CN102504557B

CN102504557B - 一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法

Info

Publication number: CN102504557B
Application number: CN 201110294833
Authority: CN
Inventors: 饶久平; 陈礼辉; 林铭; 韩益杰
Original assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Current assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date: 2011-10-08
Filing date: 2011-10-08
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2031-10-08
Also published as: CN102504557A

Abstract

本发明公开了一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法，其配方是可发性聚苯乙烯5～200份、木质刨花200~600份（表层刨花50～100份、芯层刨花150～500份）、偶联剂1.5～5份、胶粘剂4～10份。其制造工艺为先将木质刨花干燥至含水率2~5%，并经过分选设备分为表层刨花与芯层刨花两部分，其中表层刨花进行施胶后作为表层物料，芯层刨花用偶联剂表面处理后与EPS进行混合作为芯层物料，经过组坯、预压，热压成型得到低密度木塑复合刨花板。产品具有比普通刨花板密度低、物理力学性能优越，特别是防水性好、环保性能好的优点，生产工艺简单、可在现有的刨花板生产线上生产，广泛用作家具材料、包装材料和墙体材料使用。

Description

一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法

技术领域

本发明属于复合材料领域，更具体涉及一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法。

背景技术

刨花板产品大部分都采用脲醛树脂胶，因而存在甲醛释放，而且市场上刨花板产品密度均在0.5g.cm^-3以上，同时防水性能及尺寸稳定性不理想。木塑复合材料是利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等与一定数量的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合而成的新型木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。木塑复合材料因具有木材和塑料的双重优点，而被广泛应用于室内装修及户外使用。

公开号为“1513918 A”的发明公开了一种木塑复合材料及其制备方法和应用，该复合材料包含有回收塑料、木质纤维以及树脂相容剂等组分，其制备方法涉及由木质纤维改性塑料而得到的复合材料。该复合材料有较高的强度及韧性，并且其成型加工性也得到很大改善。但其生产成本较高。

公开号为“102020862A”的发明公开了一种低密度木塑复合材料及其制造方法，该复合材料采用了EPS与木纤维复合，选用的是MDF生产中未施胶过的纤维，原料的生产复杂，同时采用木纤维与EPS混合后均进行了施胶，在一定程度上都增加了生产的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低密度木塑复合刨花板及其制造方法。本发明原料成本低，制造工艺简单且易控制，产品稳定性好、密度低并具有一定的强度。

本发明是通过如下技术方案实施的：

一种低密度木塑复合材料的配方及其质量份数为：可发性聚苯乙烯5～200份、木质刨花200~600份（表层刨花50～100份、芯层刨花150～500份）、偶联剂1.5～5份、胶粘剂4～10份。

所述的可发性聚苯乙烯为可发性聚苯乙烯粒子，其粒径为0.2~2.0mm。

所述的木质刨花为刨花板生产中所使用的木质刨花。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。

所述的胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶中的一种。

该复合材料可进一步添加质量份数为3~30份的阻燃剂。

所述阻燃剂为磷酸氢二铵、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝、十溴二苯乙烷中的一种或几种。

该低密度木塑复合材料的制造方法的具体步骤为：

1）将木质刨花干燥至含水率为2～5%，再经过刨花分选设备分成表层刨花、芯层刨花两部分；

2）将芯层刨花用量的0.5～1.5%的偶联剂与芯层刨花混合均匀；

3）将表层刨花用量的4 ~10%的胶粘剂对表层刨花进行施胶处理；

4）将步骤2）得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯粒子按比例混合均匀；

5）将步骤3）得到的物料铺装于板坯上下表面，板坯中心层采用步骤4）所得的物料组坯，再进行预压，最后热压得到低密度木塑复合刨花板；所述的预压的压力为0.6~1.4MPa，时间2~10 min；热压过程中单位压力0.8~2.5MPa，温度为140~230℃，热压时间为每毫米板厚20s~60s。

如要生产阻燃型低密度木塑复合材料，在步骤3）和4）中加入配比量的阻燃剂。

本发明的显著优点在于：

(1) 本发明所制得的木塑复合刨花板密度低，强度好、防水性能好，尺寸稳定性好，各项性能优于普通刨花板产品。可广泛用作家具材料、包装材料和墙体材料使用。

(2) 本发明制得的低密度木塑复合刨花板，以厚度为15mm的复合刨花板产品为例，密度在0.35~0.50g·cm^-3，含水率2~10%，2h吸水厚度膨胀率≤4%，静曲强度≥12MPa，内结合强度≥0.25 MPa，导热系数0.03~0.05W/m.K。该低密度木塑复合刨花板可代替刨花板、MDF等广泛使用于家具材料、包装材料和墙体材料，具有节约木材资源的重要意义。

