CN114393663A - 一种中密度纤维板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中密度纤维板的制备方法，涉及人造板生产技术领域，包含以下操作步骤：S1、制浆：将木质纤维进行热磨蒸煮，经热磨机热磨解纤后得到木材纤维浆，加入质量分数为1‑1.5％的防水剂，再加入三聚氰胺改性脲醛树脂胶和氯化铵固化剂，混合搅拌得到混合浆料；S2、干燥：将得到的混合浆料经80‑100℃干燥制成干纤维；S3、板胚成型：将干纤维铺装成型板胚，在2‑3Mpa压力、180‑200℃温度下热压，得到成型板胚；S4、后处理：对成型板胚进行裁边、抛光处理，得到中密度纤维板。本发明防水性能好，防水剂与纤维之间形成化学联结，提高耐久性能。

Description

一种中密度纤维板的制备方法
技术领域
本发明涉及人造板技术领域，具体涉及一种中密度纤维板的制备方法
背景技术
纤维板是人造板材的一种。按密度大致分为硬质密度纤维板、中密度纤维板和软质纤维板(低密度纤维板)等。纤维板是以木质纤维或其他植物纤维为原料，木材、树枝等物体放在水中浸泡后打碎压制而成，是以木质纤维或其他植物纤维为原料，施加胶粘剂，经过纤维分离、成型、热压等工序制成的人造板材。中密度板作为室内装饰材料，家具等用途，要求具备一定的防水功能。由于木质纤维表面有大量的孔隙，在潮湿空气中，空气中的水分子容易吸附在纤维空隙中，引起纤维板尺寸变化和变形。为了提高纤维板的耐水性能，纤维板生产中通常是施加防水剂，常用的防水剂为石蜡或松香等憎水物，该类防水剂吸附在纤维表面，部分堵塞纤维的空隙，截断水传递通道，起到防水作用。但是该类防水剂是非极性材料，属于物理吸附，结合强度弱，使用一段时间后容易龟裂脱落，或长时间与水接触，容易失去防水效果，耐久性不好，且添加量过多会影响纤维板的黏结性能。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种中密度纤维板的制备方法，防水性能好，防水剂与纤维之间形成化学联结，提高耐久性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种中密度纤维板的制备方法，包含以下操作步骤：
S1、制浆：将木质纤维进行热磨蒸煮，经热磨机热磨解纤后得到木材纤维浆，加入质量分数为1-1.5％的防水剂，再加入三聚氰胺改性脲醛树脂胶和氯化铵固化剂，混合搅拌得到混合浆料；
S2、干燥：将得到的混合浆料经80-100℃干燥制成干纤维；
S3、板胚成型：将干纤维铺装成型板胚，在2-3Mpa压力、180-200℃温度下热压，得到成型板胚；
S4、后处理：对成型板胚进行裁边、抛光处理，得到中密度纤维板。
进一步的，乳化石蜡20-25份、端羟基聚二甲基硅氧烷10-15份、硅烷偶联剂3-5份。
进一步的，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
进一步的，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇溶液按质量比1∶20混合搅拌，调节PH值4-5，按γ-氨丙基三乙氧基硅烷与水的摩尔比为1∶2滴加水，升温至75～80℃反应1～2h，调节PH值7，将反应混合物在温度80℃、真空度为0.1MPa脱去低沸物，得到水解产物；将乳化石蜡放入反应釜中搅拌，并将温度升至90-100℃，然后加入端羟基聚二甲基硅氧烷、水解产物混合搅拌，得到防水剂。
进一步的，所述乳化石蜡包括以下重量份的原料：石蜡100份、硬脂酸12份、氨水5份、水100份。
进一步的，所述乳化石蜡的制备方法为：按配方将水、石蜡、硬脂酸加入乳化罐中，升温，等石蜡完全融化后，温度至88-92℃，搅拌，同时加入氨水，继续搅拌10-12min，冷却至50℃，待用。
进一步的，所述三聚氰胺改性脲醛树脂胶的加入量为总纤维重量的10％～12％，氯化铵的加入量为三聚氰胺改性脲醛树脂胶重量的1％。
