一种低气味刨花板的制备方法与流程

本发明涉及一种低气味刨花板的制备方法，属于木材加工。

背景技术：

1、随着定制家居和板式家具的普及，刨花板作为核心基材需求激增。然而，随着消费者环保认知的提升，对板材散发气味的感知敏感度明显增强。近年来，人造板气味问题频繁引发市场负面反馈，已成为家具、板材上下游企业售后环节的突出痛点，开发低气味环保刨花板成为全行业的紧迫需求。但多数消费者无法分清板材异味的真实成因，普遍将板材气味等同于甲醛、总挥发性有机化合物超标。经人造板生产线工艺分析与实地验证，在甲醛、总挥发性有机化合物释放量达标的前提下，板材气味来源于木材本身：其一为木材内源含有的各类抽提物挥发产生异味，其二是木材内部淀粉、糖类被附着微生物分解代谢生成的挥发性产物产生异味；不同树种的抽提物化学组分存在区别，挥发物种类不同，最终呈现的气味也各有差异，若能将木材内部导致异味的抽提物有效溶出，即可大幅减轻甚至消除板材原生异味。

2、而目前在刨花板除味应用中常采用芳香掩盖法与物理吸附法，二者均存在显著局限性：芳香掩盖法通过添加薄荷提取物、茶叶粉等芳香物质掩盖异味，仅能暂时遮蔽气味而无法从源头消除挥发性有机分子，甚至可能因引入新的芳香成分导致二次污染；物理吸附法依赖滑石粉、活性炭等材料吸附异味，虽短期效果显著，但吸附材料易因饱和而失效，长期使用后可能因吸附物解吸引发二次释放问题。

3、同时，木材内部导致异味的抽提物不仅是板材异味的来源，更是破坏木材胶合性能的关键不利物质：大量抽提物附着沉积在木材表面，既会缩减有效胶接面积、削弱界面胶合强度，又因自身憎水性大幅降低木材表面润湿性，在木材与胶黏剂之间形成阻隔层，阻碍二者充分结合。现有常规常压水热抽提工艺抽提选择性差，脱除导致异味的组分时会同步溶出部分半纤维素、木质素等木材骨架结构物质，造成细胞壁破损、刨花自身强度衰减，因此如何精准选择性脱除导致异味的抽提物、完整保留木质有益结构组分，是抽提除味工艺应用在刨花板生产中的核心技术难点。

4、综上所述，现有掩盖、吸附类除味手段无法根除异味，还易出现异味二次释放的问题，常规水热抽提工艺则难以平衡除味效果与板材力学性能。因此，本领域亟需一种能够从源头选择性去除导致异味的抽提物、同时不损伤木材结构甚至提升胶合性能的刨花板制备方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种低气味刨花板的制备方法，有效降低刨花板气味，同步实现刨花板除味与力学性能的提升。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

3、一种低气味刨花板的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）将新西兰松木削片后刨切，得到刨花；

5、（2）将刨花浸泡在乙醇-水溶液中，加热抽提后得抽提后的刨花；

6、（3）将抽提后的刨花进行干燥处理，得干燥后的刨花；

7、（4）将干燥后的刨花过筛筛分，得到表层用刨花和芯层用刨花；

8、（5）将脲醛胶黏剂分别与表层用刨花和芯层用刨花混合均匀，得施胶表层用刨花和施胶芯层用刨花；

9、（6）将施胶表层用刨花和施胶芯层用刨花均匀铺装在模具中，形成板坯，将板坯热压后晾置冷却至室温，得到刨花板。

10、进一步的，步骤（1）中，所述新西兰松木的含水率为5-30%；刨花的长度为0.1-5mm，宽度为0.2-0.5mm，厚度为0.2-0.5mm。

11、进一步的，步骤（2）中，所述刨花和乙醇-水溶液的质量比为1：（4-6）。木材抽提物成分复杂，包含脂类、萜烯类、酚类、脂肪酸类等导致异味的组分以及半纤维素、木质素等结构性组分。经特定浓度乙醇-水溶液抽提处理后，木质刨花表面及内部会产生可控的微结构变化。这是由于乙醇-水溶液在溶解抽提物的过程中，原本被抽提物填充或覆盖的木材导管、纹孔等天然孔隙得以暴露和疏通，形成了孔隙结构，产生的微孔增加了刨花表面粗糙度与比表面积，有利于固化后增强界面的机械互锁；另一方面，疏通被抽提物堵塞的导管和纹孔，有利于胶黏剂铺展渗透，使胶黏剂与木材活性基团接触更充分并发生交联反应，从而在降低气味的同时提升刨花板的力学性能。

12、进一步的，所述乙醇-水溶液为65%乙醇-水溶液，其中乙醇的质量分数为65%；所述65%乙醇-水溶液的制备方法为：将无水乙醇和去离子水按照质量比为65:35混合均匀配制成65%乙醇-水溶液。当乙醇浓度过高时，虽然对导致异味的抽提物溶解能力强，但高浓度乙醇体系对木材细胞壁中木质素等结构性组分存在过度抽提，一定程度上破坏了骨架的完整性，使得刨花板的内胶合强度、表胶合强度及静曲强度等核心力学性能降低。当乙醇浓度过低时，水相占据主导，体系对非极性脂类、萜烯类等主要导致异味的抽提物的溶解能力明显不足，尽管水分可促进木材润胀，但导致异味的抽提物溶出不充分，刨花板异味明显。而65%乙醇-水溶液平衡了乙醇的有机溶解能力与水的促渗溶胀作用，既能充分溶解并带出堵塞在木材导管、纹孔中的导致异味的抽提物，形成有利于后续胶黏剂渗透的孔隙结构，又不会过度破坏木材细胞壁中的木质素等结构性组分，从而在从源头消除气味的同时，为后续力学性能的增强提供了有利条件。抽提过程选用密闭回流操作，可以减少乙醇挥发，保障抽提体系浓度稳定。

