CN111377704B - 一种阻燃刨花板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种阻燃刨花板的制备方法，其特征在于：所述阻燃刨花板是由木纤维丝刨花和阻燃浆料按照比重1:6‑8进行混合形成混合浆料，进行铺浆辊压，固化养护；所述阻燃浆料是以氧化镁、硫酸镁和水作为反应原料，以一水柠檬酸、柠檬酸钠和硬脂酸钙为改性助，以膨润土、粉煤灰和滑石粉为填充剂制得。本发明制备的阻燃刨花板安全环保，本发明无需额外使用粘结剂，甲醛释放量低至0.07ml/L，达到了E0级；具有优异的防火性能，防火性能达到A1级，在1000℃火焰温度下不发生变形；机械强度高，抗折强度达到45MPa以上，承载力可达13000KN；具有优异的防水能力和耐腐蚀能力，延长徐然刨花板本身的使用寿命。

Description

一种阻燃刨花板的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种阻燃刨花板的制备方法。
背景技术
刨花板(Particle board)又叫微粒板、颗粒板、蔗渣板，由木材或其他木质纤维素材料制成的碎料，施加胶粘剂后在热力和压力作用下胶合成的人造板，又称碎料板。主要用于家具制造和建筑工业及火车、汽车车厢制造。为刨花板结构比较均匀，加工性能好，可以根据需要加工成大幅面的板材，是制作不同规格、样式的家具较好的原材料。
随着中国国家经济的高速发展，人们的生活水平日益提高，对饰面刨花板的要求也越来越高，现有的刨花板机械强度低，容易发生断裂，降低了刨花板的使用寿命。另外，随着刨花板的应用越来越广，刨花板本身在高温、高湿环境中容易变形，阻燃性能差、大多刨花板的防火性能只能达到B级，容易燃烧，造成火灾，给使用场所带来了严重的安全隐患。由于在刨花板生产过程中，一般会使用甲醛基胶粘剂，如CN108501165A中使用的胶粘剂为酚醛树脂、脲醛树脂、酚醛三聚氰胺树脂的混合物，因此其成品会或多或少地释放游离甲醛，当游离甲醛含量超过一定限制时，会影响人体健康。刨花板作为饰面板时，表面附着性差，存在不易着色的问题。
发明内容
基于上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种环保、抗变形能力强的阻燃刨花板的制备方法。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种阻燃刨花板的制备方法，其特征在于：所述阻燃刨花板是由木纤维丝刨花和阻燃浆料按照比重1:6-8进行混合形成混合浆料，进行铺浆辊压，固化养护，所述阻燃浆料具体是在水中加入硫酸镁配制成溶液，然后依次加入氧化镁、一水柠檬酸和柠檬酸钠、硬脂酸钙和木纤维丝刨花进行搅拌15-20min，搅拌速率为80-100r/min，再加入膨润土、粉煤灰、滑石粉、进行搅拌制成浆料，搅拌速率为120-160r/min，搅拌时间为30-45min制得，上述滑石粉为粒径D＝5.5-6.5μm的滑石粉A和粒径为10-12μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B＝2:1-1.5；上述固化养护是辊压成型后在35℃-45℃、80-90％湿度条件下养护7-12小时，脱模后再在30℃-40℃、65％-70％湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天。
本发明中木纤维丝刨花在浆料中起到了优异的骨架支撑作用，被浆料其余成分完整包裹，有效防止木纤维丝刨花吸潮，结合浆料的配方，使得整体塑性高，刨花与其余成分有效结合，在长期使用过程中不发生分层，粉化等现象。
固化过程中，容易出现固化后的产品脆性大的问题，本发明通过上述配料控制结晶，结合上述特定的固化养护手段，克服了上述问题，制备的产品韧性得到提高，抗冲击能力得到增强。
进一步，上述滑石粉为粒径D＝6μm的滑石粉A和粒径为12μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B＝2:1。
