一种F4星级全杂木地板基材的制造工艺

技术领域

本发明属于人造板技术领域，涉及人造纤维板的制备，特别涉及一种F4星级全杂木地板基材的制造工艺。

背景技术

强化木地板凭借贴近天然木材的质感、自然温馨、花纹美丽、表面耐磨性能好等优点，一直是人们室内地面装饰的首选材料。通常强化木地板使用高密度纤维板作为地板基材，其以木材为原料，经纤维制备、施加合成树脂，在加热加压条件下压制而成。现如今，纤维板行业普遍面临两个难题，一是生产纤维板所使用的脲醛树脂胶黏剂存在耐水性差、胶层易老化以及在生产和使用过程中存在着甲醛污染等问题，难以满足人们对于绿色环保家居理念的要求；二是木材资源日益紧张，高品质的松木更是供不应求，未来必将出现只能使用杂木进行生产的情况。杂木是阔叶木材的商品名，指树种类较多，单一树种资源不集中。

GB/T 39600-2021《人造板及其制品甲醛释放量分级》将甲醛释放量标准由低到高分为E

本发明旨在开发一种超低游离甲醛含量三聚氰胺改性脲醛树脂，并且将其应用于F4星级全杂木地板基材。所生产出的F4星级全杂木地板基材，具有细腻的纤维形态和合理的表芯层密度，内部质量均匀，具有较好的力学性能和耐水性能，同时还具备更高的环保等级，甲醛释放量在3mg/100g以下。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于，公开一种F4星级全杂木地板基材的制造工艺。

一种F4星级全杂木地板基材的制造工艺，包括以下步骤：上料→剥皮→削片→筛选→水洗→预蒸煮→蒸煮→热磨→调胶→干燥→分选→铺装→预压→热压→翻板冷却→养生→砂光→锯切→检验分等→包装入库，其中：

所述上料步骤中，木材原料选用杂木；

所述调胶步骤中，在纤维喷出的管道中施加超低游离甲醛含量三聚氰胺改性脲醛树脂，施胶量绝干树脂占绝干纤维重量比例为12～18％；同时施加复合型固化剂，添加量为绝干树脂重量的2～4％；

所述干燥步骤中，纤维含水率在8～10％；

所述铺装步骤中，板坯密度在820～860kg/m

所述热压步骤中，采用连续热压工艺，在150～250℃温度条件下对板坯进行热压，压力因子为7～10s/mm。

本发明较优公开例中，所述调胶步骤中的复合型固化剂，由硫酸铵和乙二酸按照3:1的质量比混合而成，其余75％为水。

本发明较优公开例中，所述铺装步骤中，在铺装室出口处，安装4根均平辊，其中，前面2根选用针型齿的均平辊；后面2根选用螺旋齿的均平辊。

本发明较优公开例中，对于厚度≤8mm的薄板，热压温度和热压压力设置如下：采用五段温度分区：225±5℃，215±5℃，200±5℃，175±5℃，165±5℃；热压压力分布：入口段压力升至3.2～3.6MPa，反弹段压力逐步降至2.0～3.0MPa，芯层保温段逐步降至0.2～0.8MPa，定厚段压力1.2～1.8MPa。

本发明较优公开例中，对于厚度＞8mm的厚板，热压温度和热压压力设置如下：采用五段温度分区：235±5℃，230±5℃，210±5℃，195±5℃，180±5℃；热压压力分布：入口段压力升至3.0～3.5MPa，反弹段压力逐步降至1.6～2.8MPa，芯层保温段逐步降至0.05～0.15MPa，定厚段压力1.0～1.5MPa。

本发明所述的超低游离甲醛含量三聚氰胺改性脲醛树脂，不采用传统的“碱-酸-碱”合成工艺，而是“碱-酸-酸-碱”合成工艺。其中，甲醛一次投料，尿素分四次投料，三聚氰胺分两次投料。整个合成过程，分为碱性加成反应、酸性一次缩聚、酸性二次缩聚和碱性后处理四个阶段。

