一种耐水阻燃刨花板的制备方法与流程

本发明涉及板材技术领域，尤其涉及一种耐水阻燃刨花板的制备方法。

背景技术：

刨花板是以小径材、枝桠材、木材加工和农林剩余物、废弃木材等作为原料，经过刨花制备、干燥、拌胶、铺装成型、热压等工序加工制成的人造板材，又称碎料板，其具有保温、隔热、隔音、吸声、绝缘等特性，目前已被广泛应用于家具、装修装饰、汽车、船舶等领域。但是一方面，木材的主要构成元素是碳、氢、氧等，具有易燃性，用其制成的刨花板在使用的过程中存在着很大的火灾安全隐患，限制了其应用；另一方面，木材以及所用胶黏剂的耐水性欠佳，现有的刨花板在湿热环境下，易受潮膨胀，导致板材变形变质，严重限制了刨花板的应用，因此，目前开发出一种具有一定阻燃性能和耐水性能的刨花板具有十分重要的意义。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐水阻燃刨花板的制备方法，其过程简单，得到的刨花板阻燃性能优异，耐水性好，使用寿命长。

本发明提出的一种耐水阻燃刨花板的制备方法，包括以下步骤：

s1、将阻燃剂分散于水中，加入大豆蛋白粉搅拌均匀，然后加入碱搅拌10-20min，微波加热至55-65℃处理8-20min，调节ph为中性得到物料a；其中，所述阻燃剂为硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝和磷酸二甲苯酯的混合物；

s2、将物料a真空包装后置于超高压设备中，在200-350mpa的压力下进行超高压处理1-3min，在400-550mpa的压力下进行超高压处理2-3min，然后在600-640mpa的压力下进行超高压处理30-60s，从包装中取出后得到物料b；

s3、将物料b与尿素混合后搅拌均匀，然后加入丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土和乙酰化纳米纤维素晶须搅拌均匀得到胶黏剂；

s4、将甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的混合物均匀喷洒到复合刨花中，干燥后得到预处理刨花；其中，所述复合刨花为泡桐刨花、杨木刨花、芦苇秸秆刨花的混合物；

s5、将胶黏剂与预处理刨花混合均匀，铺装后得到板坯；

s6、将板坯热压成型得到所述耐水阻燃刨花板，其中，所述热压成型的具体工艺包括一次热压成型和二次热压成型，其中，一次热压成型的温度为180-200℃，时间为20-38s/mm：二次热压成型的温度为150-170℃，时间为55-70s/mm。

优选地，在s1中，所述阻燃剂、大豆蛋白粉、碱、水的重量比为5-9：100：5-9：300-500。

优选地，在s1中，所述硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝、磷酸二甲苯酯的重量比为2-5：3-9：3-11：1-4。

优选地，在s2中，所述超高压处理的温度为20-30℃，介质为水。

优选地，在s3中，物料b、尿素、丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土、乙酰化纳米纤维素晶须的重量比为70-85：3-7：5-8：1-5：0.5-2：2-6：1-4：1-3：2-5：0.5-1.4。

优选地，在s4中，甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的重量比为3-9：9-20：1-5，且甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的总重量为复合刨花重量的5-10wt％。

优选地，在s4中，在40-50℃下干燥至含水率为7-9wt％得到预处理刨花；所述复合刨花为泡桐刨花、杨木刨花、芦苇秸秆刨花按重量比为5-12：1-2：0.5-2的混合物。

优选地，在s5中，所述胶黏剂的重量为预处理刨花重量的9-15wt％。

优选地，在s6中，所述一次热压成型和二次热压成型的单位压力范围均为1.5-3mpa，且一次热压成型的压力≥二次热压成型的压力。

优选地，在s3中，所述物料b为改性物料b；所述改性物料b按照以下工艺进行制备：将六氟戊二酸与三乙烯四胺混合均匀，升温至100-110℃，保温搅拌15-25min，升温至140-155℃保温搅拌20-45min，再升温至165-175℃保温搅拌60-80min，冷却至80-90℃后加入沸水调节固含量为30-45wt％，加入环氧氯丙烷，调节温度为40-45℃保温，待黏度达到160-180mpa.s后加入乙醇胺，调节ph为3-3.3，冷却至室温得到改性剂，将改性剂与物料b混合，在室温下搅拌20-30min得到所述改性物料b。