滑石粉作为填充剂加入体系中，可以提高材料的阻燃性，延长晶相凝结时间，但滑石粉具有特殊的菱形薄片状结构，会直接影响材料的疏密程度，粒子间会堆积出现较大的缝隙，导致材料密度降低，影响其抗腐蚀能力以及抗变形能力。本发明采用粗细程度不同的滑石粉作为填充材料，实现二次填充，增加材料密度，从而降低制备的材料的干缩率，同时降低水化热，防止高温变形，保证了尺寸稳定性。
进一步，上述膨润土的粒径为15-20μm，粉煤灰粒径为70-80μm。
进一步，上述原料中按比重为100份氧化镁、55-60份硫酸镁和60-65份水，反应助剂中按比重为0.8-1.6份一水柠檬酸、0.5-1份柠檬酸钠和0.5-2.8份硬脂酸钙。
进一步，上述阻燃浆料中还加入的填充材料按比重为5-10份膨润土、6-12份粉煤灰、9-14份滑石粉。
上述氧化镁、硫酸镁和水反应成型具体是通过反应生成结晶相，若控制不好，晶相凝结过快，会导致板材内应力大，分布不均匀，稳定性差，使得最终板材受外界环境影响容易变形。本发明中一水柠檬酸、柠檬酸钠以及滑石粉协同延长氧化镁、硫酸镁反应结晶凝结时间，避免水分蒸发过快，提高了结晶相的稳定性和均匀性，从而提高制备的组刨花板的强度和耐腐蚀能力；加入硬脂酸钙的作用是提高了材料的抗水防水性，提高了材料的软化系数，降低了材料与外界水接触后出现的整体形变。
进一步，上述胶状浆料在40r/min的搅拌速率下采用Cs-137辐照处理6-8h，使得浆料分子结构发生变化，增强了材料的韧性和拉伸强度，抑制了材料表面开裂和粉化。
进一步，上述铺浆辊压具体是用低碱玻纤坯布分别置于两个表面，在中间加入上述混合浆料，辊压成型。
最具体的，一种阻燃刨花板的制备方法，其特征在于，按如下方案进行：
步骤(1)：在60-65份水中加入55-60份硫酸镁配制成溶液，然后依次加入100份氧化镁、0.8-1.6份一水柠檬酸和0.5-1份柠檬酸钠、0.5-2.8份硬脂酸钙和木纤维丝刨花进行搅拌15-20min，搅拌速率为80-100r/min，木纤维丝刨花和浆料其余所有成分总和的重量比为1:6-8；
步骤(2)：再加入5-10份膨润土、6-12份粉煤灰、9-14份滑石粉进行搅拌制成混合浆料，搅拌速率为120-160r/min，搅拌时间为30-45min制得胶状混合浆料，其中滑石粉是粒径D＝5.5-6.5μm的滑石粉A和粒径为10-12μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B＝2:1-1.5，膨润土的粒径为15-20μm，粉煤灰粒径为70-80μm；
步骤(3)：将步骤(2)的浆料在上述胶状浆料在40r/min的搅拌速率下采用Cs-137辐照处理6-8h；
步骤(4)：分别在两个表面放置1层低碱玻纤坯布，在中间加入上述胶状混合浆料，辊压成型，然后在35℃-45℃、80-90％湿度条件下养护7-12小时，进行脱模，再在30℃-40℃、65％-70％湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天后，进入裁剪生产线。
浆料中添加多种填充料时，制得的材料内部的热量无法释放，当外界温度压力逐渐增加，热量到达一定程度后，材料发生膨胀，容易发生裂纹甚至爆裂，另外膨润土容易吸水膨胀，从而影响填充效果和材料强度；本发明中膨润土可以增强材料的防火极限，同时增加了浆料的可塑性和粘结性，抑制板内木纤维丝刨花与其他成分出现分层现象，滑石粉促进粉煤灰自身水化反应生成硅酸钙，增加了材料的防水性，协同降低水化热，从而降低温度应力，抑制材料在高温高压下产生裂纹或爆裂，同时延长晶相凝结时间，增加材料稳定性，粉煤灰均匀分散在浆料中，与晶相结合，从而使浆料中毛细孔隙细化，增强了材料的强度，改善材料的抗渗性和耐久性，同时抑制了膨润土的吸水膨胀性。
本发明具有如下技术效果：
