CN102407553A - 增白型e1级地板基材用高密度纤维板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增白型E1级地板基材用高密度纤维板的制造方法，包括：木材的削片和筛选；预蒸煮和蒸煮；热磨使纤维分离；E1级脲醛树脂胶的调制；固化剂配制；脲醛胶、固化剂以及石蜡的施加干燥；铺装；热压；冷却调质；砂光锯切，其特征在于：木材选自直径大于8公分的大径杨木，削片均匀后放置到室外堆场发酵5-15天；E1级脲醛树脂胶的调制过程尿素分5次加入，固化剂是由占总量3-5％磷酸、1-3％乌洛托品、1-3％三乙醇胺和19-21％硫酸铵配制而成。获得的增白型E1级地板基材表面杂质少，纤维细腻，颜色白晰，视觉效果良好，密度分布合理，强度适中，常用于生产高档室内强化木地板和复合地板。
Description
技术领域
本发明涉及人造板生产技术领域，具体地讲是涉及一种表面纤维细腻、颜色较浅，且甲醛释放量低的增白型E 1级地板基材用高密度纤维板的制造方法。
背景技术
中密度纤维板(MDF)的密度一般为0.45-0.88g/cm3，通常将密度在0.85-0.95g/cm3范围用于强化木地板基板的MDF称为高密度纤维板，基材是构成强化木地板的主体，在实际使用中起着榫槽连接、稳定形状、承受荷载的重要作用，基材的性能好坏，直接影响到最终产品的重量，因此对于强化木地板基材的HDF的质量要求，除了对其密度、含水率、表面结合强度、内结合强度和静曲强度以及尺寸稳定性及翘曲变形等方面外，颜色的深浅、甲醛的释放量以及吸水厚度膨胀率尤其是HDF生产中的技术难点：因为选材和工艺方面的因素，传统的纤维板表面纤维粗、颜色深，会影响装饰板的档次，降低装饰纸的遮盖效果，而甲醛释放量大则严重地影响到住户的身体健康。HDF甲醛释放量主要来自于树脂固化、HDF热压、贮存与使用过程中释放的甲醛。据有关文献报道，人造板的甲醛释放量与所用脲醛树脂的F/U摩尔比呈抛物线形或线性关系，树脂F/U摩尔比在1.2-1.4时可兼顾人造板的甲醛释放量和性能之间的关系，随着F/U摩尔比进一步降低，树脂的水溶性下降、储存期缩短、固化时间延长，产品的物理力学性能、耐久和耐水性能均有所下降，纯脲醛树脂F/U摩尔比降至1.05已是极限，此时HDF的甲醛释放量为12-15mg/100g，但生产E1级HDF时摩尔比应在0.98以下，因而脲醛树脂必须进行改性。
传统的高密度纤维板的生产工艺主要包括原木削片、木片的筛选和清洗、蒸煮、热磨、调胶、干燥、预压、热压、裁割、冷却等工序。公开号为CN101269510A，申请人为东营正和木业有限公司，名称为增白型中、高密度纤维板生产工艺，采用在蒸煮后的木片进行热磨的过程中添加复合纤维漂白剂和熔融精炼石蜡的方式，获得增白型的中、高密度纤维板。其中为调施胶工序中的纤维添加了占绝干纤维9-11％的脲醛树脂胶和1-3％的固化剂，其中固化剂为20％的硫酸铵溶液。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种增白型E1级地板基材用高密度纤维板的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的
一种增白型E 1级地板基材用高密度纤维板的制造方法，包括：木材的削片和筛选；蒸煮；热磨使纤维分离；E1级脲醛树脂胶的调制；固化剂配制；脲醛胶、固化剂以及石蜡的施加干燥；铺装；热压；冷却调质；砂光锯切，其特征在于：
(1)、木材原料选自直径大于8公分的大径杨木，削片均匀后放置到室外堆场发酵5-15天；
(2)、所述的木片的筛选是将削片均匀的木片经筛去碎料，并用大功率风机吹木片瀑布吹去杂物、细屑；
(3)、所述的蒸煮步骤分多次进行，初次的预蒸煮温度70-80℃，时间1-3min，并且用木塞螺旋挤压时挤出含大量木材浸提物的深黄色挤出水；再次蒸煮温度160-180℃，时间2-4min，压力7.5-8bar。
(4)、E1级脲醛树脂胶的调制过程，尿素分5次加入，体系的酸碱度是碱性-酸性-碱性，即：
