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CN111496949A - 一种无醛防潮刨花板及其制备工艺 - Google Patents

一种无醛防潮刨花板及其制备工艺 Download PDF

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CN111496949A
CN111496949A CN202010201289.9A CN202010201289A CN111496949A CN 111496949 A CN111496949 A CN 111496949A CN 202010201289 A CN202010201289 A CN 202010201289A CN 111496949 A CN111496949 A CN 111496949A
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shaving
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魏云和
林国利
詹满军
吴治超
黄精明
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GUANGXI FENGLIN WOOD INDUSTRY GROUP CO LTD
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Abstract

本发明涉及刨花板技术领域，具体公开了一种无醛防潮刨花板，从上到下依次包括上表层、芯层和下表层，各层之间采用胶黏剂粘合在一起，所述胶黏剂为MDI防潮胶黏剂；所述上表层、芯层和下表层包含刨花，所述上表层和下表层的刨花长度为0.5~2.5mm，宽度为0.5~2.5mm；所述芯层的刨花长度为2.5~50mm，宽度为1.5~4mm。本发明还提供了一种无醛防潮刨花板的制备方法。本发明中的无醛防潮刨花板不含甲醛，具有好的力学性能，同时在高温高湿环境下质量稳定，吸水后不容易膨胀，防潮性好。

Description

一种无醛防潮刨花板及其制备工艺
技术领域
本发明属于刨花板技术领域，特别涉及一种无醛防潮刨花板及其制备工艺。
背景技术
刨花板又称碎料板、蔗渣板，是由木材下脚料或者其他木质纤维素材料碎料，经施胶、热压制成的板材，因刨花板结构均匀加工性能好，具有良好的吸音与隔音功能，且生产成本低，因此应用广泛。刨花板是人造板中一个重要板种，与其他板种相比，它的生产投资相对较少、能耗小、成本低，对原料质量的要求也不高，速生材、回收废旧木材和一些非木质材料都可以作为刨花板的原料，因此在木材资源匮乏的中国发展刨花板产业有其独特的优势。刨花板的质量主要与生产工艺有关，一些工艺因素包括刨花的大小、刨花的含水率、板坯的含水率、胶黏剂、铺装、热压工艺参数等都会影响到刨花板的质量。目前大多数刨花板由于生产工艺上的欠缺，对刨花处理不当，生产出的刨花板力学性能较差，且在湿热环境下，受潮膨胀导致板材变形变质，造成外观不美观，降低刨花板使用寿命，使得制成的刨花板只适合干燥的室内使用，限制了刨花板的应用。目前制备刨花板的胶黏剂多采用脲醛树脂，脲醛树脂具有原料价廉易得、固化温度无严格限制等优点，但是其固化后的树脂存在亲水的游离羟甲基，易与水结合，防潮性能差；脲醛树脂还具有释放游离甲醛污染环境、危害人体健康等缺点。开发一种无醛防潮刨花板对于刨花板的推广应用具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无醛防潮刨花板及其制备工艺，从而克服目前刨花板含甲醛、防潮性不好的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种无醛防潮刨花板，从上到下依次包括上表层、芯层和下表层，各层之间采用胶黏剂粘合在一起，所述胶黏剂为MDI防潮胶黏剂；所述上表层、芯层和下表层包含刨花，所述上表层和下表层的刨花长度为0.5～2.5mm，宽度为0.5～2.5mm；所述芯层的刨花长度为2.5～50mm，宽度为1.5～4mm。
