一種低甲醛含量的刨花板的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于刨花板技術領域，具體涉及一種低甲醛含量的刨花板。
【背景技術】
[0002] 甲醛是公認的致癌物質，國內外科學研宄已經證實，甲醛通過調控DNA表達可以 弓丨起細胞的凋亡、對生物大分子（蛋白質、DNA)造成氧化性損傷，引起細胞癌變。
[0003] 目前，國內生產的刨花板絕大多數殘留有游離甲醛。游離甲醛的主要來源有： i.制造刨花板普遍使用的脲醛樹脂以甲醛為主要原料，脲醛樹脂中仍會殘留有未反應的游 離甲醛；ii.樹脂不穩定基團在熱壓或使用過程中會釋放出甲醛；iii.木材中的半纖維素 逐漸分解出甲醛。刨花板殘留的游離甲醛會危害人體的健康，因此需要降低甲醛的含量。
[0004] 許多研宄和生產表明，目前主要通過改進脲醛樹脂的生產與應用來降低刨花板的 甲醛含量，例如，通過將尿素分批投料，改變投料摩爾比，調整反應的溫度、pH值與制板熱壓 條件等。雖然降低脲醛樹脂生產中甲醛/尿素的摩爾比是最有效的方法，但這容易造成膠 的分子結構發生變化，膠接性能下降。而通過降低脲醛樹脂的比例，添加提高板材物理性能 的三聚氰胺生產刨花板，這種方式生產的刨花板成本較普通板高，而且外觀較差，板面偏黃 不美觀，其殘留的游離氨也容易造成二次污染。
[0005] 刨花板密度一般在600-700公斤/m3,厚度由4mm到40mm不等，廣泛應用于家具制 造、音箱、強化地板、室內裝修用墻板，是重要的建筑材料。
[0006] 目前尚須生產全新類型的低甲醛含量刨花板。
【發明內容】
[0007] 本發明要解決的技術問題是目前的低甲醛刨花板要么膠接強度低，要么成本高且 容易發生二次污染。本發明申請人通過加入苯甲酸丙酯，獲得了一種低甲醛含量的刨花板， 該刨花板的膠接強度高、成本低，并且不含三聚氰胺等易造成二次污染的化學物質。
[0008] 為達到上述目的，本發明提供了一種低甲醛含量的刨花板，其包括木肩顆粒、膠粘 劑和苯甲酸丙酯。
[0009] 本發明任一項的實施方式中，所述苯甲酸丙酯的重量為膠粘劑重量的1-80% ;具 體地，所述苯甲酸丙酯的重量為膠粘劑重量的4-50% ;更具體地，所述苯甲酸丙酯的重量為 膠粘劑重量的5-20%，優選為5%、6%、7%、8%、10%、12%、15%、18%、20%。
[0010] 本發明任一項的實施方式中，所述膠粘劑的重量為木肩顆粒重量的3-35% ;具體 地，所述膠粘劑的重量為木肩顆粒重量的5-20% ;更具體地為5-10%，優選為5%、6%、 7%、8%、9%、10%〇
[0011] 本發明的一個實施方式中，以重量份計，低甲醛含量的刨花板由如下組分組成，
[0012] 木肩顆粒 80-100;
[0013] 膠粘劑 4-10;
[0014] 苯甲酸丙醋 0? 6-5。
[0015] 本發明任一項的實施方式中，所述木肩顆粒包括亞麻、甘蔗、麥秸、稻草等非木材 植物的碎料、木刨花、鋸末及類似物中的一種或多種，優選木刨花和/或鋸末。
[0016] 本發明任一項的實施方式中，所述木肩顆粒由10_20wt%大于10目的顆粒、 40-50wt%大于40目且小于10目的顆粒和30-40wt%小于40目的顆粒組成。
[0017] 本發明任一項的實施方式中，所述膠粘劑為脲醛樹脂或改性脲醛樹脂；具體地，所 述脲醛樹脂為商購的脲醛樹脂膠粘劑；具體地，所述改性脲醛樹脂包括脲醛樹脂和硅藻土， 可選地，所述改性脲醛樹脂還包括凹凸棒土；更具體地，所述改性脲醛樹脂由脲醛樹脂、硅 藻土和凹凸棒土組成；進一步具體地，所述改性脲醛樹脂的制備方法包括：
[0018] (1)將100重量份的甲醛加熱至35-40 °C，用20-25wt%氫氧化鈉溶液調節pH 值至7. 0-8. 0,加入33-35重量份尿素和0. 02-0. 03重量份硅藻土，升溫至88-90 °C反應 3〇-40min；
[0019] (2)用20-25wt%氫氧化鈉溶液調節步驟（1)產物的pH值至6. 5-7. 5,加入17-19 重量份尿素和〇. 01-0. 02重量份硅藻土，在85-92°C反應至當混合物滴入70-75°C水中呈白 霧時終止；
