高防潮纖維板的生產技術及其應用探究

林衛(wèi)東 張鳳嵐 鄒明星 譚鋒明 陳瑞建

【摘 要】纖維板在社會生產生活中的應用較為廣泛，尤其是在室內裝飾、房地產業(yè)和包裝等領域當中，對于纖維板的需求量在不斷增長。在傳統(tǒng)纖維板的生產制造過程當中，由于缺少對其防潮性能的重視，因此在實際使用中的效果較差。將防潮脲醛樹脂膠應用于生產過程中，能夠有效保障高防潮纖維板的高防潮與防水性能，這也為纖維板市場的發(fā)展奠定了基礎。本文將從防潮脲醛樹脂膠的研制與高防潮纖維板的力學性能出發(fā)，研究高防潮纖維板的生產技術。同時，對高防潮纖維板的應用試驗進行分析，以促進其性能的進一步優(yōu)化。

【關鍵詞】高防潮纖維板;生產技術;應用

在氣候較為潮濕的環(huán)境當中，高防潮纖維板的應用較為廣泛，比如東南亞地區(qū)和我國南方地區(qū)等。隨著科學技術的不斷發(fā)展，高防潮纖維板的類型也在不斷增多，但是其環(huán)保性能與防潮性能的平衡卻一直存在問題，限制了其應用范圍的拓展。而在當前現(xiàn)代化建設速度逐漸加快的趨勢下，社會各領域對防水、防潮纖維板的需求量也在不斷增長，只有加強生產工藝的優(yōu)化與改進，才能促進其性能的改善，滿足人們的不同需求。尤其是生產工藝和膠黏劑的種類，是影響其性能的主要因素。高防潮纖維板采用了脲醛樹脂膠，使其防潮性能得到了有效改善，能夠應用于廚房組件、浴室柜、工作臺襯底、梳妝臺、櫥柜、擱板和洗浴盆邊沿臺面當中，應對高度潮濕環(huán)境的影響，延長其使用壽命。

一、高防潮纖維板的生產技術要點

（一）防潮脲醛樹脂膠的研制開發(fā)

1.膠黏劑種類的選擇

較高的穩(wěn)定性是間苯二酚改性樹脂和酚醛樹脂的主要特點，其水解難度較高，產品在使用中不會出現(xiàn)降級。上述兩種材料屬于耐候性樹脂，因此在人造板膠黏劑的生產制造中較為常用，間苯二酚改性樹脂和酚醛樹脂的顏色為紅色，對于產品的色澤會產生一定程度的影響。生產效率也會由于其較長的固化時間而降低，與此同時，其較高的生產成本也給批量生產帶來了一定的困難。耐濕性能強是異氰酸酯樹脂膠和三聚氰胺樹脂膠的主要特點，在防潮板的制造當中應用較為廣泛。專用施膠設備和脫模劑應用于異氰酸酯的生產當中，增大了生產制造成本。另一方面，在對其進行開封后，其對于存儲環(huán)境的要求較高，使得板材生產的穩(wěn)定性降低，加大了批量生產的難度【1】。在脲醛樹脂防潮性能的改善當中，三聚氰胺的應用較為普遍，同時也能夠對甲醛釋放量進行有效控制，防止人們的生命安全受到較大威脅。在脲醛樹脂的性能改善中，通常會運用共縮聚方法，有助于脲醛樹脂耐水性的增強。運用改性脲醛樹脂時，應該在保障其防潮性能的同時，降低其成本投入，保障企業(yè)的經濟效益。

2.工藝控制要點

在添加尿素、增強助劑M和甲醛的過程中，應該分兩次;在添加三聚氰胺的過程中，應該分三次;弱酸pH值起始反應。甲醛羰基可以在尿素的作用下實現(xiàn)加成，以促進樹脂分子的生成，該分子的連接依靠亞甲基鍵。為了保障樹脂的正向反應，應該采用分時機投料和多次投料的方式，對膠黏劑中游離甲醛的含量加以控制。在樹脂分子當中，由于分批投料方式的運用，三聚氰胺環(huán)狀結構使得分布十分合理，有助于三聚氰胺利用率的提升和樹脂耐水性的增強，避免對三聚氰胺的降醛效果造成影響。在促進正反應進行的同時，在添加甲醛時采用分多次的方式，還能夠對游離尿素的含量進行控制，促進樹脂固化強度的提升。100-110s為一般情況下固化時間的范圍，熱壓時的生產效率得到明顯提升。對膠黏劑指標進行檢測時，應該嚴格遵循GB/T14074-2006《木材膠黏劑及其樹脂檢驗方法》的相關規(guī)定【2】。其測定結果如圖1所示。