进一步的，所述步骤S2中，控制干纤维含水率为6-8％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明防水剂由乳化石蜡、端羟基聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂，纤维板的吸水作用主要是由于纤维素的无定区的游离羟基，本发明利用硅烷偶联剂水解产生的含Si-OH的低分子链产物快速渗透到纤维缝隙中，利用分子中的Si-OH与纤维表面的羟基合反应，增强与纤维的结合性能，但是其成膜性不好，表面容易出现空洞；利用端羟基聚二甲基硅氧烷，形成一层疏水的防水膜，由于端羟基聚二甲基硅氧烷分子链较大，容易成膜好，其与硅烷偶联剂结合，提高成膜性和结合性能；但是由于端羟基聚二甲基硅氧烷和硅烷偶联剂主链中含有Si-O键具有一定的极性，使得硅氧分子链形成的防水膜仍有一定的透气透水性能，导致防水性能有所下降；利用石蜡的疏水特性，隔绝空气，确保防水性能，加上羟基聚二甲基硅氧烷和硅烷偶联剂提高成膜性和附着力，同提高防水膜的耐久性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。
实施例1
S1、制浆：将木质纤维进行热磨蒸煮，经热磨机热磨解纤后得到木材纤维浆，加入1％的防水剂，再加入三聚氰胺改性脲醛树脂胶和氯化铵固化剂，混合搅拌得到混合浆料，三聚氰胺改性脲醛树脂胶的加入量为总纤维重量的10％，氯化铵的加入量为三聚氰胺改性脲醛树脂胶重量的1％；
S2、干燥：将得到的混合浆料经80-100℃干燥制成干纤维，控制干纤维含水率为6-8％；
S3、板胚成型：将干纤维铺装成型板胚，在2-3Mpa压力、180-200℃温度下热压，得到成型板胚；
S4、后处理：对成型板胚进行裁边、抛光处理，得到中密度纤维板。
其中，防水剂包括以下重量份的原料：乳化石蜡20份、端羟基聚二甲基硅氧烷10份、硅烷偶联剂3份。所述硅烷偶联剂为γ-氨内基三乙氧基硅烷。
将γ-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇溶液按质量比1∶20混合搅拌，调节PH值4-5，按γ-氨丙基三乙氧基硅烷与水的摩尔比为1∶2滴加水，升温至75～80℃反应1～2h，调节PH值7，将反应混合物在温度80℃、真空度为0.1MPa脱去低沸物，得到水解产物；将乳化石蜡放入反应釜中搅拌，并将温度升至90-100℃，然后加入端羟基聚二甲基硅氧烷、水解产物搅拌，得到防水剂。
其中，乳化石蜡包括以下重量份的原料：石蜡100份、硬脂酸12份、氨水5份、水100份。
乳化石蜡的制备方法为：按配方将水、石蜡、硬脂酸加入乳化罐中，升温，等石蜡完全融化后，温度至88-92℃，搅拌，同时加入氨水，继续搅拌10-12min，冷却至50℃，待用。
实施例2
S1、制浆：将木质纤维进行热磨蒸煮，经热磨机热磨解纤后得到木材纤维浆，加入1％的防水剂，再加入三聚氰胺改性脲醛树脂胶和氯化铵固化剂，混合搅拌得到混合浆料，三聚氰胺改性脲醛树脂胶的加入量为总纤维重量的10％，氯化铵的加入量为三聚氰胺改性脲醛树脂胶重量的1％；
S2、干燥：将得到的混合浆料经80-100℃干燥制成干纤维，控制干纤维含水率为6-8％；
S3、板胚成型：将干纤维铺装成型板胚，在2-3Mpa压力、180-200℃温度下热压，得到成型板胚；
S4、后处理：对成型板胚进行裁边、抛光处理，得到中密度纤维板。
其中，防水剂包括以下重量份的原料：乳化石蜡25份、端羟基聚二甲基硅氧烷10份、硅烷偶联剂3份。所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
防水剂的制备方法与实施例1的相同。
乳化石蜡的原料重量份数和制备方法与实施例1的相同。
实施例3
S1、制浆：将木质纤维进行热磨蒸煮，经热磨机热磨解纤后得到木材纤维浆，加入1％的防水剂，再加入三聚氰胺改性脲醛树脂胶和氯化铵固化剂，混合搅拌得到混合浆料，三聚氰胺改性脲醛树脂胶的加入量为总纤维重量的10％，氯化铵的加入量为三聚氰胺改性脲醛树脂胶重量的1％；
S2、干燥：将得到的混合浆料经80-100℃干燥制成干纤维，控制干纤维含水率为6-8％；
S3、板胚成型：将干纤维铺装成型板胚，在2-3Mpa压力、180-200℃温度下热压，得到成型板胚；
S4、后处理：对成型板胚进行裁边、抛光处理，得到中密度纤维板。
其中，防水剂包括以下重量配比的组分：乳化石蜡25份、端羟基聚二甲基硅氧烷15份、硅烷偶联剂5份。所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
防水剂的制备方法与实施例1的相同。
乳化石蜡的原料重量份数和制备方法与实施例1的相同。
对比例1
与实施例3不同的是，防水剂的组成仅为乳化石蜡；
对比例2
与实施例3不同的是，防水剂的组成为乳化石蜡25份、硅烷偶联剂5份；
对比例3
与实施例3不同的是，防水剂的组成为乳化石蜡25、端羟基聚二甲基硅氧烷15份。
将实施例1-3和对比例1-3所得纤维板进行测试，试验对象为2400×2100×8mm产品的中密度纤维板，测试结果如表1所示。
表1实施例1-3和对比例1-3的测试结果
