用木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑制造刨花板的探索與實踐

李斐紅，黃 江，陳 林，林立輝，李 寧，黃加文

（1.廣西高峰桂山人造板有限公司，廣西 賀州 542814；2.廣西大學(xué)，廣西 南寧 530004）

刨花板產(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品市場已日臻成熟。近年來，家具市場的競爭愈加激烈，刨花板作為家庭裝修的首選，制造低成本環(huán)保型的刨花板已成為行業(yè)的一種趨勢。人們的環(huán)保意識不斷增強，對居住環(huán)境的要求在不斷提高，終端市場對家具甲醛釋放量的控制要求也越來越高。

目前刨花板生產(chǎn)用膠黏劑以脲醛樹脂膠最為廣泛，這類膠黏劑以甲醛為合成原料，成品使用過程中存在一定的甲醛釋放量，危害人們的身體健康。根據(jù)國家強制性標(biāo)準(zhǔn)GB/T18580-2017 規(guī)定,刨花板的甲醛釋放量限值為0.124mg/m3（E1 級），行業(yè)內(nèi)的限值為4mg/100g（E0 級），但依然無法滿足人們對高質(zhì)量生活的追求。因此，無醛刨花板的研發(fā)是市場需求的必然趨勢。

行業(yè)內(nèi)的無醛刨花板生產(chǎn)分為純二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）無醛刨花板和木質(zhì)素?zé)o醛刨花板，純MDI 無醛刨花板在生產(chǎn)過程只使用MDI 膠黏劑進(jìn)行生產(chǎn)，而木質(zhì)素?zé)o醛膠刨花板的生產(chǎn)過程是以添加木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑為主，添加MDI 膠黏劑為輔進(jìn)行生產(chǎn)。廣西高峰桂山人造板有限公司采用木質(zhì)素膠黏劑及輔助MDI 進(jìn)行了無醛刨花板的生產(chǎn)試驗，探索可行的工藝，取得了較好的成果。

1 木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑的特點

木質(zhì)素膠黏劑是以木材中所含的木質(zhì)素為基體的植物膠黏劑，木質(zhì)素又稱木素，在天然植物中木質(zhì)素就像黏合劑一樣，分布在纖維的周圍以及纖維內(nèi)部的細(xì)小纖維之間，與纖維素和半纖維組成植物強有力的骨架結(jié)構(gòu)。

木質(zhì)素主要從紙漿廢液中提取。從硫酸鹽紙漿中提取的為硫代木質(zhì)素；從亞硫酸鹽紙漿中提取的為磺酸木質(zhì)素。其制成的無醛膠黏劑主要用于木材膠接和刨花板、層壓板和纖維板等的生產(chǎn)。

2 木質(zhì)素?zé)o醛刨花板的生產(chǎn)工藝

采用木質(zhì)素膠黏劑生產(chǎn)刨花板，工藝過程與采用脲醛膠生產(chǎn)刨花板基本相同。但木質(zhì)素膠黏劑的粘度、固含量和固化溫度等與脲醛膠相比有較大區(qū)別，因此在具體工藝實施中需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.1 木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑的調(diào)配

木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑的粘度比較低,檢測結(jié)果在40～60MPa·s 左右，在刨花板生產(chǎn)過程中，膠黏劑粘度過低，會導(dǎo)致刨花之間的膠接強度低，鋪裝的板坯成型性很差，在板坯運輸過程中容易出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象。同時，板坯進(jìn)入壓機時，因鋼帶與皮帶之間的落差，導(dǎo)致板面出現(xiàn)嚴(yán)重的皺紋，板坯與上鋼帶接觸的瞬間，板面的粉塵出現(xiàn)反撲，使得生產(chǎn)出來的產(chǎn)品板面白斑現(xiàn)象嚴(yán)重，無法達(dá)到后續(xù)貼面的標(biāo)準(zhǔn)。為了增加膠黏劑的粘度，需要在調(diào)膠過程適量添加增粘劑，將膠黏劑的粘度調(diào)至350～450MPa·s，以保證板坯的成型性、提高板坯的運輸穩(wěn)定性以及進(jìn)入壓機的效果，保證產(chǎn)品的板面質(zhì)量達(dá)到后續(xù)的加工需求。木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑調(diào)膠前后數(shù)對比如表1 所示。

表1 木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑調(diào)膠前后數(shù)據(jù)對比

2.2 木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑的添加量

木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑添加在表層刨花的施膠量為10%～12%，可輔助添加MDI 膠黏劑量0.5%～0.8%。芯層刨花施膠量木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑5%，MDI 為1.5%～2.5%，目的是增加芯層的鋪裝成型性，以及增加板材的防水性能。

