一种难燃防潮超强刨花板及其制备方法与流程

1.本发明属于人造板制造技术领域，特别涉及一种难燃防潮超强刨花板及其制备方法。


背景技术：

2.刨花板是一种以木材或其他木质纤维为原料，经刨花制备、干燥与分选、施加胶黏剂及其他助剂、铺装、预压、热压成型后制成的人造板材。随着经济的发展和人民生活质量的提升，国内定制家具行业得到快速发展，刨花板作为定制家具的主要基材，需求量日益增加。但是，由于木质家具本身的材料特性，有着易燃、燃烧易发烟以及会吸水膨胀的缺陷。同时，在传统定制家具的设计中，由于刨花板强度不够，在承受稍大的压力情况下，容易发生变形，需要其他材料来配合支撑。因此，如何提高刨花板的防火性能，减少刨花板在燃烧过程中总烟释放量，减少刨花板的吸水厚度膨胀率，提高刨花板的防潮性能，提高刨花板的力学强度，是现在人造板生产企业亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种难燃防潮超强刨花板的制备方法，制备得到的难燃防潮超强刨花板，具有良好的阻燃防火性能，且结构稳定，耐水性好，静曲强度高。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种难燃防潮超强刨花板的制备方法，包括以下步骤：
5.(1)将木片加工成木刨花，将木刨花筛分出超大刨花、大刨花、粗刨花和细刨花；
6.(2)将大刨花和超大刨花置于活化液中浸渍5～10min，所述活化液为氢氧化钠和氨水的混合溶液，取出进行真空烘干，然后微波活化，得到活化的大刨花和超大刨花；
7.(3)将活化的大刨花和超大刨花置于调节剂中浸渍，浸渍完成后取出进行真空烘干，得到预处理的大刨花和超大刨花；所述调节剂按重量份计为：去离子水75～90份、重烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠5～10份、十六烷基三甲基溴化铵1～4份、十二烷基酚聚氧乙烯醚2～5份、煤油4～8份；并将各组分共混后在40～50℃下经过高速剪切乳化而成；
8.(4)将预处理的大刨花和超大刨花置于改性液a中，所述改性液a为氯化钙、醋酸钙、葡萄糖钙中的一种或者几种与碳酸氢镁、硝酸镁的混合水溶液；在40～60℃负压浸渍2～4h，浸渍完成后取出大刨花和超大刨花，进行真空烘干；
9.(5)将步骤(4)烘干后的大刨花和超大刨花置于改性液b中，所述改性液b为包括碳酸钠、碳酸钾的一种或者两种、氢氧化钠的混合水溶液，在90～120℃负压浸渍1～3h，浸渍完成后取出大刨花和超大刨花，进行真空烘干，得到改性处理的大刨花和超大刨花；
10.(6)将改性处理后的大刨花和超大刨花进行水洗处理，对改性处理后的大刨花和超大刨花和未改性的粗刨花和细刨花进行干燥至设定含水率，然后分步施加胶黏剂和防水剂；
11.(7)对施胶后的刨花进行多级渐变结构铺装；板坯铺装成型后进行预热，再经连续
平压成形后即得到难燃防潮超强刨花板。
12.优选的，上述难燃防潮超强刨花板制备方法中，所述步骤(2)中，活化液按重量份计为氢氧化钠1～5份、氨水溶液1～5份、水90～98份组成的复合溶液，所述氨水溶液的质量百分比浓度为15％～30％；活化液的用量与大刨花和超大刨花总质量比为100:2～8。
13.优选的，上述难燃防潮超强刨花板制备方法中，所述步骤(3)中，调节剂的用量与活化的大刨花和超大刨花总质量比为100:8～12。
14.优选的，上述难燃防潮超强刨花板制备方法中，所述步骤(4)中，改性液a按重量份计为去离子水65～80份、氯化钙15～20份、葡萄糖酸钙0～5份、醋酸钙0～5份、碳酸氢镁5～8份、硝酸镁1～4份的混合溶液；改性液a的用量与预处理的大刨花和超大刨花总质量份数比为100:2～5。
