一种人造板组合物和人造板制造技术

一种人造板组合物及由上述人造板组合物制成的人造板，该人造板组合物含有纤维原材料，其特征在于，该人造板组合物还含有氰乙基化纤维材料。本发明专利技术的人造板组合物由于含有氰乙基化纤维材料，因而可以无需额外的粘合剂即可成型为人造板，从而可以从根本上解决现有技术的人造板存在的甲醛释放量大的问题。本发明专利技术的人造板一方面完全满足ＧＢ／Ｔ　４８９７．１－２００３和ＧＢ／Ｔ　１７６５７－１９９９４．１２中规定的最高级别板材甲醛释放标准，另一方面其主要强度指标符合ＧＢ／Ｔ　９８４６．３－２００４、ＧＢ／Ｔ　１１７１８－１９９９和ＧＢ／Ｔ　４８９７．２－２００３等国家标准的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种人造板组合物和由该人造板组合物制得的人造板。
技术介绍
木质纤维原料经机械加工分离成各种形状的单元材料，再经组合压制而成各种板 材。人造板的生产可以利用木材机械加工过程中产生的边角废料及小径木、枝桠材等，因此 使得木材资源的利用率得以大大提高。人造板种类很多，常用的有刨花板、纤维板、细木工 板(大芯板)、胶合板，以及防火板等装饰型人造板。因为它们有各自不同的特点，被应用于 不同的家具制造及建筑、汽车生产等领域。粘合剂的使用是人造板生产中必不可少的。脲醛树脂尤其是三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)是目前木器制造业特别是人造板 行业刨花板、胶合板以及各种纤维板的生产中广泛使用的木材粘合剂。脲醛树脂是尿素与 甲醛的反应产物。由于这种脲醛树脂的耐水性和强度较差，因此一般使用脲醛树脂改性剂 对所得的脲醛树脂进行改性，以获得改性后的脲醛树脂例如常用的三聚氰胺改性脲醛树脂 (MUF)，这种脲醛树脂的耐水性和强度均明显高于未经改性的常规脲醛树脂。所述脲醛树脂 改性剂通常为三聚氰胺、苯酚或间苯二酚、丙烯酸酯共聚溶液、异氰酸酯、聚乙烯醇、木质素寸。例如，CN 1527853A公开了一种三聚氰胺脲醛树脂的制备方法，该方法包括以下步 骤1)提供甲醛第一水溶液；2)加热该溶液；3)在单一步骤中加入以第一水溶液中甲醛量 计约0. 35-0. 65摩尔当量的尿素，形成甲醛-尿素(UF)混合物；4)在上述混合物中加入酸 如甲酸，将PH值调节到约4-7，形成酸化的UF混合物；5)监控该酸化UF混合物的粘度，直 至达到约150-1000厘泊；6)将该酸化UF混合物的pH值调节至约8_10，形成碱性UF混合 物；7)在该碱性UF混合物中加入含有以第一水溶液中甲醛量计约0. 24-1. 27摩尔当量甲 醛的第二水溶液；8)将该碱性UF混合物的pH值调节至约8-10 ；9)在单一步骤中将以第一 水溶液中甲醛量计约0. 15-0. 55摩尔当量的三聚氰胺加入上述碱性UF混合物，形成MUF混 合物；10)监控该MUF混合物的粘度，直至达到约150-1000厘泊；和11)将该MUF混合物的 PH值调节至约9-10，制成在至少约14天内粘度小于约1500厘泊的三聚氰胺脲醛树脂。上述方法通过使用较高含量的甲醛来提高三聚氰胺改性脲醛树脂产品的粘合强 度和加快三聚氰胺脲醛树脂产品的制备速度，同时通过使用较高含量的三聚氰胺来提高三 聚氰胺脲醛树脂产品的耐水性和进一步提高三聚氰胺脲醛树脂产品的强度。所得三聚氰胺 脲醛树脂产品制成粘合剂后的干剪切强度均高于2000磅/平方英寸。然而，不管是脲醛树脂还是改性脲醛树脂，均不可避免地存在游离甲醛含量偏高 (均高于0. 5% )的问题。使用这种较高游离甲醛含量的三聚氰胺脲醛树脂作为木材粘合剂 主要组分时，无疑会导致木材的较高的甲醛释放量，例如，使用上述游离甲醛含量为0. 51% 的三聚氰胺脲醛树脂压制的三层胶合板的甲醛释放量高达9. 8毫克/升，远超出国标中环 保要求最低的E2(< 5.0毫克/升)规定。这无疑会阻碍人造板行业的发展。因此，开发 环保无污染的人造板成了人造板行业迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的人造板存在甲醛释放量高从而不符合环保要 求的缺陷，提供一种符合环保要求的人造板组合物及人造板。本专利技术提供了一种人造板组合物，该人造板组合物含有纤维原材料，其特征在于， 该人造板组合物还含有氰乙基化纤维材料。