优选的，上述无醛防潮刨花板中，所述MDI防潮胶黏剂的制备方法包括以上步骤：
①将将1份MDA、10～30份DMC和0.01～0.02份催化剂放入密闭反应釜中，在温度为145℃～160℃、压力为2.5KPa～3.0MPa条件下反应1h～5h，得到MDC；所述催化剂为氧化锌、锌粉、二丁基锡二月桂酸酯、二(十二烷基硫)二丁基锡或辛酸亚锡；
②将30～60份步骤①得到的MDC、1份纳米氧化锌和60～120份正十六烷置于旋转蒸发仪烧瓶中，加热至195～250℃反应2h～5h，反应过程中抽真空，冷却至室温，过滤得滤液；
③在步骤①得到的滤液中加入TPP混合均匀得到MDI防潮胶黏剂，所述TPP质量为滤液质量的0.1％～5％。
一种上述无醛防潮刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)备料：选择树枝丫材、杂木或木片作为原料，所述原料含水率在30％～50％；
(2)削片刨片：将步骤(1)的原料进行削片，削出的木片长度<100mm；然后进行刨片得到湿刨花，控制湿刨花厚度<1.5mm，长度<40mm；
(3)干燥：将步骤(2)得到的湿刨花进行干燥，干燥后刨花的含水率为2.0～5.0％；
(4)筛分：将干燥后的刨花按照尺寸大小分离，将长度、宽度在0.5～2.5mm的刨花作为表层用刨花，剩余的刨花作为芯层用刨花；
(5)调施胶：将固化剂和MDI防潮胶黏剂分别喷洒在筛分后的刨花表面，施胶量为刨花重量的3％～8％，固化剂为刨花重量的0.15％～1.0％，施胶后芯层刨花含水率为8～12％，表层刨花含水率为10～15％；
(6)铺装：将刨花定向铺装成板坯，铺装后的板坯密度为620～680kg/m3；
(7)热压：将步骤(6)的板坯经热压成型，冷却得到板材；
(8)锯边：将步骤(7)得到的板材进行锯边制成无醛防潮刨花板。
优选的，上述制备工艺中，所述步骤(3)中，干燥温度为120～150℃；所述步骤(7)中，热压工艺参数为：温度为185～245℃，单位压力为3.0～3.3MPa，热压时间为5～8s/mm。
优选的，上述制备工艺中，所述步骤(5)中，固化剂由以下方法制备而成：将有机溶剂和水混合，加入pH调节剂调控pH为6.5～7.5，得到固化剂；所述有机溶剂为乙二醇、二乙醇胺、丙三醇、环己醇中的一种或几种。
优选的，上述制备工艺中，所述有机溶剂与水的体积比为1:4，所述pH调节剂为醋酸、草酸、苯甲酸中一种或几种。
优选的，上述制备工艺中，所述步骤(7)中，在热压之前，先在板坯上下表面涂覆脱模剂，所述脱模剂包括质量百分数为5～10％异构醇聚氧乙烯醚、30～35％月桂基磷酸脂和55～65％乙醇。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明中的无醛防潮刨花板不含甲醛，具有好的力学性能，同时在高温高湿环境下质量稳定，吸水后不容易膨胀，防潮性好。在制备过程中，通过控制生产工艺过程中的工艺参数，保证刨花板的质量。
2.本发明中的MDI防潮胶黏剂不含甲醛，是绿色环保型胶黏剂，使制备的刨花板达到更高的环保等级。与脲醛胶的物理粘接不同，本发明的胶黏剂粘接属于化学粘接，通过分子中的-NCO基团与木材纤维中的羟基和结合水反应，将整个刨花以锚接的形式形成一个大分子网状结构，因此制备的刨花板具有更高的内结合强度。MDI防潮胶黏剂粘接固化反应后，不存在反应后的水解，因此其制备的刨花板吸水膨胀率极低，耐水性好，可用于室外使用。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
一种无醛防潮刨花板，从上到下依次包括上表层、芯层和下表层，各层之间采用MDI防潮胶黏剂粘合在一起，上表层、芯层和下表层包含刨花，上表层和下表层刨花长度为0.5～2.5mm，宽度为0.5～2.5mm；芯层刨花长度为2.5～50mm，宽度为1.5～4mm。
MDI防潮胶黏剂的制备方法包括以上步骤：
①将1份MDA(4,4'-二氨基二苯基甲烷)、10份DMC(碳酸二甲酯)和0.01份氧化锌放入密闭反应釜中，在温度为145℃、压力为3.0MPa条件下反应2h，得到较高纯度的MDC(4,4'-二苯基甲烷二氨基甲酸甲酯)；
