一種零甲醛中密度纖維板及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種零甲醛中密度纖維板及其制備方法。該中密度纖維板的原料組成按重量份數計為：纖維100份、改性不飽和聚酯樹脂6?20份、表面處理劑0.01?3份。本發明利用改性不飽和聚酯樹脂作為膠黏劑并對纖維表面進行處理制備零甲醛中密度纖維板。本發明生產出的中密度纖維板不含甲醛，板材的耐水性能好，力學性能高，油漆附著性好，在現有的干法中密度纖維板生產線上稍加改造即可實現產業化，可有效地解決生活空間內的甲醛污染問題，為人造板產品擺脫甲醛釋放問題提供了新的解決途徑。
【專利說明】
一種零甲醛中密度纖維板及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于材料制備領域，更具體涉及一種零甲醛中密度纖維板及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著生活水平提高，人們對室內空氣質量的要求越來越高。家庭裝修板材及家具 板材來源大部分為三大板，即纖維板、刨花板和膠合板。它們由木材(纖維、刨花或單板)與 脲醛膠混合壓制而成，在使用過程中會緩慢釋放出甲醛，導致室內空氣污染，影響居民身體 健康，長期處于甲醛濃度高的環境中甚至會引發癌癥。一百多年來，人們試圖脲醛制品的甲 醛釋放，收效甚微。因其成本低廉、耐水耐腐、強度較好、工藝簡單，社會需求量反而不斷增 加，我國的年生產量和需求量都超過百萬噸。2015年國家環保部已經將三大板和三大膠(脲 醛膠、酚醛膠和三聚氰胺甲醛膠）列入了高污染、高環境風險名錄，嚴重制約了人造板的發 展。如何消除甲醛釋放影響，同時保證產品質量，是木材工業需要不斷探究的課題。目前大 部分研究集中以異氰酸酯為膠黏劑，實現零甲醛人造板生產。
[0003] 不飽和聚酯樹脂是熱固性樹脂中最常用的一種，一般是由不飽和二元酸二元醇或 者飽和二元酸不飽和二元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物，經過 交聯單體或活性溶劑稀釋形成的具有一定黏度的樹脂溶液，簡稱UP。可以在室溫下固化，常 壓下成型，工藝性能靈活，特別適合大型和現場制造玻璃鋼制品。固化后樹脂綜合性能好， 力學性能指標略低于環氧樹脂，但優于酚醛樹脂，具有耐腐蝕性。迄今，國內外用作復合材 料基體的不飽和聚酯(樹脂)基體基本上是鄰苯二甲酸型（簡稱鄰苯型）、間苯二甲酸型（簡 稱間苯型）、雙酸A型和乙烯基酯型、鹵代不飽和聚酯樹脂等。不飽和聚酯以其優異的力學性 能，被制作成高強度塑料制品，幾乎未被開發為人造板膠黏劑。其主要原因是，木纖維的主 要成分纖維素分子的每個重復結構單元含有三個羥基，使木纖維呈現出強親水性、強極性 和高結晶度，導致木纖維與疏水性的不飽和聚酯(UPR)之間的界面相容性較差。這也是制約 木纖維/不飽和聚酯復合材料性能提高的關鍵性問題之一。不飽和聚酯與木纖維直接混合 熱壓制板，盡管具有良好的靜曲強度和彈性模量，但是內結合強度和防水性都較差。本發明 通過對木纖維表面改性，改善木纖維和不飽和聚酯的相容性，進而提升刨花板性能，達到國 家標準要求。
[0004] 公開號為"CN 104290169 A"的發明公開了一種零甲醛密度纖維板的生產工藝，以 二苯甲烷二異氰酸酯MDI為膠黏劑，但該方法需用到脫模劑，為后期板材上漆加工帶來困 難，影響使用。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于提供一種零甲醛中密度纖維板及其制備方法。以不飽和聚酯樹 脂為膠黏劑，開發出新型不釋放甲醛，性能優越的中密度纖維板，并在現有的纖維板生產線 上稍加改造即可實現產業化，經濟、社會效益顯著，市場前景廣闊。
[0006] 本發明的實施方案如下： 一種零甲醛中密度纖維板，原料組成按重量份計為:纖維100份、改性不飽和聚酯樹脂 6-20份、表面處理劑0.5-3份、耐水劑0.5-2份； 所述的改性不飽和聚酯樹脂組成按重量份計為不飽和聚酯樹脂100份，有機過氧化物 〇. 1-5份，促進劑0.01-3份，偶聯劑0-3份。
