低甲醛含量纖維板的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于纖維板技術領域，具體涉及一種低甲醛含量纖維板的制備方法。
【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，國內生產的纖維板絕大多數殘留有游離甲醛。游離甲醛的主要來源有： i.制造纖維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。纖維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纖維板的 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 的三聚氰胺生產纖維板，這種方式生產的纖維板成本較普通板約增加30-50元/m3,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] 目前尚須生產全新類型的低甲醛含量的纖維板。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題是目前的低甲醛纖維板要么膠接強度低，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纖維板， 該纖維板的膠接強度高、成本低，并且不含三聚氰胺等易造成二次污染的化學物質。
[0007] 為達到上述目的，本發明提供了一種低甲醛含量纖維板的制備方法，包括：
[0008] (1)向含水率20_40wt%的纖維漿料中加入膠粘劑和苯甲酸丙酯混合均勾，干燥 至含水率為8-15wt%，得到混合物；
[0009] (2)將步驟（1)所得混合物預壓成坯料，再等靜壓處理成板坯；
[0010] (3)將所得板坯熱壓，再經冷卻、調質、砂光得到纖維板。
[0011] 本發明任一項的實施方式中，熱壓條件為：溫度150-160°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。
[0012] 本發明任一項的實施方式中，預壓壓力為4-5MPa，預壓時間為30-40s。
[0013] 本發明任一項的實施方式中，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。
[0014]本發明任一項的實施方式中，纖維漿料、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)〇
[0015] 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%。
[0016] 本發明任一項的實施方式中，所述膠粘劑的重量為纖維重量的3-35%;具體地，所 述膠粘劑的重量為纖維重量的5-20% ;更具體地為5-10%，優選為5%、6%、7%、8%、9%、 10%〇
[0017] 本發明任一項的實施方式中，所述纖維漿料是指自然界存在的植物纖維形成的漿 料，優選草料纖維漿料和/或木料纖維漿料。
[0018] 本發明任一項的實施方式中，所述纖維漿料的制備步驟包括：
[0019] (1)將草料打碎成長30-90mm、寬1. 2-3. 5mm草桿；和/或將木料削成長16-30mm、 寬 15_25mm、厚 3_5mm木片；
[0020] (2)將草桿和/或木片加水在150-180°C、0. 6-0. 8MPa下蒸煮5-10min，用熱磨機 分離成纖維，干燥至含水率為20-40wt%。
[0021] 其中，優選草桿和木片的重量比不超過7 : 3。
[0022] 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：
[0023] (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；
[0024] (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；
[0025] (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；
[0026] (4)再向步驟⑶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。
[0027] 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，在后續的熱壓制板、使用過程中持續吸收殘留的游離甲醛。
[0028] 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，纖維板的甲醛含量達到3. 4mg/g以下。優選，苯甲酸丙酯重量為脲醛樹脂膠粘 劑重量的55%、65%。
[0029] 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，纖維板的甲醛含量達到2. 5mg/g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%。
[0030] 本發明任一項的實施方式中，步驟（1)中還包括加入防水劑與纖維漿料、膠粘劑、 苯甲酸丙酯一起混合。
[0031] 本發明任一項的實施方式中，所述防水劑的重量為纖維漿料重量的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。
[0032] 本發明任一項的實施方式中，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)。
[0033] 本發明任一項的實施方式中，所述固化劑的重量為纖維重量的0.03-1. 2% ;具 體地，所述固化劑包括氯化銨、三乙醇胺、六亞甲基四胺和磷酸；更具體地，所述固化劑由 35_50wt%氯化按、10_30wt%三乙醇胺、10_35wt%六亞甲基四胺和5-10wt%磷酸組成。
[0034] 本發明的有益效果：
[0035] (1)本發明申請人驚奇地發現苯甲酸丙酯能顯著降低纖維板游離甲醛的含量，得 到低甲醛含量的纖維板。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。
[0036] (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 纖維板甲醛含量進一步降低。
[0037] (3)等靜壓處理使苯甲酸丙酯、膠粘劑、纖維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】
[0038] 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。
[0039] 所用原料：
[0040] (1)纖維漿料：制備方法如下，
[0041] 將草料打碎成長30-90mm、寬1. 2-3. 5mm草桿，將木料削成長16-30mm、寬15-25mm、 厚3-5mm木片。草桿和木片以重量比7 : 3混合、加水在180°C、0.8MPa下蒸煮8-10min，用 熱磨機分離成纖維，干燥至含水率為20-40wt%，得到纖維漿料。
[0042] ⑵改性脲醛樹脂：制備方法如下，
[0043] 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 30-40min;用20-25wt%氫氧化鈉溶液調節上述產物的pH值至6. 5-7. 5,加入17-19重量份 尿素和0. 01-0. 02重量份硅藻土，在88-92°C反應至當混合物滴入70-75°C水中呈白霧時終 止；用25-30wt%氫氧化鈉溶液調節上述產物的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重量份娃藻土反應20min，過濾出濾液；再向所得濾液 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，反應收 率為75-88%，反應時間總共約90-1lOmin。
[0044] (3)固化劑：由35-50wt%氯化銨、10-30wt%三乙醇胺、10-35wt%六亞甲基四胺 和5-10wt%磷酸混合均勻而成。
[0045]實