专利名称：：环保型低成本中高密度纤维板生产方法
技术领域：
：本发明涉及一种添加有甲醛捕集剂等制剂的纤维板生产方法。
背景技术：
：目前纤维板生产，综合考虑成本和胶合性能，普遍用脲醛胶作胶粘剂，但该胶容易释放游离甲醛这一致癌致畸物质，影响人体健康，引起世人关注，对脲醛胶进行减少甲醛含量的改性处理，或添加甲醛捕捉剂等减少游离甲醛释放量的新方法不断出现，如CN101306553公开了"一种低甲醛释放量高密度纤维板的制造方法"，以总摩尔比为1.05-0.93的脲醛胶为胶粘剂，加或不加由氯化钠、氨水、六亚甲基四胺、硼砂、三乙醇胺、尿素和水作甲醛捕捉剂，还添加与上述甲醛捕捉剂成分类似的复合固化剂的综合手段达到生产低甲醛释放量的高密度纤维板的目的。其它还有许多专利申请材料，也从单个或多个角度着手解决甲醛的低释放技术问题，因原料、配比、添加工艺等的不同，作出了各自的技术贡献，也正因为原料、配比和添加工艺的各不相同，使得各技术方案在降低甲醛释放量的多少、成本的高低、工艺的简繁、配伍性能的强弱等方面，必然各有千状，此长彼短，不能一概而论，也难妄加比较。
发明内容本发明在反复的对比试验和具体生产实践的基础上，提供一种自行配制的低甲醛改性脲醛胶、甲醛捕集剂和复合固化剂，应用在作了相应改进的干法生产纤维板的工艺中，作为纤维板生产中降低甲醛释放量的众多技术方案中的一种，呈献于社会。因此，本发明要解决的技术问题是提供一种环保型低成本中高密度纤维板生产方法。解决上述问题的技术方案是本环保型低成本中高密度纤维板生产方法是在施胶工序中，使用自行配制的改性脲醛胶、复合固化剂和甲醛捕集剂。(—)所说的改性脲醛胶的配制方法按如下步骤进行(1)三聚氰胺甲醛溶液的制备在反应釜中将浓度为37.2%的甲醛溶液100重量份，加热至65-7(TC，再加入含量为99.8%的三聚氰胺30-40重量份，保温至三聚氰胺完全溶解，搅拌均匀，放料待用；(2)改性脲醛胶的配制先备料，购得浓度为37.2%的甲醛溶液IOO重量份和含量为98%的尿素85-95重量份，将全部甲醛溶液加入反应釜中，用NaOH调节pH>8，加热，首次加入尿素40-44重量份，升温至6(TC，停止加热，加入步骤(1)制备而得的三聚氰胺甲醛溶液18-19重量份，继续升温至80°C_85°C，保温反应0.5h后，冷却至80°C_75°C，分2_3次用浓度25%的甲酸调节pH=4.5，在2(TC条件下用涂4杯测粘度为15S时，加入NaOH调pH=5.2，第二次加入尿素6-7重量份，升温至80°C_851:进行反应，测粘度16S时，第三次加入尿素9-10重量份，再升温至80°C_85°C，进行反应，测粘度19S时，加NaOH调pH>7.5，冷却降温至50°C，第四次加入尿素30-34重量份，保温反应0.5h后，冷却至40°C，调pH>7.0，4停止搅拌和冷却，自检合格后放料；配制成的改性脲醛胶甲醛摩尔比为0.95，外观呈半透明或乳白色，pH=7.0_8.4，游离醛<0.15%，固含量55X，2(TC时涂4杯粘度15-17S，储存期^15天。