一种轻质刨花板的制备方法与流程

2021-01-12 12:01:31|

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本发明属于刨花板研发技术领域，特别涉及一种轻质刨花板的制备方法。

背景技术：

近几年，随着我国定制家居行业的快速发展，刨花板市场需求大增。目前，我国生产销售的家具用刨花板产品密度大多在620～720kg/m³。此密度范围的刨花板由于密度高，在加工、运输和使用过程中成本相对较高。随着木材资源紧缺和人造板对原料需求的增长，轻质化逐渐成为一种发展趋势。用轻质刨花板代替普通刨花板作为非结构用家具及装饰板材，不仅节约木材资源，而且还能降低加工能耗和运输成本。

在已有研究中，采用速生材以及其他低密度的木材或非木材原料，胶黏剂发泡处理，引入轻质填料和设计板坯结构等方法实现刨花板轻质化。如cn107671979a中公开了一种轻质刨花板的生产方法，该方法采用传统改进热压工艺，以轻质材料(密度较低的玉米秸秆刨花和狼尾草秸秆刨花)作为芯层刨花制备轻质刨花板，生产工艺简单，只通过添加mdi树脂来提高板材性能，难以满足制备高性能轻质刨花板的需要。

而本发明通过添加发泡剂制备得脲醛树脂发泡胶黏剂或聚氨酯发泡胶黏剂，采用“呼吸式”(加压-卸压-再加压或保压)的热压工艺，保证发泡剂分解产生气体，增大胶黏剂体系的流动性，使得发泡胶黏剂体系迅速发泡并填充到刨花与刨花之间的间隙，将刨花牢固结合在一起，在刨花-胶黏剂-刨花之间形成良好的接触，并在刨花板内部形成均匀的孔隙结构，从而保证了必要的胶合强度，制备出高强度的轻质刨花板。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

针对以上现有技术存在的问题，本发明提供一种轻质刨花板的制备方法，该制备方法不仅节约木材资源，而且还能降低加工能耗和运输成本。

为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现：

一种轻质刨花板的制备方法，包括如下步骤：

(1)刨花制备：按照要求分别选择芯层刨花和表层刨花；

(2)发泡胶黏剂制备：脲醛树脂发泡胶黏剂或聚氨酯发泡胶黏剂的制备；

(3)刨花干燥：将刨花进行烘干，烘干时保持刨花形态完整，干燥后刨花的含水率为1～3％；

(4)刨花施胶：采用脲醛树脂发泡胶黏剂或聚氨酯发泡胶黏剂施胶；

(5)刨花铺装和预压：将施胶后的物料按表层-芯层-表层逐层铺装成厚度均匀的板坯并分层预压；表层-芯层-表层的质量比1：3：1；

(6)热压：采用加压-卸压-再加压或保压的热压工艺，先将多功能热压机上、下压板升温至所需热压温度180～200℃，在厚度规定厚、压力控制模式下，把经过预压的板坯放入压板上，快速闭合，2s内快速加压至2.0～3.0mpa，保压2～3min后，5s内卸压至0.5～1.0mpa，卸压以保证发泡剂分解产生气体，从而使胶黏剂迅速发泡，保压0.5～1min，然后2s内再加压至1.0～2.0mpa，使板坯压缩至目标厚度，保压1～2min，最后5s卸压至0mpa，压机张开，制备得轻质刨花板；热压机的加载速率3.0mm/s。作为优选，步骤(1)中所述的刨花树种为松木、杨树或杉木；所述树种的气干密度范围0.35～0.60g/cm³；所述的芯层刨花尺寸为长宽比4.0～7.0：1；长厚比14.20～33.33：1；宽厚比5.72～13.33：1；所述的表层刨花粒度为10～30目。

作为优选，步骤(2)中脲醛树脂发泡胶黏剂，由a组分和b组分组成，二者的质量比为6：94，所述a组分由改性偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂组成，二者的质量比为10：1；所述b组分为脲醛树脂；

所述改性偶氮二甲酰胺为添加碳酸锌和尿素、醋酸锌和尿素、碳酸锌和柠檬酸、羟氨氯化锌、氧化锌、过氧化锌中的任一种或多种改性剂的偶氮二甲酰胺；所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅类。

作为优选，步骤(2)中脲醛树脂发泡胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)a组分的制备：在常温下，按照比例，将改性偶氮二甲酰胺与泡沫稳定剂，混合搅拌分散10～30min，即可得到所述a组分产品；搅拌转速为50～100r/min；

(2)b组分的制备：脲醛树脂，将工业商品直接分装即可；

(3)脲醛树脂发泡胶黏剂的制备：在常温下，按照比例，将a组分加入b组分中，混合搅拌分散10～30min，即得到所述脲醛树脂发泡胶黏剂产品，现配现用，搅拌转速为50～100r/min。