(3) 本发明还可以通过如下措施完善：①制造方法中所用原料为EPS，可选用本身阻燃型的EPS粒子并在成型过程中施加一定量的阻燃剂，以达到产品的阻燃要求，以更安全地用于室内；②将所制得的低密度木塑复合刨花板，可以将其双面进行饰面处理，以提高其装饰效果，可直接使用。

具体实施方式

一种低密度木塑复合材料的配方及其质量份数为：可发性聚苯乙烯5～200份、表层刨花50～100份、芯层刨花150～500份、偶联剂1.5～5份、胶粘剂4～10份。

所述的木质刨花为刨花板生产中所使用的木质刨花。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等液态偶联剂中的任意一种。

所述的胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶中的任意一种。

该复合材料可进一步添加质量份数为3~30份的阻燃剂。

所述阻燃剂为磷酸氢二铵、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝、十溴二苯乙烷中的任意一种或几种。

该低密度木塑复合刨花板的制造方法的具体步骤为：

5）将步骤3）得到的物料铺装于板坯上下表面，板坯中心层采用步骤4）所得的物料组坯，再进行预压，最后热压得到低密度木塑复合刨花板。

所述的预压的压力为0.6~1.4MPa，时间2~10 min；热压过程中单位压力0.8~2.5MPa，温度为140~230℃，热压时间为每毫米板厚20s~60s。

所述步骤3）中胶粘剂的用量，若为二苯基甲烷二异氰酸酯胶（MDI胶）可用3~5份，而脲醛树脂胶（UF胶）或者酚醛树脂胶（PF胶）的用量可用4~8份。

所述步骤4）的热压过程中，当低密度木塑复合材料的厚度在30mm以内时，热压时间为每毫米板厚20s~60s。当厚度大于30mm以上时，热压时间应更长。

本发明下面结合实施来予以阐明。

实施例1

①用木质刨花干燥至含水率为4%，并取表层刨花60份、芯层刨花300份；②将3份硅烷偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面；③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯30份均匀混合，粒径为0.3mm；④将2.5份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶（MDI胶）通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面；⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层，将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层，进行组坯成型；⑥进行预压，预压的压力为0.8MPa，预压时间3min；⑦最后进行热压，单位压力为1.2MPa、时间6min、温度为170℃的条件下热压得到厚度为12mm厚的低密度木塑复合刨花板。

实施例2

①用木质刨花干燥至含水率为3%，并取表层刨花70份、芯层刨花350份；②将3.5份钛酸酯偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面；③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯30份均匀混合，粒径为0.5mm；④将3份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶（MDI胶）通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面；⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层，将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层，进行组坯成型；⑥进行预压，预压的压力为0.8MPa，预压时间3min；⑦最后进行热压，单位压力为1.2MPa、时间6min、温度为180℃的条件下热压得到厚度为12mm厚的低密度木塑复合刨花板。

实施例3

①用木质刨花干燥至含水率为2%，并取表层刨花80份、芯层刨花300份；②将3份铝酸酯偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面；③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯30份均匀混合，粒径为1.5mm；④将2.5份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶（MDI胶）通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面；⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层，将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层，进行组坯成型；⑥进行预压，预压的压力为0.8MPa，预压时间2min；⑦最后进行热压，单位压力为1.2MPa、时间6min、温度为200℃的条件下热压得到厚度为15mm厚的低密度木塑复合刨花板。

实施例4

①用木质刨花干燥至含水率为2%，并取表层刨花80份、芯层刨花500份；②将5份硅烷偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面；③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯150份均匀混合，粒径为1.4mm；④将3份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶（MDI胶）通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面；⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层，将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层，进行组坯成型；⑥进行预压，预压的压力为0.8MPa，预压时间7min；⑦最后进行热压，单位压力为1.2MPa、时间7min、温度为190℃的条件下热压得到厚度为15mm厚的低密度木塑复合刨花板。

实施例5

①用木质刨花干燥至含水率为2%，并取表层刨花100份、芯层刨花350份；②将3.5份钛酸酯偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面；③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯35份均匀混合，粒径为1.2mm；④将8份的酚醛树脂胶通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面；⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层，将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层，进行组坯成型；⑥进行预压，预压的压力为0.8MPa，预压时间8min；⑦最后进行热压，单位压力为1.3MPa、时间6min、温度为180℃的条件下热压得到厚度为20mm厚的低密度木塑复合刨花板。

