一种无醛阻燃纤维板的生产工艺
文献发布时间：2023-06-19 13:48:08
技术领域
本发明属于人造板技术领域，涉及阻燃纤维板，尤其涉及一种无醛阻燃纤维板的生产工艺。
背景技术
纤维板是人造板最主要板种之一，因具有良好的物理力学性能和可加工性能，被广泛应用于家具、地板、木门、室内装修和包装材料等领域。普通纤维板因使用醛系胶黏剂，存在潜在甲醛释放危害，且普通纤维板80％以上由易燃的木纤维组成，存在严重的火灾安全隐患，因此开发无醛阻燃纤维板十分有必要。
目前人造板企业生产无醛阻燃纤维板一般使用多异氰酸酯(pMDI)作为胶黏剂，同时添加市售阻燃剂生产而成。因异氰酸酯胶黏剂固化后的刚性结构，及阻燃剂添加量大等原因，使得纤维板表层过硬，造成压贴发白、裁切困难、镂铣易崩边等二次加工问题，同时在砂光工序易产生火花，存在火灾隐患；因pMDI易挥发，生产过程造成空气污染，影响人身健康等突出问题，使得异氰酸酯胶黏剂不能长久用于纤维板的生产。用于人造板中的市售阻燃剂一般为粉状，添加量较大，对人造板物理力学性能影响较大，存在产烟量大、烟毒性差等问题，且添加量大时，板材表面很硬，砂光工序易产生火花，存在火灾隐患，迫使阻燃剂升级，及减少阻燃剂用量。
鉴于此，本发明公开一种以豆粕为主要原料的无醛豆粕胶黏剂，该无醛豆粕胶黏剂固化后分子链柔性好，可解决使用pMDI作为无醛胶黏剂导致的压贴发白、裁切困难、镂铣易崩边、砂光火灾隐患等问题。同时该无醛胶黏剂使用低聚合度聚磷酸铵、硼砂作为改性剂，一方面弱碱性改性剂可以使豆粕胶黏剂反应温和稳定，从而提高豆粕胶黏剂的粘接强度，另一方面低聚合度聚磷酸铵、硼砂等改性剂具有一定阻燃功能，与本发明的阻燃剂共同构筑了磷-氮-硼-锌协同阻燃、抑烟体系，提高了阻燃效果，较少了粉状阻燃剂的使用，一定程度解决了粉状阻燃剂添加量大导致的板材物理力学性能差，及板材硬度高导致的砂光工序火灾隐患等问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开了一种无醛阻燃纤维板的生产工艺。
一种无醛阻燃纤维板的生产工艺，包括：木材剥皮→削片→筛选→水洗→蒸煮→纤维分离→调施胶→纤维干燥→施加阻燃剂→铺装成型→预压→热压→冷却→砂光→检验分等→包装入库，其中：
所述调施胶步骤中，将豆粕无醛胶黏剂、水溶性聚酰胺、二苯基甲烷二异氰酸酯通过不同施胶系统均匀施加到纤维表面；
所述施加阻燃剂步骤中，是在分选送风机入口处施加阻燃剂，使用阻燃剂连续螺旋下料机，通过变频调速电机控制阻燃剂添加量；
其中，无醛阻燃纤维板的生产原料，按成品板体积计，至少包含：木材1.8～2.0t/m
本发明较优公开例中，所述水溶性聚酰胺为聚酰胺多胺环氧氯丙烷、聚酰胺聚环氧氯丙烷中的至少一种。
本发明较优公开例中，所述无醛豆粕胶黏剂，所用原料按质量份数为：
所述低聚合度聚磷酸铵为水溶性，聚合度在20以下。
进一步的，所述无醛豆粕胶黏剂制备方法，包括如下步骤：
1)反应釜进自来水，开启搅拌装置，升温至40～60℃；
2)将低聚合度聚磷酸铵、硼砂全部投入反应釜中，搅拌10～20min至溶解；
3)将豆粕缓慢投入反应釜中，搅拌2～3h；
4)用5％氢氧化钠水溶液调节体系pH至8～9；
5)冷却至常温，出料，即得无醛豆粕胶黏剂。
本发明较优公开例中，所述阻燃剂为粉状，原料按质量份数包括：高聚合度聚磷酸铵1～100份、硼酸1～100份、硼酸锌1～100份、硼酸钙1～100份、偏硼酸钡1～100份、三聚氰胺聚磷酸盐1～100份、三聚氰胺1～100份、氢氧化镁1～100份、氢氧化铝1～100份、氧化锌1～100份、有机硅阻燃剂1～100份、可膨胀石墨1～100份。
进一步的，所述阻燃剂，按质量份数包括：高聚合度聚磷酸铵50份、硼酸10份、硼酸锌10份、硼酸钙5份、偏硼酸钡5份、三聚氰胺聚磷酸盐5份、三聚氰胺10份、氢氧化镁20份、氢氧化铝20份、氧化锌10份、有机硅阻燃剂20份、可膨胀石墨10份。
所述高聚合度聚磷酸铵聚合度在1000以上。
所述人造板阻燃剂的原料粒径200～500目，优选300目，使用前将各组分充分混合均匀，堆密度偏差在3％以下。
无醛豆粕胶黏剂由低分子聚磷酸铵、硼砂进行改性，该无醛豆粕胶黏剂以水溶性聚酰胺、二苯基甲烷二异氰酸酯作为交联改性剂，可与大豆蛋白发生交联反应，同时能与木纤维形成共价键，可明显提升无醛豆粕胶黏剂的粘接强度和耐水性能。固化后分子链柔性好，可解决使用pMDI作为无醛胶黏剂导致的压贴发白、裁切困难、镂铣易崩边、砂光火灾隐患等问题，能适用于30丝以上面型压贴；具有一定阻燃功能，与所公开的阻燃剂共同构筑了磷-氮-硼-锌协同阻燃、抑烟体系，提高了阻燃效果。无醛豆粕胶黏剂固化后分子链柔性好，制成的无醛阻燃纤维板表面硬度低，能压贴纹路较深的面型。
有益效果