为了实现上述目的，本发明按照如下技术方案实施。

上述超低游离甲醛含量三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法，包括如下步骤：

A.反应釜内先投入甲醛，用氢氧化钠溶液调整pH值至8.3～8.5；

B.加入第一次尿素和第一次三聚氰胺，开蒸汽升温，用55～60分钟缓慢升温至88～90℃(含关蒸汽后自行升温时间)，升温期间pH值不得低于7.2；

C.在88～90℃范围内保温30分钟，测pH值和粘度；

D.分三次加入甲酸调pH值至5.0～5.3，加入丙酮，在89～90℃范围反应，不断观测pH值和粘度的变化，确保pH值不低于5.0，反应终点粘度控制在16～18秒(30℃，涂-4杯)；

E.达到粘度后，立即加入液碱，调pH值至6.4～6.8；

F.pH值达到后，加入第二次尿素和第二次三聚氰胺，在80～85℃之间反应30分钟，反应终点粘度控制在17～19秒(30℃，涂-4杯)，pH值应为6.3～6.5；

G.达到粘度后，加碱调pH值至8～9，降温至75℃，加入第三次尿素，保温20分钟；

H.降温至70℃，加入第四次尿素；

I.降温至43℃以下，加碱调pH值至8.5～9.5，检测pH值和粘度，出胶。

上述参加反应的各种物料，甲醛浓度为37％，甲酸浓度为30％，液碱为20％浓度氢氧化钠溶液，三聚氰胺重量占树脂总重量的4～10％，尿素重量占树脂总重量的40～46％，甲醛与尿素和三聚氰胺的摩尔比F/(U+M)为0.82～0.86，丙酮添加量占尿素总重量的1～1.5％。

本发明较优公开例中，四次尿素的分配比例为：第一次尿素占尿素总重量比例为32～36％；第二次尿素占尿素总重量比例为16～20％；第三次尿素占尿素总重量比例为29～33％；第四次尿素占尿素总重量比例为15～19％。

本发明较优公开例中，两次三聚氰胺的分配比例为：第一次三聚氰胺占三聚氰胺总重量比例为65～70％；第二次三聚氰胺占三聚氰胺总重量比例为30～35％。

本发明所制得的超低游离甲醛含量三聚氰胺改性脲醛树脂，pH值为8.5～9.5，粘度15～17秒(25℃，涂-4杯)，固含量55±2％，固化时间250～350秒，游离甲醛含量0.02～0.05％。

有益效果

本发明所公开的超低游离甲醛含量三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法及应用于F4星级全杂木地板基材，具有以下优点：

1、树脂本身具有较低的摩尔比；采用多次添加尿素和三聚氰胺的工艺，可以更好地捕捉树脂中多余的甲醛，降低树脂中游离甲醛含量；使用复合型固化剂，促使树脂固化更加完全，尤其是其中的乙二酸属于二元酸，固化时可以和更多的甲醛反应，进而降低甲醛释放量。通过以上三种方法，生产的全杂木地板基材甲醛释放量可以达到F4星级标准。

2、树脂合成时添加较低比例的三聚氰胺，既提高了耐水性能，又兼顾了成本。将大部分三聚氰胺在加成反应阶段加入，有利于生成更多的羟甲基三聚氰胺，在缩聚反应时更容易合成较长分子链的线状树脂。在一次缩聚期间添加丙酮，一方面增加了分子链的柔和性，改善树脂的脆性，另一方面在酸催化下发生羟醛缩合反应，增长碳链，分子链的固化交联成体型不溶不熔结构，改善吸湿性，从而解决F4星级地板基材因使用全杂木为原料而出现的耐水性差的问题。

3、先用针型齿均平辊对全杂木板坯进行抛散重组，再用螺旋齿均平辊让板坯纤维可以横向运输，提高板坯横向均匀性，板坯中各处重量分布一致，消除杂木纤维因自身性质差异导致的板坯波动。通过匹配合适的热压工艺，生产的F4星级全杂木地板基材拥有合理的表芯层密度和较好的力学性能。

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

1、超低游离甲醛含量三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法

三聚氰胺重量占改性脲醛树脂重量的8％，尿素重量占改性脲醛树脂重量的40％，甲醛与尿素和三聚氰胺的摩尔比F/(U+M)为0.83。甲醛1次性全部投入，尿素分4批投入，三聚氰胺分2批投入。