15.优选的，上述难燃防潮超强刨花板制备方法中，所述步骤(5)中，改性液b按重量份计为去离子水60～80份、碳酸钠10～30份、碳酸钾5～15份、氨水0～5份和氢氧化钠5～12份的混合溶液；改性液b的用量与用于预处理的大刨花和超大刨花总质量份数比为100:4～8。
16.优选的，上述难燃防潮超强刨花板制备方法中，所述步骤(6)中，含水率为3～10％。
17.优选的，上述难燃防潮超强刨花板制备方法中，所述步骤(6)中，胶黏剂为异氰酸酯、三聚氰胺改性脲醛树脂、聚丙烯酸乳液、乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚乳液、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯中的一种或几种，施加胶黏剂施加量与用于制备刨花板的木刨花总质量比3.5～12:100；防水剂为石蜡乳液、熔融石蜡、有机硅氧烷、铝酸盐中的一种或几种，防水剂施加量与用于制备刨花板的木刨花总质量比2～3:100。
18.优选的，上述难燃防潮超强刨花板制备方法中，所述超大刨花长度为60～80mm，所述大刨花长度为40～59mm，粗刨花长度为20～39mm，细刨花长度为小于20mm。
19.优选的，上述难燃防潮超强刨花板制备方法中，所述步骤(1)中，木片由木材原料进行削片得到，所述木材原料包括桉木、杨木、松木和硬杂木中的一种或几种；所述木片在加工前根据尺寸进行筛选，分出不同尺寸范围木片，其中长度尺寸在40～80mm的木片采用环式长材刨片机加工成木刨花，长度尺寸小于40mm的木片采用普通刨片机加工成木刨花。
20.一种上述的难燃防潮超强刨花板的制备方法制备得到的刨花板。
21.与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
22.1.本发明的难燃防潮超强刨花板，具有阻燃性能强、抑烟特性，耐水性好，且剖面密度分布均匀、结构稳定，静曲强度(18mm标准刨花板静曲强度＞18mpa)、内结合强度、耐冲击性强等力学性能得到提高，有利于刨花板的推广应用。
23.2.本发明将木刨花筛分出超大刨花和大刨花，使用氢氧化钠、氨水组成的活化液对其进行活化处理，通过活化液对木片中木质素的高溶解性，可以有效降低木片部分化学成分的结合强度，使其结构变得疏松，细胞壁之间的通路被扩大。干燥后的刨花使用微波处理进一步活化，使木材细胞壁产生裂隙，空隙增多，便于后续改性剂进入细胞内部，对刨花进行改性。
24.3.本发明在对刨花进行活化处理和调节剂预处理后，先将刨花在改性液a中浸渍，通过负压浸渍的方式使改性液a进入被活化的刨花木材细胞内部，再将刨花放入改性液b中，在负压和一定温度下使改性液b与附着在细胞腔内的钙离子和镁离子反应，在细胞内部
生成稳定的文石型碳酸钙和氢氧化镁晶体。氢氧化镁受热易分解，生成氧化镁和水，既分解吸热又隔绝空气，碳酸钙虽然低温下不易分解，但一方面可以阻隔火势蔓延，一方面是良好的吸热材料，可以间接起到阻燃剂的作用。碳酸钙和氢氧化镁位于木材细胞腔内部，阻碍了水分进入细胞腔的通道，因此板材的耐水性也随之提高，此外刨花板的内结合强度和静曲强度得到提高。
25.4.本发明在浸渍改性液前使用调节剂对刨花进行改性预处理，调节剂由表面活性剂和水、煤油乳化而成，表面活性剂通过氢键和羟基和木材细胞腔内的亲水基团紧密结合，当刨花被放入改性液中时，碳酸钙在细胞内壁的水油界面成核，晶核簇被表面活性剂相对牢固的固定在了细胞壁表面、纹孔内以及经过微波处理后产生的空隙中，碳酸钙晶体在以上位置快速生长，以此阻碍了水分经由以上通道进入细胞腔内。同时，表面活性剂对碳酸钙晶体由不稳定、松散的球霰石型向稳定、结构紧密文石型碳酸钙晶体转化具有促进作用，这进一步加强了木刨花的力学性能和阻燃性能。
具体实施方式
26.下面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。