作为优选，步骤(2)中聚氨酯发泡胶黏剂，由c组分和d组分组成，二者的质量比0.5～1：3，所述c组分由聚醚多元醇、聚酯多元醇、改性偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂组成，所述c组分中各成分的重量份数为：所述聚醚多元醇60～70份；所述聚酯多元醇10～20份；所述改性偶氮二甲酰胺3～4份，所述泡沫稳定剂0.4～0.8份；所述d组分为异氰酸酯；

所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯二醇、氧化乙烯-氧化丙烯的共聚醚三醇和四氢呋喃-氧化丙烯的共聚醚二醇中的一种或多种；

所述聚酯多元醇为己二酸系聚酯二醇、芳香族聚酯二醇、聚己内酯二醇中的一种或多种；

所述异氰酸酯为1,4-丁二异氰酸酯、异氰酸甲酯基-1,8-辛烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(pm)、2,4-甲苯二异氰酸酯中的任一种或多种。

作为优选，步骤(2)中聚氨酯发泡胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)c组分的制备：在常温下，按照比例，将聚醚多元醇、聚酯多元醇加入反应釜中混合搅拌，搅拌分散1～2h，再加入改性偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂，搅拌分散10～30min，即可得到所述c组分产品；搅拌转速为50～100r/min；

(2)d组分的制备：异氰酸酯，将工业商品直接分装即可；

(3)将所得的的c组分和d组分相分离存放。

作为优选，步骤(3)中所述的脲醛树脂发泡胶黏剂的a组分由改性偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂组成；所述的脲醛树脂发泡胶黏剂的b组分为脲醛树脂。

作为优选，步骤(4)中脲醛树脂发泡胶黏剂施胶的具体操作如下：将干燥后的表层刨花喷雾施加b组分和水，表层刨花与b组分、水之间的质量比为20：3：3；芯层刨花喷雾施加b组分、a组分和固化剂，芯层刨花与b组分、a组分和固化剂的质量比为100：10：3，施胶完成后均匀混合2～3min；施胶过程中保持刨花的形态完整；所述固化剂为氯化铵。

作为优选，步骤(4)中聚氨酯发泡胶黏剂施胶的具体操作为：将干燥后的表层刨花喷雾施加d组分和水，表层刨花、d组分和水的质量比为100：3：10；芯层刨花喷雾施加d组分、c组分和水，芯层刨花与d组分、c组分和水的质量比为100：3：1：8，先施b组分，后施c组分与水的混合液，施胶时间30～60s，施胶完成后均匀混合2～3min；施胶过程中保持刨花的形态完整。

作为优选，步骤(5)中表层中填充表层刨花；芯层中填充芯层刨花。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明通过添加发泡剂制备脲醛树脂发泡胶黏剂或聚氨酯发泡胶黏剂。

(2)本发明采用“呼吸式”(加压-卸压-再加压或保压)的热压工艺，保证发泡剂分解产生气体，进而增大胶黏剂体系的流动性，使得发泡胶黏剂体系迅速发泡并填充到刨花与刨花之间的间隙，将刨花牢固结合在一起，在刨花-胶黏剂-刨花之间形成良好的接触，并在刨花板内部形成均匀的孔隙结构，从而保证了刨花板必要的胶合强度，制备出高强度的轻质刨花板。

(3)本发明的轻质刨花板的制备方法得到的轻质刨花板具有“轻质高强”的优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例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。

多功能热压机：苏州市华翔木业机械有限公司，by102x2/3.2a。

实施例1：

一种轻质刨花板的制备方法，包括如下步骤：

(1)刨花制备：按照要求分别选择芯层刨花和表层刨花；所述的刨花树种为松木；所述树种的气干密度范围0.40～0.6g/cm³；所述芯层刨花尺寸为长宽比4.0～6.8：1；长厚比14.0～30.2：1；宽厚比5.7～13.2：1；所述表层刨花粒度为10～30目；

(2)发泡胶黏剂制备：脲醛树脂发泡胶黏剂的制备；

(3)刨花干燥：将刨花进行烘干，烘干时保持刨花形态完整，干燥后刨花的含水率为1％；

(4)刨花施胶：采用脲醛树脂发泡胶黏剂施胶；

所述脲醛树脂发泡胶黏剂施胶的具体操作如下：将干燥后的表层刨花喷雾施加b组分和水，表层刨花与b组分、水之间的质量比为20：3：3；芯层刨花喷雾施加b组分、a组分和固化剂，芯层刨花与b组分、a组分和固化剂的质量比为100：10：3，施胶完成后均匀混合2min；施胶过程中保持刨花的形态完整；所述固化剂为氯化铵；