优选地，在s1中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氢氧化钙中的一种或者多种的混合物。

优选地，在s1中，微波处理的功率为400-550w。

优选地，在改性物料b的制备过程中，六氟戊二酸、三乙烯四胺的摩尔比为1：1.05-1.1；六氟戊二酸、环氧氯丙烷的摩尔比为1：0.3-0.8；改性剂的重量为物料b重量的0.3-0.8％。

改性物料b的制备过程中，具体选择了六氟戊二酸与三乙烯四胺为原料，控制反应的条件使六氟戊二酸中的羧基与三乙烯四胺中的伯胺进行了反应，加入环氧氯丙烷后，与仲胺基进行了反应，交联形成网络结构较稳定分子的同时产生了大量的氮杂环丁鎓基团，其可以与豆粉和木材中的活性基团反应，形成了三维空间网络状结构，提高了板材的胶合强度，同时引入了氟元素，发挥协同作用，提高了胶黏剂的耐水性。

优选地，本发明所述丙烯酸乳液的固含量可以为49％。

优选地，本发明所述羧基丁苯胶乳的固含量可以为49％。

本发明所述耐水阻燃刨花板的制备方法中，将大豆蛋白粉进行了碱改性、微波改性、超高压处理改性和尿素改性，发挥多种改性方法的协同作用，使蛋白质的晶体结构被完全破坏，多肽展开，促进了蛋白质分子表面疏水性基团的暴露，蛋白膜交联密度高，吸水率和溶失率降低，改善了大豆蛋白的耐水性和粘结性能，同时提高了大豆蛋白的稳定性和溶解性，加入丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚，形成了互穿网络结构，提高了胶黏剂的韧性和胶接性能，在固化过程中可形成均匀致密连续的胶膜，提高了刨花板胶合强度；加入蒙脱土后，大豆分子通过氢键和静电作用吸附在了蒙脱土中间层，通过物理交联形成储层结构，与玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉和乙酰化纳米纤维素晶须配合，提高了胶合板的耐水胶合强度，耐水胶接性能显著；选择了含有阻燃剂硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝、磷酸二甲苯酯的大豆胶黏剂，且在制备过程中，首先将阻燃剂加入水中，再加入大豆蛋白粉，阻燃剂在体系中分散均匀，不易在板材表面形成结块，同时使蛋白质内氢键遭到破坏，促进了胶黏剂与木材的胶接，同时将刨花以甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯为原料进行了处理，发挥了多种阻燃剂的协同作用，显著提高了板材的阻燃性能；热压过程中，控制了热压的温度和时间，使胶黏剂在热压过程中完全固化且未脆化，形成均匀的胶层胶接，同时减少了水分的快速蒸发，在提高胶合强度的同时避免了鼓泡现象。

本发明制备的刨花板阻燃性达到难燃b1级；根据gb/t2406.2-2009的标准测试本发明制备的刨花板的极限氧指数，经测试可知，其极限氧指数为47-50.2％；物理力学性能如下(gb/t17657-2013)：弹性模量≥2521mpa，静曲强度≥22.4mpa，内部结合强度≥0.89mpa，吸水厚度膨胀率为2.7-3.1％。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种耐水阻燃刨花板的制备方法，包括以下步骤：

s1、将阻燃剂分散于水中，加入大豆蛋白粉搅拌均匀，然后加入碱搅拌10min，微波加热至65℃处理8min，调节ph为中性得到物料a；其中，所述阻燃剂为硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝和磷酸二甲苯酯的混合物；