(二)所说的复合固化剂由下列工业级的原料及其重量份配比混合、搅拌均匀而成氯化铵4.5-7.5份、硼酸2-3份、草酸0.5-1份和水85-95份;(三)所说的甲醛捕集剂的配制方法按如下步骤进行(1)备料向化工或化肥厂或商店求购浓度^85%的磷酸8_12重量份、含量为98%的尿素14-18重量份、向杭州富时特化工有限公司求购捕酸催化剂0.02-0.04重量份、稀释水6-12重量份；(2)甲醛捕集剂的配制将8-12重量份磷酸加入反应釜中，缓慢加热至40-50°C，首次加入占尿素总量75-80%即11-14重量份的尿素，搅拌，继续加热至90-95°C，加入0.02-0.04重量份的捕醛催化剂，继续加热到125-13(TC时，停止加热，利用余热继续以2-3°C/min速度升温，反应开始，打开冷却系统及时有效冷却，温度降至115-12(TC时，停止冷却，缓慢加入稀释水6-12重量份，降温至90-95t:时，第二次加入剩余的20-25%即3_4重量份的尿素，继续冷却至30-4(TC，停止搅拌和冷却，自检合格后放料。配制成的甲醛捕集剂为无色无味的透明液体，固含量40%-60%，pH=7.7_9.0。2、用本改性脲醛胶、复合固化剂和甲醛捕集剂生产环保型低成本中密度纤维板的方法按如下步骤进行(1)、木片制取以枝桠材、次生小径材等木质或非木质材料为原料，经刨片或削片、分选、水洗；(2)、纤维制备木片在7.5-8.5Kg蒸汽压力下，蒸煮2.5-3.5min，在热磨机中热磨，制备出符合生产需要的纤维；(3)、施加防水剂热磨机中加入熔融石蜡，加量为绝干纤维重量的0.6%;(4)、施加甲醛捕集剂、水、改性脲醛胶、复合固化剂纤维从热磨机出来，进入纤维干燥管道，采用4套计量系统同时从同一入口向纤维干燥管道内施加甲醛捕集剂、水、改性脲醛胶和复合固化剂；甲醛捕集剂加量为改性脲胶固体重量的3%，水加量为绝干纤维重量的5%，改性脲醛胶胶液施加量为绝干纤维重量的12.5%，复合固化剂加量为改性脲醛胶胶液重量的3%;(5)、干燥在干燥管道中将纤维干燥，干燥介质为烟气，温度在100-15(TC，纤维终含水率控制在10%_12%，进入料仓贮存；(6)、铺装预压根据预定密度进行机械铺装并计量铺装、预压；(7)、热压成型将预压后的纤维板板坯送入连续热压机，热压温度一区21(TC、二区22(TC、三区215t:、四区180°C;热压时间7.8s/mm、压力3.5MPa;(8)、晾板板材在晾板机上晾至常温后，堆放后继续冷却，冷却时间不小于24h;(9)、后期处理将纤维板进行裁边、砂光、分等、检验入库。3、用本改性脲醛胶、复合固化剂和甲醛捕集剂生产环保型低成本高密度纤维板的方法按如下步骤进行(1)、木片制取以枝桠材、次生小径材等木质或非木质材料为原料，经刨片或削片、分选、水洗；(2)、纤维制备木片在7.5-8.5Kg蒸汽压力下，蒸煮2.5_3.5min，在热磨机中热磨，制备出符合生产需要的纤维；(3)、施加防水剂热磨机中加入熔融石蜡，加量为绝干纤维重量的0.6%;(4)、施加甲醛捕集齐U、水、改性脲醛胶、复合固化剂纤维从热磨机出来，进入纤维干燥管道，采用4套计量系统同时从同一入口向纤维干燥管道内施加甲醛捕集剂、水、改性脲醛胶和复合固化剂；甲醛捕集剂加量为改性脲胶固体重量的4%，水加量为绝干纤维重量的5%，改性脲醛胶胶液施加量为绝干纤维重量的12.5%，复合固化剂加量为改性脲醛胶胶液重量的2%;(5)、干燥在干燥管道中将纤维干燥，干燥介质为烟气，温度在100-15(TC，纤维终含水率控制在11%_13%，进入料仓贮存；(6)、铺装预压根据预定密度进行机械铺装并计量铺装、预压；(7)、热压成型将预压后的纤维板板坯送入连续热压机，热压温度一区22(TC、二区230。C、三区230。C、四区210°C;热压时间8.5s/mm、压力3.7MPa;(8)、晾板板材在晾板机上晾至常温后，堆放后继续冷却，冷却时间不小于24h;(9)、后期处理将纤维板进行裁边、砂光、分等、检验入库。