②将30份步骤①得到的MDC、1份纳米氧化锌和60份正十六烷置于旋转蒸发仪烧瓶中，加热至200℃反应5h，反应过程中抽真空，冷却至室温，过滤得滤液；
③在步骤①得到的滤液中加入TPP(磷酸三甲苯酯)，TPP质量为滤液的质量的2％，混合均匀得到MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)防潮胶黏剂。
本实施例的无醛防潮刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)备料：选择桉树枝丫材、杂木或木片作为原料，所述原料含水率在30％～50％；
(2)削片刨片：用削片机对步骤(1)的原料进行削片，削出的木片长度<100mm；采用刨片机进行刨片得到湿刨花，控制湿刨花厚度<1.5mm，长度<40mm；
(3)干燥：将步骤(2)得到的湿刨花通过输送带送至湿料仓，然后将湿料仓内的湿刨花通过干燥机进行干燥，干燥温度为120℃，干燥后刨花的含水率为2.0～5.0％；
(4)筛分：将干燥后的刨花按照尺寸大小分离，将长度、宽度在0.5～2.5mm的刨花作为表层用刨花，剩余的刨花作为芯层用刨花；
(5)调施胶：将固化剂和MDI防潮胶黏剂分别喷洒在筛分后的刨花表面，施胶量为刨花重量的5％，固化剂量为刨花重量的0.3％，施胶后芯层刨花含水率为8～12％，表层刨花含水率为10～15％；
(6)铺装：经铺装机将刨花定向铺装成板坯，铺装后的板坯密度为650kg/m3；
(7)热压：将步骤(6)的板坯经热压成型，热压工艺参数为：温度为240℃，单位压力为3.0MPa，热压时间为5s/mm，总热压时间根据成品刨花板的厚度来，冷却得到板材；
(8)锯边：将步骤(7)得到的板材进行锯边制成无醛防潮刨花板。
步骤(5)中，固化剂的制备过程为：将乙二醇与水按体积比1:4常温混合，加入醋酸调节pH为7，得到固化剂。
步骤(7)中，热压之前，先在板坯上下表面涂覆脱模剂，脱模剂由质量百分数为6％异构醇聚氧乙烯醚、32％月桂基磷酸脂和62％乙醇组成。生产无醛刨花板时，热压后刨花板易压贴钢带，涂覆脱模剂方便将刨花板从钢带上取下来，保护刨花板不受损伤。
本实施例制得的无醛防潮刨花板厚度为20mm，按照GB/T 17657-2013标准中的方法对刨花板的理化性能进行检测，检测结果见表1。
实施例2
一种无醛防潮刨花板，从上到下依次包括上表层、芯层和下表层，各层之间采用MDI防潮胶黏剂粘合在一起，上表层、芯层和下表层包含刨花，上表层和下表层刨花长度为0.5～2.5mm，宽度为0.5～2.5mm；芯层刨花长度为2.5～50mm，芯层刨花宽度为1.5～4mm。
MDI防潮胶黏剂的制备方法包括以上步骤：
①将1份MDA、20份DMC和0.02份锌粉放入密闭反应釜中，在温度为160℃、压力为5kPa条件下反应4h，得到较高纯度的MDC；
②将50份步骤①得到的MDC、1份纳米氧化锌和120份正十六烷置于旋转蒸发仪烧瓶中，加热至250℃反应2h，反应过程中抽真空，冷却至室温，过滤得滤液；
③在步骤①得到的滤液中加入TPP，TPP质量为滤液质量的0.5％，混合均匀得到MDI防潮胶黏剂。
本实施例的无醛防潮刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)备料：选择桉树枝丫材、杂木或木片作为原料，所述原料含水率在30％～50％；
(2)削片刨片：用削片机对步骤(1)的原料进行削片，削出的木片长度<100mm；采用刨片机进行刨片得到湿刨花，控制湿刨花厚度<1.5mm，长度<40mm；
(3)干燥：将步骤(2)得到的湿刨花通过输送带送至湿料仓，然后将湿料仓内的湿刨花通过干燥机进行干燥，干燥温度为150℃，干燥后刨花的含水率为2.0～5.0％；
(4)筛分：将干燥后的刨花按照尺寸大小分离，将长度、宽度在0.5～2.5mm的刨花作为表层用刨花，剩余的刨花作为芯层用刨花；
(5)调施胶：将固化剂和MDI防潮胶黏剂分别喷洒在筛分后的刨花表面，施胶量为刨花重量的8％，固化剂为刨花重量的1％，施胶后芯层刨花含水率为8～12％，表层刨花含水率为10～15％；