s2、将物料a真空包装后置于超高压设备中，在200mpa的压力下进行超高压处理2min，在550mpa的压力下进行超高压处理3min，然后在600mpa的压力下进行超高压处理40s，从包装中取出后得到物料b；

s3、将物料b与尿素混合后搅拌均匀，然后加入丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土和乙酰化纳米纤维素晶须搅拌均匀得到胶黏剂；

s4、将甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的混合物均匀喷洒到复合刨花中，干燥后得到预处理刨花；其中，所述复合刨花为泡桐刨花、杨木刨花、芦苇秸秆刨花的混合物；

s5、将胶黏剂与预处理刨花混合均匀，铺装后得到板坯；

s6、将板坯热压成型得到所述耐水阻燃刨花板，其中，所述热压成型的具体工艺包括一次热压成型和二次热压成型，其中，一次热压成型的温度为180℃，时间为38s/mm：二次热压成型的温度为150℃，时间为70s/mm。

实施例2

本发明提出的一种耐水阻燃刨花板的制备方法，包括以下步骤：

s1、将阻燃剂分散于水中，加入大豆蛋白粉搅拌均匀，然后加入碱搅拌20min，微波加热至55℃处理20min，调节ph为中性得到物料a；其中，所述阻燃剂为硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝和磷酸二甲苯酯的混合物；

s2、将物料a真空包装后置于超高压设备中，在250mpa的压力下进行超高压处理1min，在500mpa的压力下进行超高压处理2min，然后在640mpa的压力下进行超高压处理30s，从包装中取出后得到物料b；

s3、将物料b与尿素混合后搅拌均匀，然后加入丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土和乙酰化纳米纤维素晶须搅拌均匀得到胶黏剂；

s4、将甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的混合物均匀喷洒到复合刨花中，干燥后得到预处理刨花；其中，所述复合刨花为泡桐刨花、杨木刨花、芦苇秸秆刨花的混合物；

s5、将胶黏剂与预处理刨花混合均匀，铺装后得到板坯；

s6、将板坯热压成型得到所述耐水阻燃刨花板，其中，所述热压成型的具体工艺包括一次热压成型和二次热压成型，其中，一次热压成型的温度为200℃，时间为20s/mm：二次热压成型的温度为170℃，时间为55s/mm。

实施例3

本发明提出的一种耐水阻燃刨花板的制备方法，包括以下步骤：

s1、将阻燃剂分散于水中，加入大豆蛋白粉搅拌均匀，然后加入碱搅拌12min，微波加热至59℃处理16min，调节ph为中性得到物料a；其中，所述阻燃剂、大豆蛋白粉、碱、水的重量比为9：100：5：300；所述阻燃剂为硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝和磷酸二甲苯酯的混合物，且硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝、磷酸二甲苯酯的重量比为2：7：3：1；

s2、将物料a真空包装后置于超高压设备中，在350mpa的压力下进行超高压处理3min，在400mpa的压力下进行超高压处理2.5min，然后在605mpa的压力下进行超高压处理60s，从包装中取出后得到物料b；

s3、将物料b与尿素混合后搅拌均匀，然后加入丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土和乙酰化纳米纤维素晶须搅拌均匀得到胶黏剂；其中，物料b、尿素、丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土、乙酰化纳米纤维素晶须的重量比为70：7：5：5：0.5：6：1：3：2：1；

s4、将甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的混合物均匀喷洒到复合刨花中，将复合刨花在40℃下干燥至含水率为9wt％得到预处理刨花；其中，甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的重量比为3：11：1，且甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的总重量为复合刨花重量的5wt％；所述复合刨花为泡桐刨花、杨木刨花、芦苇秸秆刨花按重量比为5：2：0.8的混合物；

s5、将胶黏剂与预处理刨花混合均匀，铺装后得到板坯；其中，所述胶黏剂的重量为预处理刨花重量的9wt％；

s6、将板坯热压成型得到所述耐水阻燃刨花板，其中，所述热压成型的具体工艺包括一次热压成型和二次热压成型，其中，一次热压成型的温度为190℃，时间为26s/mm：二次热压成型的温度为155℃，时间为58s/mm；所述一次热压成型和二次热压成型的单位压力均为1.5mpa。