27.实施例1
28.一种难燃防潮超强刨花板的制备方法，包括以下步骤：
29.(1)将桉树木材原料进行削片得到木片，对木片进行筛选，筛选出长度尺寸在40～80mm和长度尺寸40mm以下的木片，长度尺寸在40～80mm的木片采用环式长材刨片机加工成木刨花，和普通刨片机将不同尺寸的木片加工成木刨花，长度尺寸40mm以下的木片采用普通刨片机加工成木刨花；
30.在环式长材刨片机木刨花出料口设置二级振动筛网，二级振动筛网孔径分别为20mm
×
60mm和10mm
×
40mm，分别筛分出超大刨花、大刨花、粗刨花、以及细刨花，超大刨花长度为60～80mm，大刨花长度为40～59mm，粗刨花长度为20～39mm，细刨花长度为小于20mm；
31.(2)将大刨花和超大刨花置于活化液中浸渍5min，浸渍完成后取出放入真空干燥箱内在103℃下进行真空烘干，然后在使用频率为915mhz、功率密度为60kw
·
h/m3条件下的微波活化120s，得到活化的大刨花和超大刨花；
32.活化液按重量份计由氢氧化钠5份、氨水溶液5份、水90份组成的复合溶液，氨水溶液的质量百分比浓度为20％，活化液的用量与大刨花和超大刨花总质量比为20:1；
33.(3)将活化的大刨花和超大刨花置于调节剂中浸渍20min，捞出后置于真空干燥箱在103℃下进行真空烘干，得到预处理的大刨花和超大刨花；
34.调节剂为去离子水80份、十二烷基苯磺酸钠(sdbs)10份、十六烷基三甲基溴化铵(ctab)1份、十二烷基酚聚氧乙烯醚(op
‑
10)3份、煤油6份共混后，在50℃下经过高剪切乳化机在10000rmp的速度下乳化2min而成的乳液；调节剂的用量与活化的大刨花和超大刨花总质量比为25:2；
35.(4)将预处理的大刨花和超大刨花置于改性液a中，在50℃下负压浸渍2h，捞出后置于真空干燥箱中103℃下烘干；
36.改性液a按重量份数计由去离子水70份、氯化钙20份、碳酸氢镁5份、硝酸镁3份和
醋酸钙2份组成的复合溶液；改性液a的用量与预处理的大刨花和超大刨花总质量份数比为30:1；采用多种钙离子溶液和镁离子溶液混合有利于促进后续碳酸钙和氢氧化镁晶体的形成，葡萄糖酸根或醋酸根等有机阳离子可以在晶体形成的过程中促进碳酸钙晶体稳定成形；
37.(5)将步骤(4)得到的烘干后的大刨花和超大刨花置于改性液b中，在100℃温度下、
‑
0.05mpa(与大气压的压力差为0.05mpa)负压浸渍2h，浸渍完成后取出大刨花和超大刨花，进行真空烘干，得到改性处理的大刨花和超大刨花；
38.改性液b按重量份计由去离子水70份、碳酸钠15份、碳酸钾5份、氨水3份和氢氧化钠7份组成的复合溶液；改性液b用量与用于制备刨花板的木刨花质量份数比为14:1；
39.(6)将改性处理后的大刨花和超大刨花进行水洗处理，然后将改性处理的大刨花和超大刨花木刨花干燥至含水率为8％，粗刨花和细刨花干燥至含水率为10％；
40.(7)采用内置有6个雾化喷洒模块的滚筒式拌胶机对超大刨花和大刨花分步施加胶黏剂、防水剂，采用高速环式拌胶机对粗刨花和细刨花分步施加胶黏剂、防水剂；
41.胶黏剂为异氰酸酯(mdi)，胶黏剂用量与用于制备刨花板的木刨花质量份数比3.5:100；所述防水剂石蜡乳液，防水剂用量与用于制备刨花板的木刨花质量份数比1:50；
42.(8)采用三级铺装成形设备对超大刨花、大刨花、粗刨花、以及细刨花进行多级渐变结构铺装，刨花板坯结构设计为“表
‑
芯
‑
表”逐级渐变结构，分别采用气流
‑
机械联合铺装及机械铺装的方式铺装刨花板表层和芯层，每层铺装完成后设置预压辊对其进行预压，表层刨花采用气流
‑
机械联合铺装，并配置多级分料钻石辊；芯层刨花采用机械铺装并配合多级刨花下料抛洒辊；
43.(9)板坯铺装成型后经连续热压成形，热压工艺参数为：热压温度为160℃，热压时间为5min，热压压力为7mpa，得到难燃防潮超强刨花板。