本发明的有益效果是改性后的脲醛胶的甲醛含量低，添加甲醛捕集剂后，制成的中高密度纤维板的游离甲醛的释放量低至3.4-4.2mg/100g，达到《5mg/100g的Eo级标准(企业标准)，采用自行配制的复合固化剂提高了与改性脲醛胶的配伍性，固化速度快，縮短工时。甲醛捕集剂的添加不但降低了游离甲醛的释放量，而且还有利于在改性脲醛胶中减少昂贵的三聚氰胺加入量，大大降低了生产成本。具体实施例方式本发明下面结合实施例作进一步详述脲醛胶是木材加工行业常用的胶粘剂。普通的脲醛胶生产时甲醛摩尔比较高，具有成本低、胶合性能好的优点，但用其加工的产品甲醛释放量高。因此，需要对脲醛胶进行改性，主要是降低甲醛摩尔比，一般情况下，适用于生产低甲醛释放量的高密度纤维板的脲醛胶甲醛摩尔比为0.95-0.99，但这同时会降低胶粘剂的胶合性能，通常用加入一定量的三聚氰胺弥补这一不足。下面将自制的对应条件相对一致的脲醛胶改性前后压制纤维板的对比试验检测结果列于表1:(表1)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注氯化铵为20%浓度溶液(—)改进脲醛胶的配制方法是用浓度为37.2%的甲醛100重量份加入反应釜中，加热至65-7(TC，再加入含量为99.8%的三聚氰胺30-40重量份区间中的任一值，保温和搅拌中至三聚氰胺全部溶解后，配制成甲醛三聚氰胺溶液，冷却后放料待用。再购得浓度为37.2%的甲醛浓液100重量份、含量为98%的尿素85_95重量份、调节pH值用的浓度为25%的草酸和浓度为30%的NaOH。从理论上说各种浓度(或含量)的酸碱均可用于调节pH值，但为计算成本和考虑其它酸和碱的酸根和碱金属离子是否会对本发明的改性脲酸胶、甲醛捕集剂和复合固化剂起作用，未经试验，先不提及。配制本改性脲醛胶的原料及其重量份配比按七项实施例列于表3:(表3)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注表中甲三溶液为甲醛三聚氰胺溶液的简称。实施例1(对照表中相应实施例1的原料和重量份配比值)将浓度为37.2%的甲醛溶液100重量份(以下简称份)加入反应釜中，用30%浓度NaOH调pH>8，加热，首次加甲醛40份，升温至60°C，停止加热，加入甲三溶液(即甲醛三聚氰胺溶液)18份，升温至80-85°C，保温反应0.5h后，冷却至80-75°C，分2_3次用浓度为25%的甲酸调pH=4.5，测得20。C涂4杯粘度为15S时，加入NaOH调pH=5.2，第二次加尿素6份，升温至80-85t:进行反应，测粘度16S时，第三次加尿素9份，再升温至80-85°C进行反应，测粘度19S时，加NaOH调pH>7.5，冷却降温至50°C，第四次加尿素30份，保温反应0.5h后，冷却至40°C，用甲酸调pH>7.0，停止搅拌和冷却，自检合格即成本改性脲醛胶。其余实施例2-7，对照表3中相应实施例的原料及重量份配比值，与实施例1相同方法配制成本改性脲醛胶。其中以实施例1-3优选。(二)复合固化剂是一种混合物，其原料及重量份配比值以七项实施例列于表4:(表4)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表4中三种化工原料用工业级的，水的添加量由所配的复合固化剂的浓度要求定，因此还可在85-95区间外选择数值.既然是混合物，则在常温常压下混合搅拌均匀即可。(三)甲醛捕集剂的原料及其重量份配比值以八项实施例列于表5:(表5)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注磷酸的浓度^85%，尿素含量98%。