(a)、将容器内计量好的甲醛加热升温至30℃后，加入碱调pH值8.5，用于调节溶液pH值的的碱是氢氧化钠；
(b)、加入第一批尿素，加入量是甲醛质量的35％，30℃保温不断搅拌至溶液温度均衡后，测pH值并加入酸调pH值至8.4，用于调节溶液pH值的酸是甲酸；
(c)、加热至75～80℃时测pH值并调至6.8，再升温至88℃并保温，从加热升温至保温持续70分钟；然后依次加入三聚氰胺、200kg25％浓度的UF改性剂溶液，三聚氰胺的加入量是甲醛质量的2％，85℃保温10分钟；用酸调pH值至6.0，在30℃用涂4杯法进行粘度测定，当粘度达到13～13.5秒时，每5～10分钟测一次粘度，接近终点粘度18.0秒时每3分钟测一次粘度，从调pH值到6.0至达到终点粘度的时间控制在80分钟，温度控制在88℃；
(d)、加入ET活性助剂和三聚氰胺及第二批尿素，其中ET活性助剂的加入量是甲醛质量的0.5％，三聚氰胺的加入量是甲醛质量的3％，尿素的加入量是甲醛质量的19％，加完后开始测粘度，测二次粘度为20.0～21.0秒，温度控制在80℃；
(e)、加入ET活性助剂和第三批尿素，ET活性助剂的加入量是甲醛质量的0.5％，尿素的加入量是甲醛质量的12％，反应15分钟后自然降温；
(f)、降温至65℃时加入第四批尿素，加入量是甲醛质量的4％；
(g)、降温至50℃时加入第五批尿素，加入量是甲醛质量的1.5％，自然降温至45℃时调pH值为8.0，自然降温至40℃时把产品泵出到贮胶罐，备用。
(5)、固化剂是由磷酸、乌洛托品、三乙醇胺和硫酸铵组成的组合物，其中磷酸、乌洛托品、三乙醇胺和硫酸铵分别占溶液的3-5％、1-3％、1-3％和19-21％。
本发明有以下积极的效果：
(1)、本发明采用直径在8公分以上的大径杨木作原料，因为小于8公分的小径杨木生长期短、木纤维短、长宽比小、细胞壁薄，纤维素含量低，木纤维有效成分少，纤维得率低，树皮含量高，易造成板面树皮黑点多；大于8公分的大径杨木生长期长、木纤维长、长宽比大、细胞壁厚，纤维素含量高，则木纤维有效成分高，纤维得率高，树皮含量少，板面树皮黑点少，削片均匀后放置到室外堆场5-15天，放置少于5天则木材过于新鲜，水分大，影响生产速度；超过15天则木片发酵过头而颜色变黑，影响板材颜色白皙程度；
(2)、对已经削片成大小均匀的木片采用，平筛筛选的方法，最大限度的去除了妨碍增白效果的粉尘、树皮、树叶、塑料纸、泥沙等杂物垃圾，然后大功率风机吹木片瀑布，减少板材表面杂质少，与采用水洗获得的地板基材相比较板面无水渍，木片含水量小，纤维含水率低，干燥负荷小。纤维细腻，颜色白晰，视觉效果良好，适用于贴面、镂铣、可浮雕、可开槽，常用于生产高档室内强化木地板和复合地板；该工艺制备出的地板基材密度分布合理，强度适中。且无需使用对模板材质有影响的漂白剂等成分。
(3)增白型E1级地板基材用高密度纤维板的生产中降低甲醛与尿素的摩尔比是制备E1级脲醛树脂及其环保型中纤板最有效的方法之一，本发明采用了甲醛/尿素摩尔比0.99～1.05，并通过制胶工艺，在制胶过程中，采取了加成和缩聚反应，提高了原胶的缓冲容量，减少了胶在干燥管道中的预固化，降低胶耗，板材的甲醛释放量可达到9mg/100g以下标准，有效地降低了板材的甲醛释放量。
附图说明
图1为热压曲线图。
图2为断面密度分布实验结果截图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
实施例一
增白型E1级地板基材用高密度纤维板的制造工艺，其制造步骤为：
1、木材的削片和筛选(扬灰)：将放置8天的新鲜杨树，削片成大小均匀的木片，削片均匀后放置到室外堆场发酵10天，经过平筛，筛去木屑、树皮等碎料，再经过两道大功率风机，风吹木片瀑布，扬去粉尘、树叶、塑料纸和泥沙等杂物垃圾；
2、预蒸煮和蒸煮：将经削片和筛选后的木片用饱和蒸汽和热水进行预蒸煮3.5分钟，预蒸煮温度为80℃，经过木塞螺旋挤压时挤出含大量木材浸提物的深黄色挤出水，再进行蒸煮3分钟，蒸煮温度为180℃，蒸煮压力为7.8bar；