44.实施例2
45.一种难燃防潮超强刨花板的制备方法，包括以下步骤：
46.(1)将桉树木材原料进行削片得到木片，对木片进行筛选，筛选出长度尺寸在40～80mm和长度尺寸40mm以下的木片，长度尺寸在40～80mm的木片采用环式长材刨片机加工成木刨花，和普通刨片机将不同尺寸的木片加工成木刨花，长度尺寸40mm以下的木片采用普通刨片机加工成木刨花；
47.在环式长材刨片机木刨花出料口设置二级振动筛网，二级振动筛网孔径分别为20mm
×
60mm和10mm
×
40mm，分别筛分出超大刨花、大刨花、粗刨花、以及细刨花，超大刨花长度为60～80mm，大刨花长度为40～59mm，粗刨花长度为20～39mm，细刨花长度为小于20mm；
48.(2)将大刨花和超大刨花置于活化液中浸渍5min，浸渍完成后取出放入真空干燥箱内在103℃下进行真空烘干，然后在使用频率为900mhz、功率密度为50kw
·
h/m3的条件下微波活化140s，得到活化的大刨花和超大刨花；
49.活化液按重量份计由氢氧化钠5份、氨水溶液5份、水90份组成的复合溶液，氨水溶液的质量百分比浓度为20％，活化液的用量与大刨花和超大刨花总质量比为20:1；
50.(3)将活化的大刨花和超大刨花置于调节剂中浸渍30min，捞出后置于真空干燥箱中103℃真空烘干，得到预处理的大刨花和超大刨花；
51.调节剂为去离子水85份、重烷基苯磺酸钠5份、十六烷基三甲基溴化铵(ctab)1份、
十二烷基酚聚氧乙烯醚(op
‑
10)3份、煤油6份共混后，在45℃下经过高剪切乳化机在10000rmp的速度下乳化2min而成的乳液；调节剂的用量与活化的大刨花和超大刨花总质量比为25:2；
52.(4)将预处理的大刨花和超大刨花置于改性液a中，在50℃下负压浸渍2h，捞出后置于真空干燥箱中烘干；
53.改性液a按重量份数计由去离子水75份、氯化钙15份、碳酸氢镁6份、硝酸镁1份和葡萄糖酸钙3份组成的复合溶液；改性液a的用量与预处理的大刨花和超大刨花总质量份数比为25:1；
54.(5)将步骤(4)得到的烘干后的大刨花和超大刨花置于改性液b中，在100℃下
‑
0.05mpa负压浸渍2h，浸渍完成后取出大刨花和超大刨花，103℃下进行真空烘干，得到改性处理的大刨花和超大刨花；
55.改性液b按重量份计由去离子水65份、碳酸钠20份、碳酸钾10份和氢氧化钠10份组成的复合溶液；改性液b用量与用于制备刨花板的木刨花质量份数比为18:1；
56.(6)将改性处理后的大刨花和超大刨花进行水洗处理，然后将改性处理的大刨花和超大刨花木刨花干燥至含水率为5％，粗刨花和细刨花干燥至含水率为7％；
57.(7)采用内置有6个雾化喷洒模块的滚筒式拌胶机对超大刨花和大刨花分步施加胶黏剂、防水剂，采用高速环式拌胶机对粗刨花和细刨花分步施加胶黏剂、防水剂；
58.胶黏剂为三聚氰胺改性脲醛树脂(muf)，胶黏剂用量与用于制备刨花板的木刨花质量份数比1:10；所述防水剂为熔融石蜡，防水剂用量与用于制备刨花板的木刨花质量份数比3:100；
59.(8)采用三级铺装成形设备对超大刨花、大刨花、粗刨花、以及细刨花进行多级渐变结构铺装，刨花板坯结构设计为“表
‑
芯
‑
表”逐级渐变结构，分别采用气流
‑
机械联合铺装及机械铺装的方式铺装刨花板表层和芯层，每层铺装完成后设置预压辊对其进行预压，表层刨花采用气流
‑
机械联合铺装，并配置多级分料钻石辊；芯层刨花采用机械铺装并配合多级刨花下料抛洒辊；
60.(9)板坯铺装成型后经连续热压成形，热压工艺参数为：热压温度为160℃，热压时间为5min，热压压力为7mpa，得到难燃防潮超强刨花板。
61.对比例1
62.本对比例与实施例1不同之处在于：不在活化液中浸渍超大刨花和大刨花，其他步骤和工艺参数与实施例1相同。
63.对比例2