实施例1(对照表5相应实施例的原料及其重量份配比值)将8重量份(以下简称份)磷酸加入反应釜中，缓慢加热至40-50°C，首次加入11份尿素，搅拌，继续加热至90-95"，加0.02重量份的捕醛催化剂，加热至125-13(TC，停止加热，利用余热继续以2-3°C/min速度升温，反应开始，同时打开冷却系统及时有效冷却，降温至115-12(TC，停止冷却，缓慢加入稀释水6份，降温至90-95°C，第二次加3份尿素，继续冷却至30-40°C，停止搅拌和冷却，自检合格后放料即成。其余实施例2-8均对照表5相应实施例的原料及配比值，与实施例1相同方法配制成本甲醛捕集剂，其中以实施例1-3优选。采用本改性脲醛胶、复合固化剂和甲醛捕集剂生产环保型低成本中密度纤维板的方法按如下步骤进行(1)、木片制取以枝桠材、次生小径材等木质或非木质材料为原料，经刨片或削片、分选、水洗；(2)、纤维制备木片在7.5-8.5Kg蒸汽压力下，蒸煮2.5-3.5min，在热磨机中热磨，制备出符合生产需要的纤维；(3)、施加防水剂热磨机中加入熔融石蜡，加量为绝干纤维重量的0.6%;(4)、施加甲醛捕集剂、水、改性脲醛胶、复合固化剂纤维从热磨机出来，进入纤维干燥管道，采用4套计量系统同时从同一入口向纤维干燥管道内施加甲醛捕集剂、水、改性脲醛胶和复合固化剂；甲醛捕集剂加量为改性脲胶固体重量的3%，水加量为绝干纤维重量的5%，改性脲醛胶胶液施加量为绝干纤维重量的12.5%，复合固化剂加量为改性脲醛胶胶液重量的3%;(5)、干燥在干燥管道中将纤维干燥，干燥介质为烟气，温度在100-15(TC，纤维终含水率控制在10%_12%，进入料仓贮存；(6)、铺装预压根据预定密度进行机械铺装并计量铺装、预压；(7)、热压成型将预压后的纤维板板坯送入连续热压机，热压温度一区21(TC、二区220。C、三区215。C、四区180°C;热压时间7.8s/mm、压力3.5MPa;(8)、晾板板材在晾板机上晾至常温后，堆放后继续冷却，冷却时间不小于24h;(9)、后期处理将纤维板进行裁边、砂光、分等、检验入库。以此法制成规格1220X2440X5.2mm的中密度纤维板。采用本改性脲醛胶、复合固化剂和甲醛捕集剂生产环保型低成本高密度纤维板的方法按如下步骤进行(1)、木片制取以枝桠材、次生小径材等木质或非木质材料为原料，经刨片或削片、分选、水洗；(2)、纤维制备木片在7.5-8.5Kg蒸汽压力下，蒸煮2.5-3.5min，在热磨机中热磨，制备出符合生产需要的纤维；(3)、施加防水剂热磨机中加入熔融石蜡，加量为绝干纤维重量的0.6%;(4)、施加甲醛捕集齐U、水、改性脲醛胶、复合固化剂纤维从热磨机出来，进入纤维干燥管道，采用4套计量系统同时从同一入口向纤维干燥管道内施加甲醛捕集剂、水、改性脲醛胶和复合固化剂；甲醛捕集剂加量为改性脲胶固体重量的4%，水加量为绝干纤维重量的5%，改性脲醛胶胶液施加量为绝干纤维重量的12.5%，复合固化剂加量为改性脲醛胶胶液重量的2%;(5)、干燥在干燥管道中将纤维干燥，干燥介质为烟气，温度在100-15(TC，纤维终含水率控制在11%_13%，进入料仓贮存；(6)、铺装预压根据预定密度进行机械铺装并计量铺装、预压；(7)、热压成型将预压后的纤维板板坯送入连续热压机，热压温度一区22(TC、二区230。C、三区230。C、四区210°C;热压时间8.5s/mm、压力3.7MPa;(8)、晾板板材在晾板机上晾至常温后，堆放后继续冷却，冷却时间不小于24h;(9)、后期处理将纤维板进行裁边、砂光、分等，检验入库。