(5)刨花铺装和预压：将施胶后的物料按表层-芯层-表层逐层铺装成厚度均匀的板坯并分层预压；表层-芯层-表层的质量比1：3：1；所述表层中填充表层刨花；芯层中填充芯层刨花；

(6)热压：采用加压-卸压-再加压或保压的热压工艺，先将多功能热压机上、下压板升温至所需热压温度180℃，在厚度规定厚、压力控制模式下，把经过预压的板坯放入压板上，快速闭合，2s内快速加压至2.0mpa，保压2min后，5s内卸压至0.5mpa，卸压以保证发泡剂分解产生气体，从而使胶黏剂迅速发泡，保压0.5min，然后2s内再加压至1.0mpa，使板坯压缩至目标厚度，保压1min，最后5s卸压至0mpa，压机张开，制备得轻质刨花板；热压机的加载速率3.0mm/s。步骤(2)中脲醛树脂发泡胶黏剂，由a组分和b组分组成，二者的质量比为6：94，所述a组分由改性偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂组成，二者的质量比为10：1；所述b组分为脲醛树脂；

步骤(2)中脲醛树脂发泡胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)a组分的制备：在常温下，按照比例，将改性偶氮二甲酰胺与泡沫稳定剂，混合搅拌分散10min，即可得到所述a组分产品；搅拌转速为50r/min；

(2)b组分的制备：脲醛树脂，将工业商品直接分装即可；

(3)脲醛树脂发泡胶黏剂的制备：在常温下，按照比例，将a组分加入b组分中，混合搅拌分散10min，即得到所述脲醛树脂发泡胶黏剂产品，现配现用，搅拌转速为50r/min。

所述的脲醛树脂发泡胶黏剂的a组分由改性偶氮二甲酰胺和泡沫稳定剂组成；所述的脲醛树脂发泡胶黏剂的b组分为脲醛树脂。

实施例2：

一种轻质刨花板的制备方法，包括如下步骤：

(1)刨花制备：按照要求分别选择芯层刨花和表层刨花；所述的刨花树种为杨树；所述树种的气干密度范围0.50g/cm³；所述芯层刨花尺寸为长宽比4.2～7.0：1；长厚比14.2～33.2：1；宽厚比6.7～13.3：1；所述表层刨花粒度为10～30目；

(2)发泡胶黏剂制备：聚氨酯发泡胶黏剂的制备；

(3)刨花干燥：将刨花进行烘干，烘干时保持刨花形态完整，干燥后刨花的含水率为2％；

(4)刨花施胶：采用聚氨酯发泡胶黏剂施胶；

所述聚氨酯发泡胶黏剂施胶的具体操作为：将干燥后的表层刨花喷雾施加d组分和水，表层刨花、d组分和水的质量比为100：3：10；芯层刨花喷雾施加d组分、c组分和水，芯层刨花与d组分、c组分和水的质量比为100：3：1：8，先施b组分，后施c组分与水的混合液，施胶时间60s，施胶完成后均匀混合2.5min；施胶过程中保持刨花的形态完整；

(6)热压：采用加压-卸压-再加压或保压的热压工艺，先将多功能热压机上、下压板升温至所需热压温度190℃，在厚度规定厚、压力控制模式下，把经过预压的板坯放入压板上，快速闭合，2s内快速加压至2.5mpa，保压2.5min后，5s内卸压至0.8mpa，卸压以保证发泡剂分解产生气体，从而使胶黏剂迅速发泡，保压0.8min，然后2s内再加压至1.5mpa，使板坯压缩至目标厚度，保压1.5min，最后5s卸压至0mpa，压机张开，制备得轻质刨花板；热压机的加载速率3.0mm/s。

步骤(2)中聚氨酯发泡胶黏剂，由c组分和d组分组成，二者的质量比1：3，所述c组分由聚醚多元醇、聚酯多元醇、改性偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂组成，所述c组分中各成分的重量份数为：所述聚醚多元醇70份；所述聚酯多元醇20份；所述改性偶氮二甲酰胺4份，所述泡沫稳定剂0.8份；所述d组分为异氰酸酯；

所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯二醇、氧化乙烯-氧化丙烯的共聚醚三醇和四氢呋喃-氧化丙烯的共聚醚二醇中的一种或多种；

所述聚酯多元醇为己二酸系聚酯二醇、芳香族聚酯二醇、聚己内酯二醇中的一种或多种；

步骤(2)中聚氨酯发泡胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)c组分的制备：在常温下，按照比例，将聚醚多元醇、聚酯多元醇加入反应釜中混合搅拌，搅拌分散2h，再加入改性偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂，搅拌分散30min，即可得到所述c组分产品；搅拌转速为100r/min；