3.反應機理

加成反應存在于甲醛和三聚氰胺當中，其反應環(huán)境為中性或者堿性，會有（1-6）羥甲基三聚氰胺的生成，其中主要為3羥甲基三聚氰胺，其反應式如圖2所示。（1-3）羥甲基脲主要是由甲醛和尿素反應生成，其化學反應式為：H2NCNH2+2CH2O→HOH2CNHCONHCH2OH.縮聚反應存在于二羥甲基脲和羥甲基三聚氰胺當中，其反應環(huán)境為中性環(huán)境。二羥甲基脲和羥甲基三聚氰胺在酸性環(huán)境中的反應速率較慢，會與三聚氰胺發(fā)生快速反應。

較差的耐水性，是脲醛樹脂固化后的主要弊端，-CONH和-OH基團存在于反應體系當中，碳酰胺鍵在70℃的高溫熱水當中會發(fā)生水解反應，破壞了樹脂結構導致板材的強度受到影響。三聚氰胺添加于樹脂分子當中，能夠與甲醛發(fā)生反應，促進（1-6）羥甲基三聚氰胺的生成，也會與羥甲基脲之間存在化學反應。6個反應位存在于羥甲基三聚氰胺當中，由于親水基團的減少，比如-CONH和-OH基團，加上三氮雜環(huán)的存在，使得其耐熱性與耐水性得到增強。甲醛還應該在制備的后期進行適量添加，樹脂的水溶性會由于含羥基支鏈的存在而得到增強，游離尿素也會充分反應，這也促進了固化強度的提升【3】。

（二）高防潮纖維板的生產工藝

控制材料的含水率在35%-40%之間，對其中砂石、金屬和不合格木片進行篩除，保障其具備良好的纖維形態(tài)。在軟化木片的過程中主要借助于飽和蒸汽，降低纖維結合力。在施膠的過程中主要運用了管道施膠的方式，應該確保添加料和膠料在纖維中添加的均勻性。170kg/m3是施膠量的合理值，并以此為依據(jù)控制固化膠和捕捉劑的用量，使其分別在1%-2%和4.5%左右，5kg/m3為石蠟施加量的合理值。纖維會受到高熱熱氣流的沖擊，懸浮狀態(tài)出現(xiàn)在纖維當中，熱傳導系數(shù)在熱氣流的更新當中得到提升，有利于快速干燥纖維，確保其含水率符合相關標準。在分離濕熱空氣和纖維時，主要采用了旋風分離器。在鋪裝過程中應該嚴格遵循相關工藝要求，以成品板厚度和密度為依據(jù)，確定板坯的密度，并依照實際生產情況進行適當調整。為了促進其支撐強度的提升，應該采用預壓處理，為后續(xù)運輸、切割和裝板工作奠定基礎【4】。為了對密度偏差進行控制，促進熱壓速度的適當提升和熱壓機壓力的降低。在調整壓機的溫度、時間和壓力時，應該明確成品板的纖維含水率、厚度、密度和脲醛樹脂膠性能等要求，促進添加物和脲醛樹脂膠的固化。體型聚合物是由游離甲醛和有利脲生成的，促進板材粘結強度的提升。膠結性能主要是受到熱壓時間的影響，進而對生產效率產生影響。在完成熱壓后由于毛板具有較高的溫度，因此應該進行冷卻處理，防止對生產質量產生影響，能夠有效避免脲醛樹脂的降解，增強其耐水性。在冷卻完成后，進行養(yǎng)生、砂光和齊邊等操作，完成高防潮纖維板的生產。

（三）高防潮纖維板的力學性能

以GB/T11718-2009《中密度纖維板》的相關規(guī)定為依據(jù)，對高防潮纖維板的力學性能進行檢測。在18mm家具型中密度纖維板性能的測試當中，測得其靜曲強度為31MPa，滿足了標準中的24MPa要求;彈性模量在3045-3202MPa之間，滿足了標準中的2300MPa要求;內結合強度在0.76-1.04MPa之間，滿足了標準中0.5MPa的要求;表面結合強度在1.71-1.89MPa之間，遠超標準中0.9MPa的要求;吸水厚度膨脹率在3.0%左右，遠小于標準中的7.0%;在70℃熱水浸泡中的濕靜曲強度在11.0MPa左右，也超過了標準中的10.0MPa要求。在7.9mm地板基材理化性能的測試當中，測得其靜曲強度為45MPa;彈性模量在4200MPa左右;內結合強度在2.0MPa左右;表面結合強度在1.5MPa左右;吸水厚度膨脹率在8.2%左右;在70℃熱水浸泡中的濕靜曲強度在13.0MPa左右【5】。