制备过程如下：

A.反应釜内先投入甲醛，用氢氧化钠溶液调整pH值至8.3～8.5；

B.加入第一次尿素和第一次三聚氰胺(第一次尿素占尿素总重量比例为35％；第一次三聚氰胺占三聚氰胺总重量比例为70％)，开蒸汽升温，用55～60分钟缓慢升温至88～90℃(含关蒸汽后自行升温时间)，升温期间pH值不得低于7.2；

C.在88～90℃范围内保温30分钟，测pH值和粘度；

D.分三次加入甲酸调pH值至5.0～5.3，加入丙酮(丙酮添加量占尿素总重量的1.5％)，在89～90℃范围反应，不断观测pH值和粘度的变化，确保pH值不低于5.0。反应终点粘度控制在16～18秒(30℃，涂-4杯)；

E.达到粘度后，立即加入液碱，调pH值至6.4～6.8；

F.pH值达到后，加入第二次尿素和第二次三聚氰胺(第二次尿素占尿素总重量比例为18％；第二次三聚氰胺占三聚氰胺总重量比例为30％)，在80～

85℃之间反应30分钟，反应终点粘度控制在17～19秒(30℃，涂-4杯)，pH值应为6.3～6.5；

G.达到粘度后，加碱调pH值至8～9，降温至75℃，加入第三次尿素(第三次尿素占尿素总重量比例为30％)，保温20分钟；

H.降温至70℃，加入第四次尿素(第四次尿素占尿素总重量比例为17％)；

I.降温至43℃以下，加碱调pH值至8.5～9.5，检测pH值和粘度，出胶。

2、7.7mmF4星级全杂木地板基材制造工艺

一种7.7mmF4星级全杂木地板基材的制造工艺，包括以下步骤：上料→剥皮→削片→筛选→水洗→预蒸煮→蒸煮→热磨→调胶→干燥→分选→铺装→预压→热压→翻板冷却→养生→砂光→锯切→检验分等→包装入库，其中：

所述上料步骤中，木材原料只选用杂木。

所述筛选步骤中，筛选出长度和宽度在4～55mm、厚度在3～5mm范围内的合格木片。

所述水洗步骤中，通过水清洗木片，除去泥沙、石头、金属等杂质，保证木片清洁。

所述预蒸煮步骤中，预蒸煮温度控制在95±5℃。

所述蒸煮步骤中，通过蒸煮软化木片，蒸煮压力在8～9bar，蒸煮时间4min。

所述热磨步骤中，木片通过带式螺旋进入热磨机，向磨机里添加熔融石蜡或者乳化石蜡，石蜡施加量7～8kg/m

所述调胶步骤中，在纤维喷出的管道中施加超低游离甲醛含量三聚氰胺改性脲醛树脂，施胶量绝干树脂占绝干纤维重量比例为14％；同时施加复合型固化剂，添加量为绝干树脂重量的2.5％。

所述复合型固化剂，由硫酸铵和乙二酸按照3:1的比例混合而成，其余75％为水。

所述干燥步骤中，纤维含水率控制在9～10％。

所述铺装步骤中，将板坯密度控制在840～860kg/m

所述热压步骤中，采用连续热压工艺，在160～230℃温度条件下对板坯进行热压，压力因子为8～8.5s/mm。热压温度和热压压力设置如下：采用五段温度分区：225±5℃，215±5℃，200±5℃，175±5℃，165±5℃；热压压力分布：入口段压力升至3.2～3.6MPa，反弹段压力逐步降至2.0～3.0MPa，芯层保温段逐步降至0.2～0.8MPa，定厚段压力1.2～1.8MPa。

所述养生步骤中，冷却后的板材堆垛养生48小时，平衡板材性能。

所述砂光步骤中，采用“两道粗砂+两道精砂”的方式，4道砂光砂削量分配如下：第一道砂削量占55～60％(50目砂带)、第二道砂削量占20～25％(80目砂带)、第三道砂削量占10～15％(100目砂带)、第四道砂削量占5～10％(150目砂带)；

经上述步骤制得7.7mmF4星级全杂木地板基材按LY/T 1611-2011《地板基材用纤维板》标准要求进行检测，结果如下：

实施例2

1、超低游离甲醛含量三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法

三聚氰胺重量占改性脲醛树脂重量的6％，尿素重量占改性脲醛树脂重量的44％，甲醛与尿素和三聚氰胺的摩尔比F/(U+M)为0.85。甲醛1次性全部投入，尿素分4批投入，三聚氰胺分2批投入。