(2)d组分的制备：异氰酸酯，将工业商品直接分装即可；

(3)将所得的的c组分和d组分相分离存放。

实施例3：

一种轻质刨花板的制备方法，包括如下步骤：

(1)刨花制备：按照要求分别选择芯层刨花和表层刨花；所述的刨花树种为松木、杨树或杉木；所述树种的气干密度范围0.35～0.60g/cm³；所述芯层刨花尺寸为长宽比4.0～7.0：1；长厚比14.5～33.0：1；宽厚比8.8～13.3：1；所述表层刨花粒度为10～30目；

(2)发泡胶黏剂制备：脲醛树脂发泡胶黏剂的制备；

(3)刨花干燥：将刨花进行烘干，烘干时保持刨花形态完整，干燥后刨花的含水率为3％；

(4)刨花施胶：采用脲醛树脂发泡胶黏剂施胶；

所述脲醛树脂发泡胶黏剂施胶的具体操作如下：将干燥后的表层刨花喷雾施加b组分和水，表层刨花与b组分、水之间的质量比为20：3：3；芯层刨花喷雾施加b组分、a组分和固化剂，芯层刨花与b组分、a组分和固化剂的质量比为100：10：3，施胶完成后均匀混合3min；施胶过程中保持刨花的形态完整；所述固化剂为氯化铵；

(6)热压：采用加压-卸压-再加压或保压的热压工艺，先将多功能热压机上、下压板升温至所需热压温度200℃，在厚度规定厚、压力控制模式下，把经过预压的板坯放入压板上，快速闭合，2s内快速加压至3.0mpa，保压3min后，5s内卸压至1.0mpa，卸压以保证发泡剂分解产生气体，从而使胶黏剂迅速发泡，保压1min，然后2s内再加压至2.0mpa，使板坯压缩至目标厚度，保压2min，最后5s卸压至0mpa，压机张开，制备得轻质刨花板；热压机的加载速率3.0mm/s。步骤(2)中脲醛树脂发泡胶黏剂，由a组分和b组分组成，二者的质量比为6：94，所述a组分由改性偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂组成，二者的质量比为10：1；所述b组分为脲醛树脂；

步骤(2)中脲醛树脂发泡胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)a组分的制备：在常温下，按照比例，将改性偶氮二甲酰胺与泡沫稳定剂，混合搅拌分散200min，即可得到所述a组分产品；搅拌转速为80r/min；

(2)b组分的制备：脲醛树脂，将工业商品直接分装即可；

(3)脲醛树脂发泡胶黏剂的制备：在常温下，按照比例，将a组分加入b组分中，混合搅拌分散20min，即得到所述脲醛树脂发泡胶黏剂产品，现配现用，搅拌转速为80r/min。

所述的脲醛树脂发泡胶黏剂的a组分由改性偶氮二甲酰胺和泡沫稳定剂组成；所述的脲醛树脂发泡胶黏剂的b组分为脲醛树脂。

对照例1：步骤(4)中采用脲醛树脂胶黏剂施胶，其余方法采用专利cn107671979a中方法。

对照例2：步骤(4)中采用异氰酸酯施胶，其余方法采用专利cn107671979a中方法。

对上述实施例1-3及对照例1-2中得到的轻质刨花板的性能进行测定。

表1本发明轻质刨花板的制备方法得到轻质刨花板的性能测定

如表1可知，实施例1-3通过发泡型聚氨酯预聚体中的改性偶氮二甲酰胺a组分的聚醚多元醇和聚酯多元醇与b组分的异氰酸酯反应形成聚氨酯泡沫，同时a组分的改性偶氮二甲酰胺发泡分解产生气体，降低其发泡分解温度(140℃)、增大其发气量，使分解温度，发气速度和发气量达到最适合值，与聚氨酯胶黏剂协同作用，通过增大泡沫体系的流动性，使得泡沫迅速填充到刨花与刨花之间的间隙，将刨花牢固结合在一起，可使刨花-胶黏剂-刨花之间形成良好的接触并在刨花板内部形成均匀的孔隙结构,从而保证了必要的胶合强度，获得了低密度且高强度的轻质刨花板。将本发明制备的试验板材(0.44g/cm³)的物理力学性能与相近密度的以脲醛树脂或异氰酸酯为胶黏剂压制的轻质刨花板进行比较,其结果明显更好，其性能满足国家标准(gb/t4897-2015中p2型)的要求。

而对照例1和对照例2在分别使用传统脲醛树脂胶黏剂和异氰酸酯压制轻质刨花板时，板材密度为0.44g/cm³时，其各项物理性能如静曲强度、弹性模量、内胶合强度、表面结合强度均未达到国家标准(gb/t4897-2015中p2型)的要求。

综上所述，本发明的轻质刨花板的制备方法制备的轻质刨花板具有“轻质高强”的优点。

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。

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