以此方法制成规格为1.220X2440X3mm的高密度纤维板。本申请人还按上述一样的规格和方法分别制成不添加甲醛捕集剂的中密度和高密度纤维板作对照，与上述中密度和高密度纤维板的性能比较列于表6:(表6)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表6充分表明，本甲醛捕集剂显著降低了纤维板的甲醛释放量，所制成的中密度和高度纤维板均达到Eo级环保型要求。权利要求一种环保型低成本中高密度纤维板生产方法，在施胶工序中，使用自行配制的改性脲醛胶、复合固化剂和甲醛捕集剂，其特征是(一)所说的改性脲醛胶的配制方法按如下步骤进行(1)三聚氰胺甲醛溶液的制备在反应釜中将浓度为37.2％的甲醛溶液100重量份，加热至65-70℃，再加入含量为99.8％的三聚氰胺30-40重量份，保温至三聚氰胺完全溶解，搅拌均匀，放料待用；(2)改性脲醛胶的配制先备料，购得浓度为37.2％的甲醛溶液100重量份和含量为98％的尿素85-95重量份，将全部甲醛溶液加入反应釜中，用NaOH调节pH≥8，加热，首次加入尿素40-44重量份，升温至60℃，停止加热，加入步骤(1)制备而得的三聚氰胺甲醛溶液18-19重量份，继续升温至80℃-85℃，保温反应0.5h后，冷却至80℃-75℃，分2-3次用浓度25％的甲酸调节pH＝4.5，在20℃条件下用涂4杯测粘度为15S时，加入NaOH调pH＝5.2，第二次加入尿素6-7重量份，升温至80℃-85℃进行反应，测粘度16S时，第三次加入尿素9-10重量份，再升温至80℃-85℃，进行反应，测粘度19S时，加NaOH调pH≥7.5，冷却降温至50℃，第四次加入尿素30-34重量份，保温反应0.5h后，冷却至40℃，调pH≥7.0，停止搅拌和冷却，自检合格后放料；配制成的改性脲醛胶甲醛摩尔比为0.95，外观呈半透明或乳白色，pH＝7.0-8.4，游离醛＜0.15％，固含量55％，涂4杯粘度15-17S，储存期≥15天。(二)所说的复合固化剂由下列工业级的原料及其重量份配比混合、搅拌均匀而成氯化铵4.5-7.5份、硼酸2-3份、草酸0.5-1份和水85-95份；(三)所说的甲醛捕集剂的配制方法按如下步骤进行(1)备料向化工或化肥厂或商店求购浓度≥85％的磷酸8-12重量份、含量为98％的尿素14-18重量份、向杭州富时特化工有限公司求购捕醛催化剂0.02-0.04重量份、稀释水6-12重量份；(2)甲醛捕集剂的配制将8-12重量份磷酸加入反应釜中，缓慢加热至40-50℃，首次加入占尿素总量75-80％即11-14重量份的尿素，搅拌，继续加热至90-95℃，加入0.02-0.04重量份的捕醛催化剂，继续加热到125-130℃时，停止加热，利用余热继续以2-3℃/min速度升温，反应开始，打开冷却系统及时有效冷却，温度降至115-120℃时，停止冷却，缓慢加入稀释水6-12重量份，降温至90-95℃时，第二次加入剩余的20-25％即3-4重量份的尿素，继续冷却至30-40℃，停止搅拌和冷却，自检合格后放料。配制成的甲醛捕集剂为无色无味的透明液体，固含量40％-60％，pH＝7.7-9.0。2.