(6)铺装：经铺装机将刨花定向铺装成板坯，铺装后的板坯密度为650kg/m3；
(7)热压：将步骤(6)的板坯经热压成型，热压工艺参数为：温度为200℃，单位压力为3.3MPa，热压时间为8s/mm，总热压时间根据成品刨花板的厚度来，冷却得到板材；
(8)锯边：将步骤(7)得到的板材进行锯边制成无醛防潮刨花板。
步骤(5)中，固化剂的制备过程：二乙醇胺与水按体积比1:4常温混合，加入草酸，调节pH为7，得到固化剂。
步骤(7)中，热压之前，先在板坯上下表面涂覆脱模剂，脱模剂由质量百分数为8％异构醇聚氧乙烯醚、35％月桂基磷酸脂和57％乙醇组成。
制得的无醛防潮刨花板厚度为20mm，按照GB/T 17657-2013标准中的方法对刨花板的理化性能进行检测，检测结果见表1。
实施例3
一种无醛防潮刨花板，从上到下依次包括上表层、芯层和下表层，各层之间采用MDI防潮胶黏剂粘合在一起，上表层、芯层和下表层包含刨花，上表层和下表层刨花长度为0.5～2.5mm，宽度为0.5～2.5mm；芯层刨花长度为2.5～50mm，芯层刨花宽度为1.5～4mm。
MDI防潮胶黏剂的制备方法包括以上步骤：
①将1份MDA、25份DMC和0.012份二丁基锡二月桂酸酯放入密闭反应釜中，在温度为150℃、压力为1MPa条件下反应3h，得到较高纯度的MDC；
②将60份步骤①得到的MDC、1份纳米氧化锌和110份正十六烷置于旋转蒸发仪烧瓶中，加热至220℃反应4h，反应过程中抽真空，冷却至室温，过滤得滤液；
③在步骤①得到的滤液中加入TPP，TPP质量为滤液质量的4％，混合均匀得到MDI防潮胶黏剂。
本实施例的无醛防潮刨花板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)备料：选择桉树枝丫材、杂木或木片作为原料，所述原料含水率在30％～50％；
(2)削片刨片：用削片机对步骤(1)的原料进行削片，削出的木片长度<100mm；采用刨片机进行刨片得到湿刨花，控制湿刨花厚度<1.5mm，长度<40mm；
(3)干燥：将步骤(2)得到的湿刨花通过输送带送至湿料仓，然后将湿料仓内的湿刨花通过干燥机进行干燥，干燥温度为135℃，干燥后刨花的含水率为2.0～5.0％；
(4)筛分：将干燥后的刨花按照尺寸大小分离，将长度、宽度在0.5～2.5mm的刨花作为表层用刨花，剩余的刨花作为芯层用刨花；
(5)调施胶：将固化剂和MDI防潮胶黏剂分别喷洒在筛分后的刨花表面，施胶量为刨花重量的3％，固化剂为刨花重量的0.2％，施胶后芯层刨花含水率为8～12％，表层刨花含水率为10～15％；
(6)铺装：经铺装机将刨花定向铺装成板坯，铺装后的板坯密度为650kg/m3；
(7)热压：将步骤(6)的板坯经热压成型，热压工艺参数为：温度为185℃，单位压力为3.2MPa，热压时间为7s/mm，总热压时间根据成品刨花板的厚度来，冷却得到板材；
(8)锯边：将步骤(7)得到的板材进行锯边制成无醛防潮刨花板。
步骤(5)中，固化剂制备过程：丙三醇、二乙醇胺与水按体积比0.5:0.5:4常温混合，加入苯甲酸调节剂，调节pH为6.5，得到固化剂。
步骤(7)中，热压之前，先在板坯上下表面涂覆脱模剂，脱模剂为由质量百分数为5％异构醇聚氧乙烯醚、30％月桂基磷酸脂、65％乙醇组成。
制得的无醛防潮刨花板厚度为20mm，按照GB/T 17657-2013标准中的方法对刨花板的理化性能进行检测，检测结果见表1。
对比例1
采用万华MDI胶制备刨花板，制备过程和参数与实施例1相同，制得的无醛防潮刨花板厚度为20mm，按照GB/T 17657-2013标准中的方法对刨花板的理化性能进行检测，检测结果见表1。
表1本发明实施例和对比例制备的刨花板的理化指标
Figure BDA0002419477900000081
Figure BDA0002419477900000091