制备过程如下：

A.反应釜内先投入甲醛，用氢氧化钠溶液调整pH值至8.3～8.5；

B.加入第一次尿素和第一次三聚氰胺(第一次尿素占尿素总重量比例为34％；第一次三聚氰胺占三聚氰胺总重量比例为70％)，开蒸汽升温，用55～60分钟缓慢升温至88～90℃(含关蒸汽后自行升温时间)，升温期间pH值不得低于7.2；

C.在88～90℃范围内保温30分钟，测pH值和粘度；

D.分三次加入甲酸调pH值至5.0～5.3，加入丙酮(丙酮添加量占尿素总重量的1.2％)，在89～90℃范围反应，不断观测pH值和粘度的变化，确保pH值不低于5.0。反应终点粘度控制在16～18秒(30℃，涂-4杯)；

E.达到粘度后，立即加入液碱，调pH值至6.4～6.8；

F.pH值达到后，加入第二次尿素和第二次三聚氰胺(第二次尿素占尿素总重量比例为18％；第二次三聚氰胺占三聚氰胺总重量比例为30％)，在80～

85℃之间反应30分钟，反应终点粘度控制在17～19秒(30℃，涂-4杯)，pH值应为6.3～6.5；

G.达到粘度后，加碱调pH值至8～9，降温至75℃，加入第三次尿素(第三次尿素占尿素总重量比例为30％)，保温20分钟；

H.降温至70℃，加入第四次尿素(第四次尿素占尿素总重量比例为18％)；

I.降温至43℃以下，加碱调pH值至8.5～9.5，检测pH值和粘度，出胶。

2、11.7mmF4星级全杂木地板基材制造工艺

一种11.7mmF4星级全杂木地板基材的制造工艺，包括以下步骤：上料→剥皮→削片→筛选→水洗→预蒸煮→蒸煮→热磨→调胶→干燥→分选→铺装→预压→热压→翻板冷却→养生→砂光→锯切→检验分等→包装入库，其中：

所述上料步骤中，木材原料只选用杂木。

所述筛选步骤中，筛选出长度和宽度在4～55mm、厚度在3～5mm范围内的合格木片。

所述水洗步骤中，通过水清洗木片，除去泥沙、石头、金属等杂质，保证木片清洁。

所述预蒸煮步骤中，预蒸煮温度控制在95±5℃。

所述蒸煮步骤中，通过蒸煮软化木片，蒸煮压力在8～9bar，蒸煮时间4min。

所述热磨步骤中，木片通过带式螺旋进入热磨机，向磨机里添加熔融石蜡或者乳化石蜡，石蜡施加量6.5～7kg/m

所述调胶步骤中，在纤维喷出的管道中施加超低游离甲醛含量三聚氰胺改性脲醛树脂，施胶量绝干树脂占绝干纤维重量比例为12％；同时施加复合型固化剂，添加量为绝干树脂重量的3％。

所述复合型固化剂，由硫酸铵和乙二酸按照3:1的比例混合而成，其余75％为水。

所述干燥步骤中，纤维含水率控制在8～9％。

所述铺装步骤中，将板坯密度控制在830～850kg/m

所述热压步骤中，采用连续热压工艺，在180～240℃温度条件下对板坯进行热压，压力因子为7.5～8.5s/mm。热压温度和热压压力设置如下：采用五段温度分区：235±5℃，230±5℃，210±5℃，195±5℃，185±5℃；热压压力分布：入口段压力升至3.0～3.5MPa，反弹段压力逐步降至1.6～2.8MPa，芯层保温段逐步降至0.05～0.15MPa，定厚段压力1.0～1.5MPa。

所述养生步骤中，冷却后的板材堆垛养生48小时，平衡板材性能。

所述砂光步骤中，采用“两道粗砂+两道精砂”的方式，4道砂光砂削量分配如下：第一道砂削量占55～60％(50目砂带)、第二道砂削量占20～25％(80目砂带)、第三道砂削量占10～15％(100目砂带)、第四道砂削量占5～10％(150目砂带)。

经上述步骤制得11.7mmF4星级全杂木地板基材按LY/T 1611-2011《地板基材用纤维板》标准要求进行检测，结果如下：

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。