实施例4

本发明提出的一种耐水阻燃刨花板的制备方法，包括以下步骤：

s1、将阻燃剂分散于水中，加入大豆蛋白粉搅拌均匀，然后加入碱搅拌18min，微波加热至62℃处理12min，调节ph为中性得到物料a；其中，所述阻燃剂、大豆蛋白粉、碱、水的重量比为5：100：9：500；所述阻燃剂为硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝和磷酸二甲苯酯的混合物；所述硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝、磷酸二甲苯酯的重量比为5：3：7：4；

s2、将物料a真空包装后置于超高压设备中，在330mpa的压力下进行超高压处理1.5min，在480mpa的压力下进行超高压处理2min，然后在610mpa的压力下进行超高压处理50s，从包装中取出后得到物料b；其中，所述超高压处理的温度为30℃，介质为水；

s3、将物料b与尿素混合后搅拌均匀，然后加入丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土和乙酰化纳米纤维素晶须搅拌均匀得到胶黏剂；其中，物料b、尿素、丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土、乙酰化纳米纤维素晶须的重量比为85：3：8：1：1：4：4：1：5：0.5；

s4、将甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的混合物均匀喷洒到复合刨花中，取出复合刨花在50℃下干燥至含水率为7wt％后得到预处理刨花；其中，甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的重量比为7：9：5，且甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的总重量为复合刨花重量的10wt％；所述复合刨花为泡桐刨花、杨木刨花、芦苇秸秆刨花按重量比为12：1：2的混合物；

s5、将胶黏剂与预处理刨花混合均匀，铺装后得到板坯；其中，所述胶黏剂的重量为预处理刨花重量的15wt％；

s6、将板坯热压成型得到所述耐水阻燃刨花板，其中，所述热压成型的具体工艺包括一次热压成型和二次热压成型，其中，一次热压成型的温度为186℃，时间为31s/mm：二次热压成型的温度为163℃，时间为67s/mm；所述一次热压成型的单位压力为3mpa，二次热压成型的单位压力为2mpa。

实施例5

本发明提出的一种耐水阻燃刨花板的制备方法，包括以下步骤：

s1、将阻燃剂分散于水中，加入大豆蛋白粉搅拌均匀，然后加入碱搅拌18min，微波加热至59℃处理15min，调节ph为中性得到物料a；其中，所述阻燃剂为硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝和磷酸二甲苯酯的混合物；所述阻燃剂、大豆蛋白粉、碱、水的重量比为7：100：6：470；所述硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝、磷酸二甲苯酯的重量比为3：9：11：4；

s2、将物料a真空包装后置于超高压设备中，在220mpa的压力下进行超高压处理3min，在430mpa的压力下进行超高压处理2.4min，然后在610mpa的压力下进行超高压处理38s，从包装中取出后得到物料b；其中，所述超高压处理的温度为26℃，介质为水；

s3、将物料b与尿素混合后搅拌均匀，然后加入丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土和乙酰化纳米纤维素晶须搅拌均匀得到胶黏剂；其中，物料b、尿素、丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土、乙酰化纳米纤维素晶须的重量比为77：5：6：2：2：2：2：1：4.6：1.4；所述物料b为改性物料b；所述改性物料b按照以下工艺进行制备：将六氟戊二酸与三乙烯四胺混合均匀，升温至110℃，保温搅拌15min，升温至155℃保温搅拌20min，再升温至175℃保温搅拌60min，冷却至90℃后加入沸水调节固含量为30wt％，加入环氧氯丙烷，调节温度为45℃保温，待黏度达到160mpa.s后加入乙醇胺，调节ph为3.3，冷却至室温得到改性剂，将改性剂与物料b混合，在室温下搅拌20min得到所述改性物料b；