[0007] 所述的不飽和聚酯樹脂為普通商用樹脂;所述的有機過氧化物為氫過氧化物、二 烷基過氧化物、二酰基過氧化物、過氧酯、過氧化碳酸酯及酮過氧化物中的一種或者多種； 所述的促進劑為環烷酸鈷或叔胺類化合物;所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑中 的一種或兩種。有機過氧化物作為自由基引發劑，熱壓下引發不飽和聚酯樹脂聚合固化制 得中密度纖維板。
[0008] 所述的表面處理劑為馬來酸酐、異氰酸酯、環氧氯丙烷、乙酰酮、酚醛樹脂溶液、氟 碳表面活性劑、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。
[0009] 所述的耐水劑為石蠟、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂中的一種或多種。
[0010] -種零甲醛中密度纖維板的制備方法，具體步驟如下： (1) 木材經熱磨機解離成纖維過程中，采用表面處理劑對纖維進行處理； (2) 將步驟（1)所得纖維干燥至含水率為3-12%，施膠改性不飽和聚酯樹脂，加入耐水 劑； (3) 將步驟(2)所得纖維經組坯，采用連續式熱壓機進行熱壓得到所述的零甲醛中密度 纖維板。
[0011] 所述步驟(3)中的熱壓溫度為120-220 °C，熱壓壓力為單位壓力2.5-5MPa，熱壓因 子20_60s/mm。
[0012]本發明的優點為： 本發明所制得的零甲醛中密度纖維板，具有甲醛"零"釋放量、力學性能優越等特點，稍 加改造現有中纖板生產線即可實現產業化生產。本發明制得的中纖板，有效解決了生活環 境裝飾家具材料的甲醛污染問題，為人造板產品擺脫甲醛釋放問題提供了新的解決途徑。
【具體實施方式】
[0013] 本發明用下列實施例來進一步說明本發明，但本發明的保護范圍并不限于下列實 施例。
[0014] 實施例1 將100份經熱磨機解離并施加1份異氰酸酯與2份馬來酸酐的木質纖維干燥至含水率 5%，噴入改性不飽和聚酯樹脂(不飽和聚酯樹脂、叔丁基過氧化氫、環辛酸鈷、硅烷偶聯劑、 鈦酸酯偶聯劑(質量比100:1:1:1:1))6份，加入0.5份石蠟，組坯，溫度220°C、壓力2.5MPa、 時間5min的條件下熱壓得到厚度為12 mm的中密度纖維板。所述份數為重量份。
[0015] 實施例2 將100份經熱磨機解離并施加0.5份表面改性劑（乙酰酮與環氧氯丙烷以質量比3:1混 合)并干燥至含水率12%，噴入改性不飽和聚酯樹脂(不飽和聚酯樹脂與過氧化二乙丙苯、環 辛酸鈷、硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑（質量比100:0.5:0.01:0.2:0.5))11份，加入0.5份石 蠟，組坯，溫度200°C、壓力4MPa、時間3.5min的條件下熱壓得到厚度為9mm的中密度纖維板。 所述份數為重量份。
[0016] 實施例3 將100份經熱磨機解離并施加1.5份表面改性劑(異氰酸酯與馬來酸酐以質量比1:2混 合)并干燥至含水率8%，噴入改性不飽和聚酯樹脂（不飽和聚酯樹脂與過氧化甲乙酮、環辛 酸鈷、硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑(質量比100:3 :2:2:1))13份，加入1份石蠟，組坯，溫度180 °C、壓力3MPa、時間8min的條件下熱壓得到厚度為12 mm的中密度纖維板。所述份數為重量 份。
[0017] 實施例4 將100份經熱磨機解離并施加2份表面改性劑（十二烷基苯磺酸鈉）并干燥至含水率 10%，噴入改性不飽和聚酯樹脂(不飽和聚酯樹脂與過氧新庚酸1，1_二甲基-3-羥丁酯、環辛 酸鈷、硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑（質量比100 : 5: 3 :4:0.1)) 15份，加入1.5份硬脂酸鈣，組 還，溫度180 °C、壓力3.5MPa、時間9min的條件下熱壓得到厚度為9 mm的中密度纖維板。所述 份數為重量份。