本发明制备的阻燃刨花板：(1)安全环保，本发明无需额外使用粘结剂，甲醛释放量低至0.07ml/L，达到了E0级，大大低于欧盟标准，也无其他放射性物质产生；(2)具有优异的防火性能，防火性能达到A1级，在1000℃火焰温度下不发生变形；(3)机械强度高，抗折强度达到45MPa以上，承载力可达13000KN；(4)优异的理化性能，具有优异的防水能力和耐腐蚀能力，延长徐然刨花板本身的使用寿命。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种阻燃刨花板的制备方法，按如下方案进行：
步骤(1)：在62份水中加入58份硫酸镁配制成溶液，然后依次加入100份氧化镁、1份一水柠檬酸和0.8份柠檬酸钠、1.5份硬脂酸钙和木纤维丝刨花进行搅拌18min，搅拌速率为90r/min，木纤维丝刨花和其余所有成分总和的重量比为1:7；
步骤(2)：再加入8份膨润土、10份粉煤灰、10份滑石粉进行搅拌制成混合浆料，搅拌速率为150r/min，搅拌时间为40min制得胶状混合浆料，其中滑石粉是粒径D＝6μm的滑石粉A和粒径为12μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B＝2:1，膨润土的粒径为16μm，粉煤灰粒径为75μm；
步骤(3)：将步骤(2)的浆料在上述胶状浆料在40r/min的搅拌速率下采用Cs-137辐照处理6-8h；
步骤(4)：分别在两个表面放置1层低碱玻纤坯布，在中间加入上述胶状混合浆料，辊压成型，然后在40℃、85％湿度条件下养护10小时，进行脱模，再在35℃、68％湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天后，进入裁剪生产线。
本发明产品分别在20±3℃环境下，分别浸泡于清水、盐水、酸性和碱性的水中10天后，产品均无明显变形，表面也无起皮、粉化等现象。可知，本发明制备的阻燃刨花板具有优异的耐水性和耐酸碱腐蚀性。
本发明制备的阻燃刨花板进行防火阻燃性能测试，测试结果如表1所示。
表1：
Figure BDA0002446915050000051
本发明制备的阻燃刨花板防火等级达到A1级，遇1000℃火焰温度不发生变形，过程中无有毒物质释放。
实施例2
一种阻燃刨花板的制备方法，按如下方案进行：
步骤(1)：在65份水中加入55份硫酸镁配制成溶液，然后依次加入100份氧化镁、1.6份一水柠檬酸和0.5份柠檬酸钠、2.8份硬脂酸钙和木纤维丝刨花进行搅拌15min，搅拌速率为80r/min，木纤维丝刨花和其余所有成分总和的重量比为1:8；
步骤(2)：再加入10份膨润土、6份粉煤灰、14份滑石粉进行搅拌制成混合浆料，搅拌速率为160r/min，搅拌时间为30min制得胶状混合浆料，其中滑石粉是粒径D＝5.5μm的滑石粉A和粒径为10μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B＝2:1.2，膨润土的粒径为15μm，粉煤灰粒径为80μm；
步骤(3)：将步骤(2)的浆料在上述胶状浆料在40r/min的搅拌速率下采用Cs-137辐照处理6h；
步骤(4)：分别在两个表面放置1层低碱玻纤坯布，在中间加入上述胶状混合浆料，辊压成型，然后在45℃、80％湿度条件下养护7小时，进行脱模，再在40℃、65％湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天后，进入裁剪生产线。
实施例3
一种阻燃刨花板的制备方法，按如下方案进行：
步骤(1)：在60份水中加入60份硫酸镁配制成溶液，然后依次加入100份氧化镁、0.8份一水柠檬酸和1份柠檬酸钠、0.5份硬脂酸钙和木纤维丝刨花进行搅拌20min，搅拌速率为100r/min，木纤维丝刨花和其余所有成分总和的重量比为1:6；
步骤(2)：再加入5份膨润土、12份粉煤灰、9份滑石粉进行搅拌制成混合浆料，搅拌速率为120r/min，搅拌时间为45min制得胶状混合浆料，其中滑石粉是粒径D＝6.5μm的滑石粉A和粒径为12μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B＝2:1.5，膨润土的粒径为20μm，粉煤灰粒径为70μm；