本专利技术还提供了由上述人造板组合物制成的人造板。本专利技术提供的人造板组合物由于含有氰乙基化纤维材料，因而可以无需额外的粘 合剂即可成型为人造板，从而可以从根本上解决现有技术的人造板存在的甲醛释放量大的 问题。本专利技术提供的人造板一方面完全满足GB/T 4897. 1-2003和GB/T17657-19994. 12 中规定的最高级别板材甲醛释放标准，另一方面其主要强度指标符合GB/T 9846. 3-2004、 GB/T 11718-1999 和 GB/T 4897. 2-2003 等国家标准的要求。具体实施例方式根据本专利技术，氰乙基化纤维材料是一种纤维原材料被氰乙基化后得到的改性纤维 材料。通常认为是纤维原料中的羟基被氰乙基取代后形成含有氰乙基的衍生物，这可以通 过氰乙基化前纤维原材料与氰乙基化后产物的红外谱图上羟基峰的弱化以及氰乙基特征 峰的出现并结合元素分析来得以证实。根据本专利技术，所述氰乙基化纤维材料的制备方法包括在氰乙基化反应条件下使纤 维原材料与氰乙基化试剂接触，接触的条件使所述纤维原材料增重10-80重量％，优选为 20-50重量％。由于如上所述，在氰乙基化过程中纤维原材料中的羟基与氰乙基化试剂反应 形成含有氰乙基的衍生物，即纤维原材料中的羟基转化为-OCH2CH2CN,从而使得氰乙基化后 的纤维材料出现增重。因此，通过纤维原材料的增重可以反映纤维原材料的氰乙基化程度。 而且与其他方式相比，通过增重来反映氰乙基化程度显得更加方便和直观。因此，本专利技术使 用纤维原材料的增重来表示纤维原材料的氰乙基化程度。本专利技术的专利技术人发现，氰乙基化 程度使得纤维原料增重在20-50%时，氰乙基化程度越高，氰乙基化纤维的粘合性越强，但 是增重超过50%时，氰乙基化试剂的用量增大，氰乙基化反应的时间也需要大幅提升，而且 还会伴随各种副反应的发生，导致生产成本大幅提高，而且粘合性反而降低。综合考虑生产 成本和粘合剂强度，本专利技术优选所述氰乙基化纤维材料的氰乙基化程度使得纤维原材料增 重20-50%，即以100重量份的纤维原材料为基准，氰乙基化的程度则使氰乙基化后得到的 氰乙基化纤维材料的重量为120-150重量份。更进一步优选情况下，氰乙基化程度使得纤 维原料增重在30-40 %。本专利技术中，所述氰乙基化程度根据氰乙基化前后纤维原材料的绝干 重量计算。在此绝干重量的含义沿用本领域常规的含义，即表示不含水时的重量，一般通过 在105°C下干燥6小时后，重量变化率小于0. 5%，因此，通常使用105°C下干燥6小时后的 重量表示绝干重量。优选情况下，所述氰乙基化纤维材料的制备方法还包括在使纤维原材料与氰乙基 化试剂接触前先用碱液对纤维原材料进行碱处理。一般认为碱处理能够使纤维原材料中的 羟基被打开或者被暴露出来，从而使氰乙基化能够更容易地进行。优选情况下，碱处理的条4件包括纤维原材料与碱液的重量比为1 3-6，碱液的浓度为4-10重量％，碱处理的温度为 10-300C，时间为30-60min。进一步优选情况下，碱处理的条件包括纤维原材料与碱液的重 量比为1 4-5，碱液的浓度为4-7重量％，碱处理的温度为20-30°C，时间为40-50min。用于上述碱处理的所述碱液可以为各种能实现上述使纤维原材料中的羟基打开 或暴露的碱，可以为有机碱和/或无机碱，优选为氢氧化钠和/或氢氧化钾的水溶液。为了使氰乙基化反应更顺利地进行，优选情况下，所述氰乙基化纤维材料的制 备方法还包括将碱处理后的纤维原材料进行除水，除水的条件使得纤维原材料的增重为 80-150重量％，本专利技术可以通过将碱处理后的纤维原材料进行抽滤，并在滤饼上加压来实 现将碱处理后的纤维原材料的水分尽可能挤出，以减少碱处理后氰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人造板组合物，该人造板组合物含有纤维原材料，其特征在于，该人造板组合物还含有氰乙基化纤维材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：储富祥，秦特夫，曲保雪，李改云，韩雁明，邹献武，李燕，范东斌，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]