用如权利要求1所述的改性脲醛胶、复合固化剂和甲醛捕集剂生产环保型低成本中密度纤维板的方法，其特征是按如下步骤进行(1)、木片制取以枝桠材、次生小径材木质或非木质材料为原料，经刨片或削片、分选、水洗；(2)、纤维制备木片在7.5-8.5Kg蒸汽压力下，蒸煮2.5_3.5min，在热磨机中热磨，制备出符合生产需要的纤维；(3)、施加防水剂热磨机中加入熔融石蜡，加量为绝干纤维重量的0.6%;(4)、施加甲醛捕集剂、水、改性脲醛胶、复合固化剂纤维从热磨机出来，进入纤维干燥管道，采用4套计量系统同时从同一入口向纤维干燥管道内施加甲醛捕集剂、水、改性脲醛胶和复合固化剂；甲醛捕集剂加量为改性脲胶固体重量的3%，水加量为绝干纤维重量的5%，改性脲醛胶胶液施加量为绝干纤维重量的12.5%，复合固化剂加量为改性脲醛胶胶液重量的3%;(5)、干燥在干燥管道中将纤维干燥，干燥介质为烟气，温度在100-15(TC，纤维终含水率控制在10%_12%，进入料仓贮存；(6)、铺装预压根据预定密度进行机械铺装并计量铺装、预压；(7)、热压成型将预压后的纤维板板坯送入连续热压机，热压温度一区21(TC、二区220。C、三区215。C、四区180°C;热压时间7.8s/mm、压力3.5MPa;(8)、晾板板材在晾板机上晾至常温后，堆放后继续冷却，冷却时间不小于24h;(9)、后期处理将纤维板进行裁边、砂光、分等、检验入库。3.用如权利要求1所述的改性脲醛胶、复合固化剂和甲醛捕集剂生产环保型低成本高密度纤维板的方法，其特征是按如下步骤进行(1)、木片制取以枝桠材、次生小径材木质或非木质材料为原料，经刨片或削片、分选、水洗；(2)、纤维制备木片在7.5-8.5Kg蒸汽压力下，蒸煮2.5_3.5min，在热磨机中热磨，制备出符合生产需要的纤维；(3)、施加防水剂热磨机中加入熔融石蜡，加量为绝干纤维重量的0.6%;(4)、施加甲醛捕集剂、水、改性脲醛胶、复合固化剂纤维从热磨机出来，进入纤维干燥管道，采用4套计量系统同时从同一入口向纤维干燥管道内施加甲醛捕集剂、水、改性脲醛胶和复合固化剂；甲醛捕集剂加量为改性脲胶固体重量的4%，水加量为绝干纤维重量的5%，改性脲醛胶胶液施加量为绝干纤维重量的12.5%，复合固化剂加量为改性脲醛胶胶液重量的2%;(5)、干燥在干燥管道中将纤维干燥，干燥介质为烟气，温度在100-15(TC，纤维终含水率控制在11%_13%，进入料仓贮存；(6)、铺装预压根据预定密度进行机械铺装并计量铺装、预压；(7)、热压成型将预压后的纤维板板坯送入连续热压机，热压温度一区22(TC、二区230。C、三区230。C、四区210°C;热压时间8.5s/mm、压力3.7MPa;(8)、晾板板材在晾板机上晾至常温后，堆放后继续冷却，冷却时间不小于24h;(9)、后期处理将纤维板进行裁边、砂光、分等、检验入库。全文摘要一种环保型低成本中高密度纤维板生产方法，在施胶工序中使用自制的改性脲醛胶、复合固化剂和甲醛捕集剂，改性脲醛胶由甲醛、三聚氰胺、尿素在反应釜中加热经化学反应而成，复合固化剂由氯化铵、硼酸、草酸和水混合而成，甲醛捕集剂由磷酸、尿素、催化剂和水在一定温度条件下反应而成。生产中或高密度纤维板时，甲醛捕集剂的施加量为改性脲醛胶固体重量的3％或4％，改性脲醛胶胶液的施胶量为绝干纤维重量的12.5％，复合固化剂的施加量为改性脲醛胶胶液重量的3％或2％。应用上述三种制剂生产中高密度的纤维板，完全能达到Eo级的环保型要求，而且配伍性好，胶合强度高，极大地降低了纤维板的生产成本。文档编号B27N3/04GK101791817SQ201019146040公开日2010年8月4日申请日期2010年2月5日优先权日2010年2月5日发明者张建,曾昭阳,李琴,李翠翠,杨小军,汪奎宏,袁少飞,谈阳申请人:浙江省林业科学研究院;丽水欧科人造板有限责任公司