刨花板生产热压工艺研究

刨花板生产热压工艺研究

摘要对于刨花板而言，其生产过程中的热压工艺将会对刨花板板坯的化学与物理特性产生一定的影响，从而对刨花板的最终生产质量存在一定的联系。因此，对刨花板生产热压工艺进行研究，对于提升刨花板的生产质量有着极为重要的意义。鉴于此，本文对热压过程中的物理变化与化学变化进行分析，随后详尽介绍了热压工艺参数，最后对热压过程中产生的主要缺陷及消除进行了简要叙述，以此来帮助有关人士更好地对刨花板生产热压工艺进行研究。

关键词刨花板；生产；热压工艺；研究

前言

在一定条件下，将施加胶黏剂的木质或非木质纤维材料进行压制而形成的板材便是刨花板的基本定义。其中，为了保证刨花板的生产质量满足标准要求，对刨花板生产环节中的各个工艺要求进行严格的遵守是很有必要的。在生产刨花板过程中，热压工艺的科学性与合理性将会对刨花板的整体质量有着极为紧密的联系，所以加强对刨花板生产热压工艺研究，对于提升刨花板的生产质量有着极为重要的现实意义。

1 热压过程中的物理变化

1.1 温度的变化

板坯进入热压机后，高温热压板把热量传给表层板坯，进而表层刨花将热量向芯层传递，板坯整体温度升高。板坯温度升高的热量有三个来源：热压板供热、刨花受压摩擦生热和胶粘剂固化放热，其中主要来源是由热压板提供的。

1.2 含水率和胶粘剂的再分布

热压机闭合过程中，板坯所受的压力逐渐增大，刨花移动产生摩擦，胶粘剂在刨花表面重新分布。随着板坯温度的升高，表层板坯达到水的汽化温度后，水分汽化，少部分汽化水逸出板坯，大部分的汽化水冲向芯层，提高了芯层刨花的含水率，同时将热量传向芯层。因此，在生产中，表层板坯含水率高于芯层含水率，可以产生蒸汽冲击效应，提高热压机传热效率。热压中后期芯层温度提高，水分汽化后，在一定饱和蒸汽压力的作用下，向板外排放，板坯含水率降低。

1.3 板坯厚度和密度的变化

压机闭合，随着压力的逐渐增加，板坯发生压缩到要求的厚度，同时密度增加，达到一定的强度[1]。

2 热压过程中的化学变化

2.1 胶粘剂的固化

刨花板生产中大多使用脲醛树脂胶粘剂，尿素和甲醛经过加成反应和缩聚反应形成线形结构的初期脲醛树脂，在一定温度和酸性介质条件下，进一步脱水缩聚，形成体形结构的末期脲醛树脂。生产中为了保证一定固化速度，通常采用较高的固化温度和以强酸弱碱盐为固化剂。

2.2 木材中化学成分的热降解

组成木材的化学成分纤维素、半纤维素、木素和其他一些碳水化合物，在高温高压下发生降解，因此，热压过程中热压温度过高、热压时间过长不仅增加生产成本、降低生产效率，而且影响产品质量。热压过程的物理变化和化学变化不是孤立的，而是相互交织或同时发生的，在物理变化同时也发生化学变化。如板坯进入压机后板坯表层受热，温度达到胶粘剂固化温度时，胶粘剂固化，这时板坯所受的压力低，刨花之间没有形成紧密结合，胶粘剂固化强度很低，形成松软层，也就是预固化层[2]。

3 热压工艺参数

热压工艺参数主要包括热压温度、热压时间、热压压力。

3.1 热压温度的作用

加热的温度是热压工序的一个主要因素，它能使胶粘剂迅速固化。热量通过热压板直接或间接传递给板坯，达到胶粘剂固化温度使胶粘剂固化。温度由表层向芯层存在温度梯度，温度梯度越大，传热速度越快，可以缩短热压时间，提高生产效率。因此，刨花板生产一般采用较高温度（150℃-200℃），但以不使木材明显降解为尺度。热压时，热量除使胶粘剂固化外，高温还可以增加木材可塑性，便于压紧板坯，使板坯密实。热量还能增加胶粘剂的流展性，促使胶粘剂在刨花表面再分布，提高胶粘剂在刨花表面分布的均匀性。

3.2 压力的作用

通常来讲，板坯的压缩特性、刨花彼此间的接触、刨花板密度等均与热压环节中的压力大小有着密切联系。通过一定的压力作用，会在增加刨花彼此之间接触的同时，降低板坯的密度，从而使得刨花板的强度会在固化过程中有所上升。与此同时，在使用厚度规热压过程中，板坯所受到的压力与压机作用的压力有所偏差。其中，板材属于弹塑性材料，当处于高温高压环境中，其会出现塑性与弹性形变，厚度规便可承受过高的压力（见图1）。此外，压力过高或过低，均会对刨花板的性能产生影响，所以采用分段降压的方式可有效地保证刨花板的热压质量。

3.3 热压时间的作用

热压时间可通常用热压周期表予以表示（如图2所示）。其中，t1表示板坯进入压机与压板闭合的时间，并且其对产品最终性能有着较大影响。另外，胶黏剂的固化与板坯密度、强度的形成均在t2这一阶段，所以将加压时间控制在合理的范围是极其重要的。与此同时，如果其他条件相同，压機闭合时间的长短对于密度梯度有着一定的影响，并且密度梯度与静曲强度成正比关系。在热压时，压力、温度与时间彼此存在联系，所以需要以实际情况为参考对各个参数进行调整，对于提升热压工艺质量有着关键意义。

4 热压过程中产生的主要缺陷及消除

4.1 预固化层过厚

预固化层是在低压时表层刨花胶粘剂提前固化形成的松软层。生产中存在一定的预固化层（1～2mm双面）是正常的，但预固化层过厚就会造成原料浪费，增加成本。可以从以下几个方面考虑降低预固化层：提高压机闭合速度；提高表层刨花含水率；表层刨花胶粘剂中加入复合型固化剂；使用板坯表面处理剂。

4.2 鼓泡

鼓泡是由于板内局部饱和蒸压力大于胶合强度时引起的。可以从以下几个方面考虑减少和消除鼓泡：降低刨花含水率尤其是芯层刨花含水率；延长热压时间；降低高压压力和分段卸压时延长低压保压时间。

4.3 分层

分层主要是由于胶粘剂的固化不充分引起的，因此，生产中在注意胶粘剂的质量的前提下，还应该调整固化剂加量、热压温度、热压时间、板坯含水率等几个方面。

由此可见，为了确保刨花板的性能满足使用要求，有必要采用科学、合理的热压工艺来对刨花板整体性能参数进行控制，以此来从根本上保证刨花板的生产质量，对于刨花板生产企业市场竞争力的提升有着极为重要的作用。

参考文献

[1] 李好.我国刨花板行业清洁生产现状分析及建议[J].中国人造板，2017，24（06）：8-11.

[2] 张勇军，杨宝堂.刨花板生产工艺控制对质量的影响[J].中国人造板，2012，（11）：30-32.