单位 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
密度 kg/m3 837 832 834 828 832 833
内结合强度 Mpa 1.76 1.83 1.95 1.45 1.56 1.68
静曲强度 Mpa 47.65 47.88 47.86 42.56 43.10 45.22
24H吸水率 ％ 29.4 29.3 29.6 39.6 36.1 35.5
24H吸水厚度膨胀率 ％ 9.5 9.1 9.2 12.6 11.8 11.4
从实施例1-3与对比例1可以看出，本发明的防水剂其产品的内结合强度、静曲强度、吸水率、吸水厚度膨胀率的性能均优于采用乳化石蜡作为防水剂的产品与乳化石蜡作为防水剂的产品的性能相当，满足中密度纤维板的力学性能国家标准。
实施例3至对比例2可看出，对比例2的防水剂为乳化石蜡、硅烷偶联剂，纤维板的防水性能下降。这是由于硅烷偶联剂水解产物，分子链小能填充到纤维空隙中，且其水解产物中的Si-0H与纤维表面的羟基脱水缩合，使得防水剂的结合性能性能好，再结合石蜡的疏水特性，隔绝空气，提高防水性能。但是硅烷偶联剂水解产物分子链段低，成膜性不好，防水剂不能充分覆盖所有的纤维表面，容易导致纤维裸露，石蜡长时间与水接触，容易失去防水效果，使得防水性能下降。
实施例3至对比例3可看出，对比例3的防水剂为乳化石蜡、端羟基聚二甲基硅氧烷，纤维板的防水性能优异，但内结合强度性能下降。这是由于端羟基聚二甲基硅氧烷，成膜性好，并利用羟基与纤维表面的羟基结合，结合石蜡的疏水特性，隔绝空气，保证了防水剂的防水性能，但是石蜡本身是物料附着，石蜡长时间与水接触，容易失去防水效果，端羟基聚二甲基硅氧烷的羟基附着力不足，也影响了防水膜的防水性能。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利。

Claims (8)

1.一种中密度纤维板的制备方法，其特征在于，包含以下操作步骤：
S1、制浆：将木质纤维进行热磨蒸煮，经热磨机热磨解纤后得到木材纤维浆，加入质量分数为1-1.5％的防水剂，再加入三聚氰胺改性脲醛树脂胶和氯化铵固化剂，混合搅拌得到混合浆料；
S2、干燥：将得到的混合浆料经80-100℃干燥制成干纤维；
S3、板胚成型：将干纤维铺装成型板胚，在2-3Mpa压力、180-200℃温度下热压，得到成型板胚；
S4、后处理：对成型板胚进行裁边、抛光处理，得到中密度纤维板。
2.根据权利要求1所述的一种中密度纤维板的制备方法，其特征在于，所述防水剂包括以下重量份的原料：乳化石蜡20-25份、端羟基聚二甲基硅氧烷10-15份、硅烷偶联剂3-5份。
3.根据权利要求2所述的一种中密度纤维板的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
4.根据权利要求3所述的一种中密度纤维板的制备方法，其特征在于，所述防水剂的制备方法为：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇溶液按质量比1∶20混合搅拌，调节PH值4-5，按γ-氨丙基三乙氧基硅烷与水的摩尔比为1∶2滴加水，升温至75～80℃反应1～2h，调节PH值7，将反应混合物在温度80℃、真空度为0.1MPa脱去低沸物，得到水解产物；将乳化石蜡放入反应釜中搅拌，并将温度升至90-100℃，然后加入端羟基聚二甲基硅氧烷、水解产物混合搅拌，得到防水剂。
5.根据权利要求2所述的一种中密度纤维板的制备方法，其特征在于，所述乳化石蜡包括以下重量份的原料：石蜡100份、硬脂酸12份、氨水5份、水100份。
6.根据权利要求5所述的一种中密度纤维板的制备方法，其特征在于，所述乳化石蜡的制备方法为：按配方将水、石蜡、硬脂酸加入乳化罐中，升温，等石蜡完全融化后，温度至88-92℃，搅拌，同时加入氨水，继续搅拌10-12min，冷却至50℃，待用。
7.根据权利要求1所述的一种中密度纤维板的制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺改性脲醛树脂胶的加入量为总纤维重量的10％～12％，氯化铵的加入量为三聚氰胺改性脲醛树脂胶重量的1％。
8.根据权利要求1所述的一种中密度纤维板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，控制干纤维含水率为6-8％。
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