s4、将甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的混合物均匀喷洒到复合刨花中，将复合刨花在44℃下干燥至含水率为8.6wt％得到预处理刨花；其中，甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的重量比为9：20：2，且甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的总重量为复合刨花重量的6wt％；所述复合刨花为泡桐刨花、杨木刨花、芦苇秸秆刨花的混合物，且泡桐刨花、杨木刨花、芦苇秸秆刨花的重量比为8：1.8：0.5；

s5、将胶黏剂与预处理刨花混合均匀，铺装后得到板坯；其中，所述胶黏剂的重量为预处理刨花重量的14wt％；

s6、将板坯热压成型得到所述耐水阻燃刨花板，其中，所述热压成型的具体工艺包括一次热压成型和二次热压成型，其中，一次热压成型的温度为188℃，时间为33s/mm：二次热压成型的温度为155℃，时间为67s/mm；所述一次热压成型的单位压力为2.7mpa，二次热压成型的单位压力为1.7mpa。

实施例6

本发明提出的一种耐水阻燃刨花板的制备方法，包括以下步骤：

s1、将阻燃剂分散于水中，加入大豆蛋白粉搅拌均匀，然后加入碱搅拌11min，微波加热至62℃处理9min，调节ph为中性得到物料a；其中，所述阻燃剂为硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝和磷酸二甲苯酯的混合物；

s2、将物料a真空包装后置于超高压设备中，在310mpa的压力下进行超高压处理1min，在540mpa的压力下进行超高压处理2min，然后在640mpa的压力下进行超高压处理56s，从包装中取出后得到物料b；

s3、将物料b与尿素混合后搅拌均匀，然后加入丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土和乙酰化纳米纤维素晶须搅拌均匀得到胶黏剂；

s4、将甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的混合物均匀喷洒到复合刨花中，干燥后得到预处理刨花；其中，所述复合刨花为泡桐刨花、杨木刨花、芦苇秸秆刨花的混合物；

s5、将胶黏剂与预处理刨花混合均匀，铺装后得到板坯；

s6、将板坯热压成型得到所述耐水阻燃刨花板，其中，所述热压成型的具体工艺包括一次热压成型和二次热压成型，其中，一次热压成型的温度为190℃，时间为25s/mm：二次热压成型的温度为165℃，时间为58s/mm；

其中，在s1中，所述阻燃剂、大豆蛋白粉、碱、水的重量比为6：100：8.7：350；所述硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝、磷酸二甲苯酯的重量比为4：7：3：3；

在s2中，所述超高压处理的温度为28℃，介质为水；

在s3中，物料b、尿素、丙烯酸乳液、羧基丁苯胶乳、丙三醇三缩水甘油醚、玄武岩纤维、珍珠岩粉、轻质碳酸钙粉、蒙脱土、乙酰化纳米纤维素晶须的重量比为82：4：7：3：0.9：5：3：3：2.5：1；甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的重量比为4：11：4.3，且甲基膦酸二甲酯、硅油、乙基磷酸二乙酯的总重量为复合刨花重量的8wt％；所述物料b为改性物料b；所述改性物料b按照以下工艺进行制备：将六氟戊二酸与三乙烯四胺混合均匀，升温至100℃，保温搅拌25min，升温至140℃保温搅拌45min，再升温至165℃保温搅拌80min，冷却至80℃后加入沸水调节固含量为45wt％，加入环氧氯丙烷，调节温度为40℃保温，待黏度达到180mpa.s后加入乙醇胺，调节ph为3，冷却至室温得到改性剂，将改性剂与物料b混合，在室温下搅拌30min得到所述改性物料b；

在s4中，将复合刨花在48℃下干燥至含水率为8wt％得到预处理刨花；所述复合刨花为泡桐刨花、杨木刨花、芦苇秸秆刨花按重量比为7：1.3：1的混合物；

在s5中，所述胶黏剂的重量为预处理刨花重量的11wt％；

在s6中，所述一次热压成型的单位压力为2.6mpa，二次热压成型的单位压力为2.1mpa。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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