制，其中1为升压段，占总热压时间2％；2为高压段，占总热压时间15％；3为降压段，占总热压时间20％；4为排气段，占总热压时间38％；5为2次升压段，占总热压时间5％；6为定厚段，占总热压时间15％；7为泄压段，占总热压时间5％。
表1成品一物理力学性能
指标 单位 数值
厚度 mm 10
密度 Kg/m<sup>3</sup> 890
内结合强度 MPa 1.2
表结合强度 MPa 1.6
静曲强度 MPa 46
硬度 邵氏硬度 80
实施例2
一种高硬度纤维板的制备工艺，首先准备表层和芯层原料。表层原料包括：木粉100份、三氧化二铝粉15份、胶黏剂20份、红色水性染料1份，表层原料重量占板材整体重量的30％；芯层原料包括：木纤维100份、胶黏剂20份、防水剂5份，芯层原料重量占板材整体重量的70％；
然后施胶，首先将木粉、三氧化二铝粉搅拌均匀，然后施加异氰酸酯、红色水性染料，制得表层原料；然后将防水剂和脲醛树脂均匀施加到纤维表面，制得芯层原料；
接着干燥，表层含水率控制在12％，芯层含水率控制在6％；
再经铺装，首先将表层原料等比分为两份，将其中一份铺装在最下层，然后铺装芯层原料，最后铺装另一份表层原料。
最后经热压，制得成品板二。热压温度为200℃，热压时间为25s.mm-1，采用分段控制，其中1为升压段，占总热压时间2％；2为高压段，占总热压时间12％；3为降压段，占总热压时间20％；4为排气段，占总热压时间40％；5为2次升压段，占总热压时间5％；6为定厚段，占总热压时间16％；7为泄压段，占总热压时间5％。
表1成品板二物理力学性能
指标 单位 数值
厚度 mm 10
密度 Kg/m<sup>3</sup> 900
内结合强度 MPa 1.3
表结合强度 MPa 1.8
静曲强度 MPa 49
硬度 邵氏硬度 82
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 (10)

1.一种高硬度纤维板的制备工艺，包括工序有：表芯层分别施胶→干燥→铺装→预压→热压，其特征在于，
所述表层施胶工序中，将表层原料中的木粉、三氧化二铝粉搅拌混合均匀，施加异氰酸酯胶黏剂和/或染料，所述表层原料的质量份数包括木粉100份、三氧化二铝粉5～30份、异氰酸酯胶黏剂5～20份、染料0～10份，表层原料质量占板材整体重量的20～40％；
所述芯层施胶工序中，将芯层原料中的防水剂均匀施加到木纤维板表面，然后将脲醛树脂胶黏剂均匀施加到纤维板表面，所述芯层原料的质量份数包括木纤维100份、脲醛树脂胶黏剂10～20份、防水剂1～5份，芯层原料质量占板材整体质量的60～80％；
所述铺装工序中，将表层原料分为两部分，先将其中一部份铺装在底层，然后铺装芯层原料，最后铺装余下的表层原料；
所述热压工序中，热压温度为180～200℃，热压速率为20～40s·mm-1，采用分段控制。
2.根据权利要求1所述高硬度纤维板的制备工艺，其特征在于：所述表层原料中，木粉为50～100目，三氧化二铝粉粒径10～20nm。
3.根据权利要求1所述高硬度纤维板的制备工艺，其特征在于：所述表层原料中，所述异氰酸酯胶黏剂为多亚甲基多苯基多异氰酸酯，染料为水性染料。
4.根据权利要求1所述高硬度纤维板的制备工艺，其特征在于：所述芯层原料中，所述胶黏剂为脲醛树脂，自制，固含量55～57％，pH为8.5～9.5，粘度16.5～18.5s(涂-4杯，25℃)，游离甲醛≤0.1w.t％。
5.根据权利要求1所述高硬度纤维板的制备工艺，其特征在于：所述芯层原料中，所述防水剂为乳化石蜡。
6.根据权利要求1所述高硬度纤维板的制备工艺，其特征在于：所述干燥工序中，表层含水率为8～15％，芯层含水率为6～10％。
7.根据权利要求1所述高硬度纤维板的制备工艺，其特征在于：所述干燥工序中，表层含水率为12～13％，芯层含水率为7～8％。
8.根据权利要求1所述高硬度纤维板的制备工艺，其特征在于：所述铺装工序中，所述分为两部分的表层原料按质量比为1～3：3～1，优选1:1。
9.根据权利要求1所述高硬度纤维板的制备工艺，其特征在于：所述热压工序中，分段控制包括：升压段→高压段→降压段→排气段→2次升压段→定厚段→泄压段，其中，升压段占总热压时间2～3％，高压段压力3.2-4.0MPa，占总热压时间12～13％，降压段占总热压时间20～22％，排气段压力0.6-1.0MPa，占总热压时间35～40％，2次升压段占总热压时间4～5％，定厚段压力1.2-1.8MPa，占总热压时间15～16％，泄压段占总热压时间3～4％。
10.根据权利要求1-9任一所述工艺制备得到的高硬度纤维板。
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