[0018] 實施例5 將100份經熱磨機解離并施加2.5份表面改性劑(酚醛樹脂和氟碳表面活性劑以質量比 1:1混合)并干燥至含水率12%，噴入改性不飽和聚酯樹脂（不飽和聚酯樹脂與過氧二碳酸 酯、環辛酸鈷、硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑(質量比100:2:1:1:3))18份，加入2份石蠟，組坯， 溫度120°C、壓力3MPa、時間9min的條件下熱壓得到厚度為12 mm的中密度纖維板。所述份數 為重量份。
[0019] 實施例6 將100份經熱磨機解離并施加3份表面改性劑(異氰酸酯與馬來酸酐以質量比1:2混合） 并干燥至含水率3%，噴入改性不飽和聚酯樹脂(噴入改性不飽和聚酯樹脂(不飽和聚酯樹脂 與過氧化苯甲酰、二乙基苯胺、硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑（質量比100:1:3:3:1))20份，加 入1份硬脂酸鎂，組坯，溫度140°C、壓力3MPa、時間9min的條件下熱壓得到厚度為9 mm的中 密度纖維板。所述份數為重量份。
[0020] 實施例7 將100份經熱磨機解離并施加3份表面改性劑(異氰酸酯與馬來酸酐以質量比1:2混合） 并干燥至含水率5%，噴入改性不飽和聚酯樹脂(不飽和聚酯樹脂與過氧化苯甲酰、二甲基苯 胺、硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑（質量比100:1:3:3:1))20份，加入1份石蠟，組坯，溫度220 °C、壓力3MPa、時間9min的條件下熱壓得到厚度為9 mm的中密度纖維板。所述份數為重量 份。
[0021 ]上述實施例制得的零甲醛中密度纖維板產品，其主要性能指標:密度0.65-0.8g/ cm3，甲醛釋放量為0，靜曲強度2500-5000MPa，彈性模量25-30MPa，內結合強度0.55-0.8， 24h吸水厚度膨脹率8-11%，含水率8%。產品具有無甲醛釋放，力學性能優越等特性，復合國 家標準要求，可廣泛用于室內裝修、家具加工等。
[0022]表1零甲醛中密度纖維板性能測試結果
上述纖維板樣品分別為實施例1，2,3方法制得的產品。
[0023]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【主權項】
1. 一種零甲醛中密度纖維板，其特征在于:原料組成按重量份計為:纖維100份、改性不 飽和聚酯樹脂6-20份、表面處理劑0.5-3份、耐水劑0.5-2份。2. 根據權利要求1所述的零甲醛中密度纖維板，其特征在于:所述的改性不飽和聚酯樹 脂組成按重量份計為不飽和聚酯樹脂100份，有機過氧化物0.1-5份，促進劑0.01-3份，偶聯 劑0-3份。3. 根據權利要求2所述的零甲醛中密度纖維板，其特征在于:所述的不飽和聚酯樹脂為 普通商用樹脂;所述的有機過氧化物為氫過氧化物、二烷基過氧化物、二酰基過氧化物、過 氧酯、過氧化碳酸酯及酮過氧化物中的一種或者多種;所述的促進劑為環烷酸鈷或叔胺類 化合物;所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑中的一種或兩種。4. 根據權利要求1所述的零甲醛中密度纖維板，其特征在于:所述的表面處理劑為馬來 酸酐、異氰酸酯、環氧氯丙烷、乙酰酮、酚醛樹脂溶液、氟碳表面活性劑、十二烷基苯磺酸鈉 中的一種或多種。5. 根據權利要求1所述的零甲醛中密度纖維板，其特征在于:所述的耐水劑為石蠟、硬 脂酸鋅、硬脂酸鎂中的一種或多種。6. -種如權利要求1所述的零甲醛中密度纖維板的制備方法，其特征在于，具體步驟如 下： (1) 木材經熱磨機解離成纖維過程中，采用表面處理劑對纖維進行處理； (2) 將步驟（1)所得纖維干燥至含水率為3-12%，施膠改性不飽和聚酯樹脂，加入耐水 劑； (3) 將步驟(2)所得纖維經組坯，采用連續式熱壓機進行熱壓得到所述的零甲醛中密度 纖維板。7. 根據權利要求6所述的零甲醛中密度纖維板的制備方法，其特征在于:所述步驟(3) 中的熱壓溫度為120-220 °C，熱壓壓力為單位壓力2.5-5MPa，熱壓因子20-60s/mm。
【文檔編號】C08L91/06GK105907119SQ201610283240
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月3日
【發明人】李燃, 莊清平, 謝擁群, 楊文斌
【申請人】福建農林大學