3、纤维分离：将蒸煮过的木片通过热磨机解纤，磨室压力6.5bar，得到的木材中木纤维为36目以上的占总纤维重量的10％，木纤维为200目以下的占总纤维重量的5％；
4、E1级脲醛胶的制备：
(1)、将容器内计量好的甲醛加热升温至30℃后，加入质量浓度为30％的NaOH调pH值8.5；
(2)、加入第一批尿素，加入量是甲醛质量的35％，30℃保温不断搅拌至溶液温度均衡后，测pH值并适量加入15wt.％的甲酸调pH值至8.4。
(3)、加热至75～80℃时测pH值并调至6.8，再升温至88℃并保温，从加热升温至保温持续70分钟；然后依次加入三聚氰胺、200kg25％浓度的UF改性剂溶液(北京永港海天助剂公司产品)，三聚氰胺的加入量是甲醛质量的2％，85℃保温10分钟；用15wt.％的甲酸调pH值至6.0，在30℃用涂4杯法进行粘度测定，当粘度达到13～13.5秒时，每5～10分钟测一次粘度，接近终点粘度18.0秒时每3分钟测一次粘度，从调pH值到6.0至达到终点粘度的时间控制在80分钟，温度控制在88℃；
(4)、加入ET活性助剂(北京永港海天助剂公司产品)和三聚氰胺及第二批尿素，其中ET活性助剂的加入量是甲醛质量的0.5％，三聚氰胺的加入量是甲醛质量的3％，尿素的加入量是甲醛质量的19％，加完后开始测粘度，测二次粘度为20.0～21.0秒，温度控制在80℃；
(5)、加入ET活性助剂和第三批尿素，ET活性助剂的加入量是甲醛质量的0.5％，尿素的加入量是甲醛质量的12％，反应15分钟后自然降温；
(6)、降温至65℃时加入第四批尿素，加入量是甲醛质量的4％；
(7)、降温至50℃时加入第五批尿素，加入量是甲醛质量的1.5％，自然降温至45℃时调pH值为8.0，自然降温至40℃时把产品泵出到贮胶罐；
5、固化剂的配制：配制磷酸、乌洛托品、三乙醇胺和硫酸铵的混合水溶液，其中磷酸、乌洛托品、三乙醇胺和硫酸铵分别占溶液的3％、1％、1％和19％。将固化剂加入至脲醛胶的量是以硫酸铵的加入量计算的，即硫酸铵的加入量为脲醛胶质量的1％；
6、脲醛胶、固化剂和石蜡添加：当木纤维从热磨机进入喷浆管时，施胶、施蜡和施固化剂，脲醛胶的施加量是260kg/m3；石蜡施加量是9kg/m3；固化剂的用量用硫酸铵的施加量来控制，硫酸铵的施加量2.6kg/m3；
7、干燥，木纤维从喷浆管中喷射进干燥管道干燥，干燥后的纤维含水率为9％；
8、将干燥后的木纤维铺装均匀，并在4.0～5.5MPa压力下预压平整；在180℃热压；
9、冷却和调质：将板温冷却到60℃，堆垛调质以消除板内应力；
10、砂光和锯切：砂光机将毛板表面砂光后锯切至所需尺寸；
11、分等和包装。
实施例2-6
实施例2-6与实施例1的步骤相同，不同之处在于各成分的添加比例，以下列表以示范：
表1是实施例2至实施例6中预蒸煮和蒸煮步骤的参数。
表2是实施例2至实施例6中固化剂的配制步骤中各组分百分比的参数。
表3实施例2-6所采用的木材情况列表：
| 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 木材直径(公分) | 8 | 10 | 12 | 8 | 10 |
| 木片发酵时间(天) | 5 | 10 | 15 | 13 | 5 |
实施例7
取实施例1获得的产品，采用国标涂4杯法的检测过程：先将涂4杯的水平位置调整好，用左手食指按住下出口，再往杯中注入温度为25℃的脲醛胶，并将高出杯口的脲醛胶用玻璃棒刮掉，在松开左手食指的同时，将右手的秒表按下计时，当脲醛胶从涂4杯流完时，再同时按下秒表，记录秒表读数，重复两次，取其平均值，该数值就是脲醛胶的粘度。
图1为热压曲线图，图2为断面密度分布实验结果截图。根据图1、图2的显示相互结合对比分析说明：
附图1为热压曲线图即为热压过程，第一阶段持续38～43秒，将板坯导入热压机内，在时间内压力从0升至190到200bar间，以形成上下板面的最高密度，分别为1107.77kg/m3和1100.33kg/m3；第二阶段持续105～115秒，从第一次高压降压降至48bar，再在48bar和50bar之间反复打压降压进行热量的传导，以形成占平均密度的92.65％的低密度区；第二阶段，持续70～80秒，压力从48bar升至150bar，后缓降至145bar，以保证胶水固化和确定厚度；第四阶段为保证板材安全完好地下线，压力分五级从145bar降至0bar，降压速度是每秒降压一次，第一次降压至80bar，第二次降压至30bar，第三次降压至18bar，再经过1秒，降至15bar，最后再经过20秒压机的压力降到0。