2.3 熱壓工藝控制

由于膠黏劑的固化溫度比普通脲醛樹脂膠要高，所以生產(chǎn)木質(zhì)素?zé)o醛刨花板時，熱壓溫度要比普通板高5～10℃。

木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑的初粘度比較低，板坯成型比較差，板面容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，因此需增加表層刨花含水率，一般控制在14%～16%。但表層含水率較高時容易鼓爆板，為了防止板坯出現(xiàn)這種現(xiàn)象，必須降低芯層的含水率，以平衡表層增加的水分，一般控制在4%～5%。

3 木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑在刨花板生產(chǎn)中的優(yōu)勢

純MDI 刨花板的生產(chǎn)過程中，因為MDI 膠黏劑黏性比較強，會對生產(chǎn)設(shè)備帶來負(fù)面影響，比如盤式分篩盤片、鋪裝皮帶、打散輥、成型線皮帶、預(yù)壓網(wǎng)帶、預(yù)壓皮帶、壓機鋼帶等都很容易出現(xiàn)黏膠，導(dǎo)致板面出現(xiàn)質(zhì)量問題，而且MDI 膠黏劑固化后很難處理，所以對壓機鋼帶的保護(hù)必須到位。一般生產(chǎn)純MDI 無醛板的廠家，都會對壓機鋼帶進(jìn)行噴淋，花上百萬資金進(jìn)行技術(shù)改造，增加鋼帶脫模劑噴淋，而且脫模劑的成本也不低。

木質(zhì)素?zé)o醛刨花板表層以添加木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑為主，表層MDI 的添加量很少，只需在切換生產(chǎn)無醛板前對鋼帶進(jìn)行簡單噴淋，對生產(chǎn)線的運輸皮帶、網(wǎng)帶基本沒有影響，可以省去壓機鋼帶噴淋的技術(shù)改造投資。而且木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑無毒，且易于去除，使用清水沖洗就可以清理干凈，便于對管道、噴頭等難清理部位進(jìn)行打掃，對環(huán)境造成的危害很小。

4 生產(chǎn)木質(zhì)素?zé)o醛刨花板存在的問題與解決措施

經(jīng)過試驗與生產(chǎn)的不斷探索，對采用木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑制造刨花板的工藝及產(chǎn)品狀況進(jìn)行總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)了一些問題，并提出了解決方案。

4.1 生產(chǎn)效率

由于木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑性初粘性較弱，使得板坯成型差，固化時間比較長，所以生產(chǎn)效率比較低，相比普通脲醛樹脂膠的效率降低了30%。一般通過以下方法提高木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑的生產(chǎn)效率：增加板坯預(yù)熱設(shè)備，提前激發(fā)膠黏劑活性；增加芯層固化劑；通過提高熱壓油溫等方法加快芯層反應(yīng)速度。

4.2 防水性能

由于木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑的吸水性較強，會使成品板的24h 吸水膨脹率容易偏高。解決的方法是增加防水劑的添加量和MDI 膠黏劑的施加量，提高板材整體密度和內(nèi)結(jié)合強度等，保證板材的防水性能。

4.3 板材分層鼓泡

由于表層刨花含水率較高，生產(chǎn)過程為保證芯層溫度而提高了熱壓油溫，導(dǎo)致表層固化過快，板坯內(nèi)水蒸氣過多，排氣不順暢，易造成板材分層鼓泡。解決方案是：通過調(diào)整中間皮帶速度比例，減少板坯拉裂，從而可適當(dāng)降低表層含水率；提高壓機最后一區(qū)油溫，保證膠的固化效果；適當(dāng)降低干燥刨花含水率，減少板材分層鼓泡。

4.4 成品板板面局部泛白

造成成品板表面局部泛白的原因一般是：芯層鋪裝鋪料不均勻；芯層壓輥未能有效壓實芯層刨花；凹坑處通過表層料彌補；在熱壓過程固化程度不同；排氣不均勻等原因?qū)е碌拿搴穸炔痪鶆颍沟迷谏肮膺^程中偏厚的地方容易出現(xiàn)泛白現(xiàn)象。解決方案是：通過增加芯層刨花預(yù)壓輥，壓實芯層料，并排出一部分多余的空氣，改善鋪裝平整度，提高壓機熱壓效果等可以穩(wěn)定板材厚度，從而減少泛白現(xiàn)象的產(chǎn)生。

5 結(jié)語

人們對生活質(zhì)量要求提高，對家具產(chǎn)品的甲醛低釋放量要求也就越來越高，生產(chǎn)無醛刨花板是刨花板行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。目前各家刨花板工廠，都在不斷研發(fā)無醛板的生產(chǎn)技術(shù)，市場競爭越來越激烈，成本控制是工廠生存必須攻克的難題。本公司在采用木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑制造刨花板方面的不斷探索和實踐的結(jié)果表明，采用木質(zhì)素?zé)o醛膠黏劑制造刨花板是可行的，相比采用純MDI 制造無醛刨花板，可有效地降低生產(chǎn)成本，為刨花板無醛化生產(chǎn)獲取了一定的經(jīng)驗，為同行提供了參考。