[0020] (3)用25-30wt%氫氧化鈉溶液調節步驟⑵產物的pH值至7. 5-7. 8,待溫度降至 75-80°C時，加入15-17重量份尿素和0. 02-0. 03重量份硅藻土反應20min，過濾出濾液；
[0021] (4)再向步驟（3)所得濾液中加入8-10重量份尿素和0. 03-0. 04重量份硅藻土， 攪拌降溫至35-45°C，用氫氧化鈉溶液調節pH值至7. 2-7. 5,加入0. 06-0. 09重量份凹凸棒 土混合均勻得到改性脲醛樹脂。
[0022] 其中，步驟（1)-步驟（3)加入的硅藻土催化甲醛和尿素反應，生成脲醛樹脂。步 驟（4)加入的硅藻土除催化作用外，還能吸收未反應掉的甲醛和不穩定樹脂基團分解釋放 的甲醛。凹凸棒土耐高溫、鹽堿，在后續的壓板、使用過程中持續吸收殘留的游離甲醛。
[0023] 本發明的一個實施方式中，所述苯甲酸丙酯重量為脲醛樹脂膠粘劑重量的 55-65%時，刨花板的甲醛含量達到3. 4mg/100g以下。優選，苯甲酸丙酯重量為脲醛樹脂膠 粘劑重量的55%、65%。
[0024] 本發明的一個實施方式中，所述改性脲醛樹脂膠粘劑由上述方法制備，所述苯甲 酸丙酯重量為改性脲醛樹脂膠粘劑重量的15-30%時，刨花板的甲醛含量達到2. 5mg/100g 以下。優選，苯甲酸丙酯重量為改性脲醛樹脂膠粘劑重量的15%、30%。
[0025] 本發明任一項的實施方式中，低甲醛含量的刨花板還包括固化劑；具體地，所述固 化劑重量為木肩顆粒重量的〇. 05-1. 5%。
[0026] 本發明的一個實施方式中，所述固化劑包括氯化銨、三乙醇胺、六亞甲基四胺和磷 酸；具體地，所述固化劑由35-50wt%氯化按、10-30wt%三乙醇胺、l〇-35wt%六亞甲基四 胺和5-10wt%磷酸組成。
[0027] 本發明任一項的實施方式中，低甲醛含量的刨花板還包括防水劑；具體地，所述防 水劑的重量為木肩顆粒重量的〇. 01-1%。
[0028] 本發明的一個實施方式中，所述防水劑為丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸丁酯。
[0029] 本發明任一項的實施方式中，所述中密度板的密度為600_700kg/m3。
[0030] 本發明任一項的實施方式中，所述刨花板的內結合強度為0. 4-1. 5MPa。
[0031]本發明任一項的實施方式中，所述刨花板的靜彎曲強度為15-50MPa。
[0032] 本發明任一項的實施方式中，所述刨花板的表面結合強度為0. 9-1. 3MPa。
[0033] 本發明任一項的實施方式中，所述刨花板2h吸水試驗的厚度膨脹率為0. 5-3%。
[0034] 本發明任一項的實施方式中，所述刨花板的制備方法包括：
[0035] (1)向含水率20_40wt%的木肩顆粒漿料中加入膠粘劑和苯甲酸丙酯混合均勻， 干燥至含水率為8_15wt%，得到混合物；
[0036] (2)將步驟（1)所得混合物預壓成坯料，再等靜壓處理成板坯；
[0037] (3)將所得板坯熱壓，再經冷卻、調質、砂光得到刨花板。
[0038] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，熱壓條件為：溫度160_170°C; 在20-30s內升至13. 5-19MPa，保壓60-120s;再在10-15s內減壓至3. 5-5. 5MPa，保壓 65-135s;然后在10-15s內升至6-8. 5MPa，保壓50-75s;最后在30-45s內均勻減壓至OMPa。
[0039] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，預壓壓力為4_5MPa，預壓時間為 30_40s〇
[0040] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，等靜壓的壓力為6. 5_8MPa，等靜壓 處理的溫度為50-70°C，時間為40s-l. 5min。