断面密度曲线显示了板的内部性能，密度曲线控制适当，板材的质量也就有了保障。从图2可知，断面密度曲线上可分为5个区域即两个高密度区，两个高密度向低密度过渡区，一个低密度区，整体呈平底锅形。从图中可看出该实验样板：平均密度为895.23kg/m3，上下板面的最高密度为1107.77kg/m3和1100.33kg/m3，最低密度为829.43kg/m3，占平均密度的92.65％。高密度区保持了一定高度和厚度，保证板子的静曲强度和板面光滑度。高密度区向低密度区过渡自然平缓。低密度区保持了较高地高度，又可以保证板子的内结合强度，说明板子内部胶粘剂缩聚反应充分，固化效果良好。
上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种增白型E1级地板基材用高密度纤维板的制造方法，包括：木材的削片和筛选；蒸煮；热磨使纤维分离；E1级脲醛树脂胶的调制；固化剂配制；脲醛胶、固化剂以及石蜡的施加干燥；铺装；热压；冷却调质；砂光锯切，其特征在于：
(1)、木材原料选自直径大于8公分的大径杨木，削片均匀后放置到室外堆场发酵5-15天；
(2)、所述的木片的筛选是将削片均匀的木片经筛去除碎料，并通过大功率风机吹木片瀑布吹去杂物、细屑；
(3)、所述的蒸煮步骤分多次进行，初次的预蒸煮温度70-80℃，时间1-3min，并且用木塞螺旋挤压时挤出含大量木材浸提物的深黄色挤出水；再次蒸煮温度160-180℃，时间2-4min，压力7.5-8bar。
2.根据权利要求1所述的增白型E1级地板基材用高密度纤维板的制造方法，其特征在于所述的E1级脲醛树脂胶的调制过程，尿素分5次加入，体系的pH值是碱性-酸性-碱性，即：
(1)、将容器内计量好的甲醛加热升温至30℃后，加入碱调pH值8.5；
(2)、加入第一批尿素，加入量是甲醛质量的35％，30℃保温不断搅拌至溶液温度均衡后，测pH值并加入酸调pH值至8.4；
(3)、加热至75～80℃时测pH值并调至6.8，再升温至88℃并保温，从加热升温至保温持续70分钟；然后依次加入三聚氰胺、200kg25％浓度的UF改性剂溶液，三聚氰胺的加入量是甲醛质量的2％，85℃保温10分钟；用酸调pH值至6.0，在30℃用涂4杯法测定粘度，从调pH值到6.0至达到终点粘度18.0秒的时间控制在80分钟，温度控制在88℃；
(4)、加入ET活性助剂和三聚氰胺及第二批尿素，其中ET活性助剂的加入量是甲醛质量的0.5％，三聚氰胺的加入量是甲醛质量的3％，尿素的加入量是甲醛质量的19％，加完后开始测粘度，测二次粘度为20.0～21.0秒，温度控制在80℃；
(5)、加入ET活性助剂和第三批尿素，ET活性助剂的加入量是甲醛质量的0.5％，尿素的加入量是甲醛质量的12％，反应15分钟后自然降温；
(6)、降温至65℃时加入第四批尿素，加入量是甲醛质量的4％；
(7)、降温至50℃时加入第五批尿素，加入量是甲醛质量的1.5％，自然降温至45℃时调pH值为8.0，自然降温至40℃时把产品泵出到贮胶罐，备用。
3.根据权利要求2所述的增白型E1级地板基材用高密度纤维板的制造方法，其特征在于用于调节溶液pH值的酸是甲酸，用于调节溶液pH值的的碱是氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的增白型E 1级地板基材用高密度纤维板的制造方法，其特征在于所述的固化剂是由磷酸、乌洛托品、三乙醇胺和硫酸铵组成的组合物，其中磷酸、乌洛托品、三乙醇胺和硫酸铵分别占溶液的3-5％、1-3％、1-3％和19-21％。
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