二、高防潮纖維板的應用試驗

（一）高防潮家具板

在人造板市場的發(fā)展過程當中，對于家具的防潮性能提出了更高的要求，在浴室門、柜和櫥柜的生產當中，高防潮家具板的應用越來越廣泛。表面壓貼18mm高防潮中密度纖維板形成家具板，對其性能進行檢測分析，在此過程中應該嚴格以GB/T15102-2006《浸漬膠膜紙飾面人造板》中的相關規(guī)定為依據(jù)。其密度值為0.86g/cm3;含水率為5.25%，符合標準中3.0%-10.0%的要求;吸水厚度膨脹率為0.6%。符合標準中的≤8.0%要求;內結合強度在0.95MPa，符合標準中的≥0.45MPa要求;靜曲強度為37.43MPa，符合標準中的≥20.0MPa要求;板面握螺釘力為1586N，符合標準中的≥1000N要求;甲醛釋放量為0.73mg/L，遠遠低于標準中的≤1.5mg/L要求，能夠防止對人體健康造成危害【6】。

對于大幅面板材的變形情況進行分析，普通纖維板和高防潮纖維板數(shù)量各為2塊，對其進行加工，完成門板的制造，其規(guī)格為2250mm×450mm。在此過程中為了降低檢測的誤差，應該控制其生產工藝與參數(shù)的一致性。運用濕抹布在早晨與晚上對四片門板進行擦拭，為其創(chuàng)造一定的高濕環(huán)境，對其變形狀況進行觀察與分析。試驗時間為45d，在擦拭5-6天后，普通基材出現(xiàn)了1mm的變形問題;在30天后出現(xiàn)了2mm的變形情況;在45d時出現(xiàn)了3mm的變形情況。而高防潮基材自始至終未出現(xiàn)變形問題。在浴室門當中應用高防潮纖維板，能夠有效增強其質量性能，延長其使用壽命。

對高防潮纖維板的防霉能力進行分析，普通纖維板和高防潮纖維板數(shù)量各為2塊，試件規(guī)格為50mm×100mm，對其進行加工后進行不浸水處理和浸水處理，對其霉變情況進行觀察與分析。試驗空間環(huán)境保持有效的密封性和潮濕性，同時應該對其進行避光處理【7】。10-18℃為該空間的溫度范圍，在加濕的過程中運用加濕器，使其濕度保持在90%。在浸泡的第96h，1號普通基材出現(xiàn)了較為輕微的霉變情況，在第108h出現(xiàn)了嚴重的霉變情況;2號、3號和4號普通基材也存在不同程度的霉變情況。而高防潮基材中卻始終沒有發(fā)生霉變情況。因此，其防潮性能的提升，能夠有效防止水分進入板材內部，避免了霉菌的滋生。

（二）防潮地板的生產

在高溫高濕的環(huán)境當中，普通木地板會出現(xiàn)一定的變形問題，比如在東南亞和我國南方地區(qū)等，不僅會嚴重影響企業(yè)的信譽，而且會造成嚴重的經濟損失。增強地板基材的防潮性能，能夠有效提升企業(yè)效益，在生產過程中，應該嚴格以LY/T1700-2007的相關要求為依據(jù)。對地板尺寸穩(wěn)定性進行檢測，其在長度和寬度方面的耐熱尺寸穩(wěn)定性分別為0.15%和0.16%，都滿足LY/T1700-2007《地采暖用木質地板》中≤0.4%的要求;其在長度和寬度方面的耐濕尺寸穩(wěn)定性分別為0.09%和0.11%，都滿足LY/T1700-2007《地采暖用木質地板》中≤0.15%的要求。通過對多個客戶的使用狀況進行調查，在正常溫濕度和高溫濕度的環(huán)境當中，為發(fā)現(xiàn)離縫和起拱等問題。

三、結語

高防潮纖維板在防潮與環(huán)保性能方面具有較大的優(yōu)勢，能夠有效方式板材在高濕度環(huán)境中出現(xiàn)嚴重變形等質量問題，延長其使用壽命。尤其是隨著纖維板使用范圍的擴大，市場中對于高防潮纖維板的需求量也在增加，脲醛樹脂的運用能夠促進板材吸水厚度膨脹率的下降，增強大幅面家具板的尺寸穩(wěn)定性，同時也能夠有效防止在使用中出現(xiàn)嚴重的霉變問題。較強的復雜性是脲醛樹脂合成的主要特點，在生產與制備過程中應該對反應條件進行有效控制，促進高防潮纖維板性能的提升，滿足企業(yè)的經濟效益追求。

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