[0041] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，木肩顆粒漿料、膠粘 劑和苯甲酸丙酯的重量比為（125-167) : (3-35) : (0. 03-28);具體為， (125-167) : (5-20) : (0? 2-10);優選為，（125-167) : (5-10) : (0? 25-2)。
[0042] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，所述木肩顆粒漿料優選為刨花和/ 或鋸末。
[0043] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，步驟（1)中還包括加入防水劑與木 肩顆粒漿料、膠粘劑、苯甲酸丙酯一起混合。
[0044] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，所述防水劑的重量為木肩顆粒漿料 重量的0. 006-0. 8% ;具體地，所述防水劑為丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸丁酯。
[0045] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，還包括向步驟（1)所得混合物中加 入固化劑攪拌均勻后，再進行預壓、等靜壓處理和步驟（3)。
[0046] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，所述固化劑的重量為木肩顆粒漿料 重量的 〇. 03-1. 2%。
[0047] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，所述木肩顆粒漿料的制備步驟包 括：
[0048] (1)將非木材植物碎料、木刨花和鋸末中的一種或多種干燥，再用粉碎機破碎成顆 粒，篩選出顆粒并分流去除粉塵；
[0049] (2)將步驟（1)篩選出的顆粒在60_80°C下加水攪拌，得到含水率為20_40wt%的 木肩顆粒漿料。
[0050] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，步驟（1)中優選以木刨花和/或鋸 末為原料。
[0051] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，優選原料中木刨花和鋸末的總重量 百分比不低于40%。
[0052] 本發明任一項實施方式的刨花板制備方法中，步驟（1)中，篩選出的顆粒由 10-20wt%大于10目的顆粒、40-50wt%大于40目且小于10目的顆粒和30-40wt%小于40 目的顆粒組成。
[0053] 本發明的有益效果：
[0054] (1)本發明申請人驚奇地發現苯甲酸丙酯能顯著降低刨花板游離甲醛的含量，得 到低甲醛含量的刨花板。苯甲酸丙酯去除甲醛的機理，可能是通過化學或絡合作用將甲醛 分子束縛于苯甲酸丙酯周圍，從而減少了游離甲醛。
[0055] (2)制備改性脲醛樹脂時，前三步加入的硅藻土可以催化樹脂合成，最后一步中甲 醛、尿素含量較低，硅藻土主要起到吸收甲醛的作用。最終加入的凹凸棒土耐高溫、酸堿環 境，適于在熱壓等制備過程和使用過程中持續吸收游離甲醛分子。添加該改性脲醛樹脂使 刨花板甲醛含量進一步降低。
[0056] (3)等靜壓處理使苯甲酸丙酯、膠粘劑、木肩顆粒在混合物中分布均勻，有助于苯 甲酸丙酯均勻吸收板材各位置的游離甲醛，同時有助于提高板材各處膠接強度的均勻性。
【具體實施方式】
[0057] 下面將結合實施例對本發明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會 理解，下列實施例僅用于說明本發明，而不應視為限定本發明的范圍。實施例中未注明具體 條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為 可以通過市購獲得的常規產品。
[0058] 所用材料：
[0059] (1)木肩顆粒漿料：制備方法如下，
[0060] 將木刨花和鋸末干燥后，再用粉碎機破碎成顆粒，篩選顆粒并分流去除粉塵，篩 選出的顆粒由10_20wt%大于10目的顆粒、40-50wt%大于40目且小