64.本对比例与实施例1不同之处在于：不对超大刨花和大刨花进行微波活化，其他步骤和工艺参数与实施例1相同。
65.对比例3
66.本对比例与实施例1不同之处在于：不将超大刨花和大刨花浸渍到改性液a和改性液b中改性处理。
67.对比例4
68.本对比例与实施例1不同之处在于：不将活化的超大刨花和大刨花置于调节剂浸渍处理。
69.对比例5
70.本对比例的刨花板的制备方法为：
71.(1)将桉树木材原料进行削片得到木片，对木片进行筛选，筛选出长度尺寸在40～80mm和长度尺寸40mm以下的木片，长度尺寸在40～80mm的木片采用环式长材刨片机加工成木刨花，和普通刨片机将不同尺寸的木片加工成木刨花，长度尺寸40mm以下的木片采用普通刨片机加工成木刨花；
72.在环式长材刨片机木刨花出料口设置二级振动筛网，二级振动筛网孔径分别为20mm
×
60mm和10mm
×
40mm，分别筛分出超大刨花、大刨花、粗刨花、以及细刨花，超大刨花长度为60～80mm，大刨花长度为40～59mm，粗刨花长度为20～39mm，细刨花长度为小于20mm；
73.(3)将大刨花和超大刨花木刨花干燥至含水率为5％，粗刨花和细刨花干燥至含水率为7％；
74.(4)采用内置有6个雾化喷洒模块的滚筒式拌胶机对超大刨花和大刨花分步施加胶黏剂、防水剂，采用高速环式拌胶机对粗刨花和细刨花分步施加胶黏剂、防水剂；
75.胶黏剂为三聚氰胺改性阻燃脲醛树脂，胶黏剂用量与用于制备刨花板的木刨花质量份数比1:10；所述防水剂为熔融石蜡，防水剂用量与用于制备刨花板的木刨花质量份数比3:100；
76.三聚氰胺改性阻燃脲醛树脂胶黏剂为三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂内混合添加20％的碳酸钙粉末和5％氢氧化镁粉末，经搅拌均匀后施加；
77.(5)采用三级铺装成形设备对超大刨花、大刨花、粗刨花、以及细刨花进行多级渐变结构铺装，刨花板坯结构设计为“表
‑
芯
‑
表”逐级渐变结构，分别采用气流
‑
机械联合铺装及机械铺装的方式铺装刨花板表层和芯层，每层铺装完成后设置预压辊对其进行预压，表层刨花采用气流
‑
机械联合铺装，并配置多级分料钻石辊；芯层刨花采用机械铺装并配合多级刨花下料抛洒辊；
78.(6)板坯铺装成型后经连续热压成形，热压工艺参数为：热压温度为160℃，热压时间为5min，热压压力为7mpa，得到刨花板。
79.对比例6
80.市面购买18mm潮湿状态下使用的家具型刨花板。
81.对比例7
82.市面购买18mm干燥状态下使用的难燃普通型刨花板。
83.对实施例1～2制备的难燃防潮超强刨花板和对比例1～7得到的刨花板进行性能检测，参照gb/t 4897
‑
2015《刨花板》分别进行吸水厚度膨胀率、内结合强度以及静曲强度等指标检测，参照gb 8624
‑
2012对试样的燃烧性能进行检测，参照gb/t 20285
‑
2006对试样的产烟毒性进行检测。
84.表1为刨花板(18mm标准刨花板)性能检测结果，由表可知，实施例1、2的燃烧性能均为a2级，明显高于对比例1～7，具有良好的阻燃性能。实施例1、2的产烟毒性均为aq2级，明显高于对比例2～7，具有良好的抑烟性能。实施例1、2的吸水厚度膨胀率远低于对比例1～7，具有良好的耐湿防潮性能。另外，实施例1、2的内结合强度和静曲强度也远高于对比实施例和标准要求，具有良好的机械加工性能和耐冲击性强。
85.表1产品性能检测数据(18mm标准刨花板)
[0086][0087][0088]
综上所述，采用本发明的制备方法制得的难燃防潮超强刨花板，具有好的阻燃抑烟性能，结构稳定，耐水性好，具有良好的机械加工性能，内结合强度高，耐冲击性强。
[0089]
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。