实施例6

①用木质刨花干燥至含水率为2%，并取表层刨花60份、芯层刨花300份；②将3份硅烷偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面；③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯30份均匀混合，粒径为0.8mm；④将2.5份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶（MDI胶）通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面；⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层，将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层，进行组坯成型；⑥进行预压，预压的压力为0.8MPa，预压时间5min；⑦最后进行热压，单位压力为1.3MPa、时间10min、温度为180℃的条件下热压得到厚度为20mm厚的低密度木塑复合刨花板。

实施例7

①用木质刨花干燥至含水率为2%，并取表层刨花100份、芯层刨花400份；②将4份铝酸酯偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面；③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯40份均匀混合，粒径为1.3mm；④将8份的脲醛树脂胶通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面；⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层，将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层，进行组坯成型；⑥进行预压，预压的压力为0.8MPa，预压时间6min；⑦最后进行热压，单位压力为1.4MPa、时间15min、温度为210℃的条件下热压得到厚度为25mm厚的低密度木塑复合刨花板。

实施例8

①用木质刨花干燥至含水率为2%，并取表层刨花120份、芯层刨花450份；②将4.5份钛酸酯偶联剂通常压缩空气雾化喷洒到芯层刨花表面；③将步骤②得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯40份均匀混合，粒径为0.6mm；④将4份的二苯基甲烷二异氰酸酯胶（MDI胶）通常压缩空气雾化喷洒表层刨花表面；⑤将步骤④得到的物料铺装在板坯的表层，将步骤③得到的物料铺装在板坯的芯层，进行组坯成型；⑥进行预压，预压的压力为0.8MPa，预压时间9min；⑦最后进行热压，单位压力为1.4MPa、时间13min、温度为220℃的条件下热压得到厚度为25mm厚的低密度木塑复合刨花板。

需要说明的是：（1）为了提高阻燃性能，可用阻燃型可发性聚苯乙烯粒子替代；（2）可通过厚度规进一步控制热压后产品的厚度；（3）通过以上实施方案所得到的低密度木塑复合刨花板，可用装饰单板、高压装饰板等装饰材料对其单面或者双面饰面。（4）为了拓宽原料使用范围，木质刨花可用竹刨花、秸秆及蔗渣等碎料替代使用。（5）为进一步提高复合刨花板的防水性能，可以在成型之前加入适量的石蜡乳液等防水剂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种低密度木塑复合刨花板的制造方法，其特征在于：所述的刨花板包括如下质量份数的原料组分：可发性聚苯乙烯5～200份，木质刨花200~600份，偶联剂1.5～5份，胶粘剂4～10份；所述的木质刨花是由50～100份表层刨花和150～500份芯层刨花组成的；

制造方法的具体步骤为：

4）将步骤2）得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯粒子按配比混合均匀；

5）将步骤3）得到的物料铺装于板坯上下表面，板坯中心层采用步骤4）所得的物料组坯，再进行预压，最后热压得到所述的低密度木塑复合刨花板。

2.一种低密度木塑复合刨花板的制造方法，其特征在于：所述的刨花板包括如下质量份数的原料组分：可发性聚苯乙烯5～200份，木质刨花200~600份，偶联剂1.5～5份，胶粘剂4～10份，阻燃剂3~30份；所述的木质刨花是由50～100份表层刨花和150～500份芯层刨花组成的；

制造方法的具体步骤为：

1）将木质刨花干燥至含水率为2～5%，并经过刨花分选设备分成表层刨花、芯层刨花两部分；

3）将表层刨花用量的4 ~10%的胶粘剂对表层刨花进行施胶处理，同时加入配比量的阻燃剂；

4）将步骤2）得到的芯层刨花与可发性聚苯乙烯粒子和阻燃剂按配比混合均匀；

3.根据权利要求1或2所述的低密度木塑复合刨花板的制造方法，其特征在于：所述的可发性聚苯乙烯是粒径为0.2~2.0mm的可发性聚苯乙烯粒子。

4.根据权利要求1或2所述的低密度木塑复合刨花板的制造方法，其特征在于：所述的偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。

5.根据权利要求1或2所述的低密度木塑复合刨花板的制造方法，其特征在于：所述的胶粘剂是二苯基甲烷二异氰酸酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶中的一种。

6.根据权利要求2所述的低密度木塑复合刨花板的制造方法，其特征在于：所述阻燃剂是磷酸氢二铵、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝、十溴二苯乙烷中的一种或多种的混合物。

7.根据权利要求1或2所述的低密度木塑复合刨花板的制造方法，其特征在于：所述的预压的压力为0.6~1.4MPa，时间2~10 min；热压过程中单位压力是0.8~2.5MPa，温度是140－230℃，热压时间是按每毫米板厚20s~60s计算。