步骤(3)：将步骤(2)的浆料在上述胶状浆料在40r/min的搅拌速率下采用Cs-137辐照处理8h；
步骤(4)：分别在两个表面放置1层低碱玻纤坯布，在中间加入上述胶状混合浆料，辊压成型，然后在35℃、90％湿度条件下养护12小时，进行脱模，再在30℃、70％湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天后，进入裁剪生产线。
本发明制备的阻燃刨花板的物理性能和机械性能检测如表2所示。
表2：
Figure BDA0002446915050000071
本发明制备的阻燃刨花板甲醛释放量达到E0级，低于欧标，干缩率为0.1％，湿胀率为0.1％，板材的尺寸稳定性好，机械强度高，抗折强度可达45MPa以上，承载力可达到13000KN。

Claims (4)

1.一种阻燃刨花板的制备方法，其特征在于：所述阻燃刨花板是由木纤维丝刨花和阻燃浆料按照比重1:6-8进行混合形成混合浆料，进行铺浆辊压，固化养护；上述浆料具体在水中加入硫酸镁配制成溶液，然后依次加入氧化镁、一水柠檬酸和柠檬酸钠、硬脂酸钙进行搅拌15-20min，搅拌速率为80-100r/min，再加入木纤维丝刨花、膨润土、粉煤灰、滑石粉、进行搅拌制成浆料，搅拌速率为120-160r/min，搅拌时间为30-45min制得，将浆料在40r/min的搅拌速率下采用Cs-137辐照处理6-8h，上述滑石粉为粒径D=5.5-6.5μm的滑石粉A和粒径为10-12μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B=2:1-1.5，上述固化养护是辊压成型后在35℃-45℃、80-90%湿度条件下养护7-12小时，脱模后再在30℃-40℃、65%-70%湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天。
2.如权利要求1所述的一种阻燃刨花板，其特征在于：上述原料中按比重为100份氧化镁、55-60份硫酸镁和60-65份水，反应助剂中按比重为0.8-1.6份一水柠檬酸、0.5-1份柠檬酸钠和0.5-2.8份硬脂酸钙。
3.如权利要求2所述的一种阻燃刨花板，其特征在于：上述阻燃浆料中还加入的填充材料按比重为5-10份膨润土、6-12份粉煤灰 、9-14份滑石粉。
4.一种阻燃刨花板的制备方法，其特征在于，按如下方案进行：
步骤（1）：在60-65份水中加入55-60份硫酸镁配制成溶液，然后依次加入100份氧化镁、0.8-1.6份一水柠檬酸和0.5-1份柠檬酸钠、0.5-2.8份硬脂酸钙和木纤维丝刨花进行搅拌15-20min，搅拌速率为80-100r/min，木纤维丝刨花和其余所有成分总和的重量比为1:6-8；
步骤（2）：再加入5-10份膨润土、6-12份粉煤灰、9-14份滑石粉进行搅拌制成混合浆料，搅拌速率为120-160r/min，搅拌时间为30-45min制得胶状混合浆料，其中滑石粉是粒径D=5.5-6.5μm的滑石粉A和粒径为10-12μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B=2:1-1.5；
步骤（3）：将步骤（2）的浆料在40r/min的搅拌速率下采用Cs-137辐照处理6-8h；
步骤（4）：分别在两个表面放置1层低碱玻纤坯布，在中间加入上述胶状混合浆料，辊压成型，然后在35℃-45℃、80-90%湿度条件下养护7-12小时，进行脱模，再在30℃-40℃、65%-70%湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天后，进入裁剪生产线。
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