本发明首先制备以豆粕为主要原料的无醛豆粕胶黏剂，在无醛阻燃纤维板的生产工艺中施加豆粕无醛胶黏剂、水溶性聚酰胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、阻燃剂，经热压等工序制备而成。同时该无醛胶黏剂使用低聚合度聚磷酸铵、硼砂作为改性剂，一方面pH适中的改性剂可以使豆粕胶黏剂反应温和稳定，从而提高豆粕胶黏剂的粘接强度，另一方面低聚合度聚磷酸铵、硼砂等改性剂具有一定阻燃功能，与阻燃剂共同构筑了磷-氮-硼-锌协同阻燃、抑烟体系，提高了阻燃效果，减少了粉状阻燃剂的使用，一定程度解决了粉状阻燃剂添加量大导致的板材物理力学性能差，板材硬度高导致的砂光工序火灾隐患。
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
首先制备无醛豆粕胶黏剂，按质量份数，其原料包括：水100份，豆粕20份，低聚合度聚磷酸铵10份，硼砂5份。
无醛豆粕胶黏剂制备方法为：
(1)反应釜进自来水，开启搅拌装置，升温至40-60℃；
(2)将低聚合度聚磷酸铵、硼砂全部投入反应釜中，搅拌10～20min至溶解；
(3)将豆粕缓慢投入反应釜中，搅拌2-3h；
(4)用5％氢氧化钠水溶液调节体系PH至8～9。
(5)冷却至常温，出料，即得无醛胶黏剂。
然后制备人造板阻燃剂，按质量份数，其原料包括：高聚合度聚磷酸铵50份、硼酸10份、硼酸锌10份、硼酸钙5份、偏硼酸钡5份、三聚氰胺聚磷酸盐10份、三聚氰胺20份、氢氧化镁20份、氢氧化铝20份、氧化锌10份、有机硅阻燃剂10份、可膨胀石墨10份。以上原料粒径300目，将以上原料充分混合均匀，即得人造板阻燃剂。
再经木材剥皮→削片→筛选→水洗→蒸煮→纤维分离→调施胶→纤维干燥→施加阻燃剂→铺装成型→预压→热压→冷却→砂光→检验分等→包装入库等工序，制成成品板一，其性能见表1。
生产原料包括：木材1.8吨/m
水溶性聚酰胺为聚酰胺多胺环氧氯丙烷。
所述调施胶步骤中，将所述豆粕无醛胶黏剂、水溶性聚酰胺、二苯基甲烷二异氰酸酯通过不同施胶系统均匀施加到纤维表面。
所述施加阻燃剂步骤中，是在分选风送风机入口处施加阻燃剂，使用阻燃剂连续螺旋下料机，通过变频调速电机控制阻燃剂添加量。
所述热压步骤中，采用五段温度压力，一区热压温度为220～230℃，热压压力最高350N/㎡；二区热压温度为220～230℃，热压压力为最高280N/㎡；三区热压温度为200～210℃，热压压力最高为140N/㎡；四区热压温度为180～190℃，热压压力最高为80N/㎡；五区为定厚区，热压温度为175-185℃。
表1成品一物理力学性能
备注：阻燃等级按GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》进行评价。
实施例2
首先制备无醛豆粕胶黏剂，按质量份数，其原料包括：水100份，豆粕30份，低聚合度聚磷酸铵15份，硼砂10份。
无醛豆粕胶黏剂制备方法为：
(1)反应釜进自来水，开启搅拌装置，升温至40-60℃；
(2)将低聚合度聚磷酸铵、硼砂全部投入反应釜中，搅拌10～20min至溶解；
(3)将豆粕缓慢投入反应釜中，搅拌60-120min；
(4)用5％氢氧化钠水溶液调节体系PH至8～9。
(5)冷却至常温，出料，即得无醛胶黏剂。
然后制备人造板阻燃剂，按质量份数，其原料包括：高聚合度聚磷酸铵50份、硼酸5份、硼酸锌5份、硼酸钙2份、偏硼酸钡2份、三聚氰胺聚磷酸盐10份、三聚氰胺10份、氢氧化镁15份、氢氧化铝15份、氧化锌5份、有机硅阻燃剂10份、可膨胀石墨10份。将以上原料充分混合均匀，即得人造板阻燃剂。
再经木材剥皮→削片→筛选→水洗→蒸煮→纤维分离→调施胶→纤维干燥→施加阻燃剂→铺装成型→预压→热压→冷却→砂光→检验分等→包装入库等工序，制成成品板二，物理力学性能见表2。
生产原料包括：木材1.8吨/m
水溶性聚酰胺为聚酰胺多胺环氧氯丙烷。
所述调施胶步骤中，将所述豆粕无醛胶黏剂、水溶性聚酰胺、二苯基甲烷二异氰酸酯通过不同施胶系统均匀施加到纤维表面。
所述施加阻燃剂步骤中，是在分选风送风机入口处施加阻燃剂，使用阻燃剂连续螺旋下料机，通过变频调速电机控制阻燃剂添加量。
所述热压步骤中，采用五段温度压力，一区热压温度为220～230℃，热压压力最高350N/㎡；二区热压温度为220～230℃，热压压力为最高280N/㎡；三区热压温度为200～210℃，热压压力最高为140N/㎡；四区热压温度为180～190℃，热压压力最高为80N/㎡；五区为定厚区，热压温度为175-185℃。
表2成品二物理力学性能
备注：阻燃等级按GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》进行评价。
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。