13、进一步的，步骤（2）中，所述加热抽提的温度为55-65℃，加热抽提的时间为5-7h。

14、进一步的，步骤（3）中，所述干燥后的刨花含水率≤4.0％。若含水率偏高：施胶后胶液被稀释，脲醛胶交联不充分，内结合强度下降、游离甲醛增多；若含水率过低：刨花脆性变大，铺装易碎，胶液无法适度浸润木材表面；精准控制刨花含水率，为后续施胶、热压提供稳定原料，避免水分过高导致热压时板材鼓泡的现象。

15、进一步的，步骤（3）中，所述干燥处理的温度为101-105℃。干燥可快速挥发乙醇与自由水，又不会高温碳化木材纤维，彻底脱除刨花内部吸附的乙醇与水分，消除有机溶剂残留隐患。

16、进一步的，步骤（4）中，所述表层用刨花的长度为0.15-0.5mm，芯层用刨花的长度为0.25-4mm。

17、进一步的，步骤（5）中，所述表层用刨花的施胶量为表层用刨花质量的10-12%，芯层用刨花的施胶量为芯层用刨花质量的6-8%。

18、进一步的，步骤（6）中，所述热压的温度为180-200℃，热压的压力为2-3mpa，热压的时间为5-10min。高温和高压下，刨花被压缩并紧密贴合，缩小刨花间的间隙，脲醛树脂在高温下快速发生缩聚反应，由线型分子转变为不溶不熔的体型网状结构。在压力作用下，流动的胶黏剂被挤入刨花中导管、纹孔、微孔中，固化后形成了物理嵌合（机械互锁）+化学键合（氢键/共价键）的双重增强界面，力学性能大幅增加。

19、进一步的，步骤（6）中，所述刨花板的厚度为12mm、18mm、22mm或25mm中的一种。

20、本发明的技术原理是：

21、板材气味来源于木材内源导致异味的抽提物：脂类、萜烯类、酚类、脂肪酸等弱/非极性有机小分子，这类物质大量沉积于木材表面，堵塞木材导管、纹孔，持续挥发释放异味，增加木材表面的污染程度，降低木材胶接表面积，从而降低界面间的胶合强度；而且其中的憎水性抽提物会降低木材表面润湿性，形成憎水性阻隔层，阻碍胶黏剂与木材活性基团接触，直接降低内结合强度。

22、本发明以65%乙醇-水溶液作为选择性抽提剂，依托乙醇与木材中脂类、萜烯类、酚类等非极性/弱极性导致异味的抽提物极性适配的特性，定向溶解脱除木材内源异味物质，从源头根除板材气味释放源，同时体系中的水分能够润胀木材细胞壁，撑开纹孔、导管通道，促进抽提剂深入刨花内部提升萃取效率；该浓度配比可平衡乙醇的溶解能力与水的渗透润胀作用，既不会因乙醇浓度过高过度溶出木质素、半纤维素等木材结构组分而破坏细胞壁骨架，也不会因乙醇浓度过低会使得导致异味的物质溶出不充分，抽提后原本被憎水性抽提物堵塞的木材导管、纹孔得以疏通，在刨花内部形成均匀可控的微孔结构，一方面大幅提升刨花比表面积与表面粗糙度，使热压固化后的胶黏剂嵌入微孔形成机械互锁结构，另一方面消除了木材表面阻碍胶合的憎水阻隔层，改善木材表面润湿性，让脲醛胶充分铺展渗透并与木材活性基团充分交联，在实现低气味效果的同时同步提升刨花板的力学性能，且乙醇沸点低，在后续干燥、热压工序中可完全挥发无残留，胶黏剂充分反应还能降低板材甲醛释放量，分离得到的抽提物亦可回收实现高值化利用，整套处理方式规避了传统掩盖、吸附法易产生二次污染、异味二次释放以及纯水抽提损伤木材基材的缺陷。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、（1）本发明工艺采用65%乙醇-水溶液选择性抽提，直接溶解脱除木材内源脂类、萜烯类导致异味的抽提物，从源头根除异味，且抽提选择性优异，完整保留木材结构性组分，同步实现刨花板除味与力学性能的提升。

25、（2）本发明将木材表面的导致异味的抽提物阻隔层被去除后，脲醛胶与木材活性基团接触更充分，胶黏剂固化反应完全，板材游离甲醛含量显著降低，甲醛释放量低，环保性能突出。

26、（3）本发明选用的乙醇沸点低，刨花干燥、板材热压工序中乙醇可挥发，成品无有机溶剂残留，且无额外异味添加剂引入，生产与使用全程绿色无污染。

27、（4）本发明工艺适配现有生产线，无需对刨花板热压、施胶、筛分核心设备进行大规模改造，仅增设抽提浸泡工段即可适配现有产线，整体工艺简单可控、能耗增幅小，生产门槛低，适合板材企业批量投产，易于工业化规模化推广。