从表1中可以看出，本发明实施例制备的刨花板内结合强度、静曲强度与对比例相近，但是实施例的24h吸水厚度膨胀率低于对比例，70℃水中浸渍处理后静曲强度明显高于对比例，说明本发明实施例的防潮性优于对比例的刨花板。本发明的无醛防潮刨花板的力学性能好，防潮性能好，无甲醛释放，高温高湿环境下刨花板的质量相对稳定，具有广阔的应用前景。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种无醛防潮刨花板，其特征在于，从上到下依次包括上表层、芯层和下表层，各层之间采用胶黏剂粘合在一起，所述胶黏剂为MDI防潮胶黏剂；所述上表层、芯层和下表层包含刨花，所述上表层和下表层的刨花长度为0.5~2.5mm，宽度为0.5~2.5mm；所述芯层的刨花长度为2.5~50mm，宽度为1.5~4mm。
2.根据权利要求1所述的无醛防潮刨花板，其特征在于，所述MDI防潮胶黏剂的制备方法包括以上步骤：
Figure 442196DEST_PATH_IMAGE001
以重量份计，将1份MDA、10~30份DMC和0.01~0.02份催化剂放入密闭反应釜中，在温度为145～160℃、压力为2.5KPa～3.0MPa条件下反应1～5h，得到MDC；所述催化剂为氧化锌、锌粉、二丁基锡二月桂酸酯、二(十二烷基硫)二丁基锡或辛酸亚锡；
Figure 890495DEST_PATH_IMAGE002
将30~60份步骤
Figure 404653DEST_PATH_IMAGE001
得到的MDC、1份纳米氧化锌和60～120份正十六烷置于旋转蒸发仪烧瓶中，加热至195～250℃反应2～5h，反应过程中抽真空，冷却至室温，过滤得滤液；
Figure 206387DEST_PATH_IMAGE003
在步骤
Figure 551917DEST_PATH_IMAGE001
得到的滤液中加入TPP混合均匀得到MDI防潮胶黏剂，所述TPP质量为滤液质量的0.1%~5%。
3.一种如权利要求1~2任一项所述的无醛防潮刨花板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）备料：选择树枝丫材、杂木或木片作为原料，所述原料含水率在30%~50%；
（2）削片刨片：将步骤（1）的原料进行削片，削出的木片长度< 100mm；然后进行刨片得到湿刨花，控制湿刨花厚度<1.5mm，长度< 40mm；
（3）干燥：将步骤（2）得到的湿刨花进行干燥，干燥后刨花的含水率为2.0~5.0%；
（4）筛分：将干燥后的刨花按照尺寸大小分离，将长度、宽度在0.5~2.5mm的刨花作为表层用刨花，剩余的刨花作为芯层用刨花；
（5）调施胶：将固化剂和MDI防潮胶黏剂分别喷洒在筛分后的刨花表面，施胶量为刨花重量的3%~8%，固化剂为刨花重量的0.15%~1.0%，施胶后芯层刨花含水率为8~12%，表层刨花含水率为10~15%；
（6）铺装：将刨花定向铺装成板坯，铺装后的板坯密度为620~680kg/m3；
（7）热压：将步骤（6）的板坯经热压成型，冷却得到板材；
（8）锯边：将步骤（7）得到的板材进行锯边制成无醛防潮刨花板。
4.根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤（3）中，干燥温度为120~150℃；所述步骤（7）中，热压工艺参数为：温度为185~245℃，单位压力为3.0~3.3MPa，热压时间为5~8s/mm。
5.根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤（5）中，固化剂由以下方法制备而成：将有机溶剂和水混合，加入pH调节剂调pH为6.5~7.5，得到固化剂，所述有机溶剂为乙二醇、二乙醇胺、丙三醇、环己醇中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，所述有机溶剂与水的体积比为1:4，所述pH调节剂为醋酸、草酸、苯甲酸中一种或几种。
7.根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤（7）中，在热压之前，先在板坯上下表面涂覆脱模剂，所述脱模剂包括质量百分数为5~10%异构醇聚氧乙烯醚、30~35%月桂基磷酸脂和55~65%乙醇。
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