环保阻燃中密度纤维板的工艺技术研究

环保阻燃中密度纤维板的工艺技术研究

Posted by -- on 04/05/07 02:58 PM, updated on 08/07/08 10:22 AM

论文作者：张建北京林业大学

指导教师：李光沛北京林业大学教授

摘要：中密度纤维板应用于室内装饰、家具制造和建筑等众多方面，和人们的生活密切相关。本文主要研究使用新型环保无毒阻燃剂和BL－甲醛消纳剂两项科研成果生产具有环保和阻燃双重功能的中密度纤维板和环保中密度纤维板的工艺技术，取得了理想的效果。利用科技手段生产具有环保阻燃特性的绿色纤维板，既是一种科技创新和实践，也是对人类、企业和社会的一项贡献，具有重大的社会效益和经济效益。这也为中密度纤维板开辟了广阔的应用前景，弥补了在生产上的一个弱项。本研究具有一定的理论价值和实际应用意义。

本研究首先对引进国外技术进行消化、吸收和创新，经过大量改进、小试和中试，得到了无毒环保阻燃剂和BL-甲醛消纳剂两项科研成果，并在中密度纤维板上加以应用。利用正交试验设计和单因素试验进行工艺上的探讨，借助氧指数测试仪、甲醛测试仪、红外光谱、X－衍射仪、扫描电镜、热重分析仪等仪器和相关试验手段和通过市场调查进行分析，得到以下主要结论。

1.在专用催化剂作用下，利用磷酸和尿素两大基本原料，制取无毒环保阻燃剂和BL-甲醛消纳剂，经过大量小试和优化改进，摸索出了合理的生产工艺，实现了二者的产业化生产，适当改造不锈钢反应釜即可生产。这二者在反应物料比例、催化剂用量、物化性能和功效上有一定的区别；它们与常规的聚磷酸铵在原料、生产条件、生产设备、功效和产品形态和分子结构上也有不同。

2.无毒环保阻燃剂是膨胀型高浓液剂，属氮磷系阻燃剂，具有环保无毒、一剂双功能、成本低、易生产使用等优点。由于该阻燃剂对脲胶有一定的影响，使用时需和脲胶分开计量施加。小试时，对纤维进行阻燃处理后干燥至含水率4％左右；再施加脲胶，115°C条件下，通风干燥10分钟至含水率8％～12%范围内，最后铺装，预压，热压，检测。实验室制取环保阻燃中密度纤维板的较优工艺参数为无毒环保阻燃剂施加量13%、脲胶施加量10%、热压温度160±5℃、热压时间45 s/mm，热压曲线采用四段降压。影响大小次序为脲胶施加量> 热压温度>阻燃剂施加量>热压时间。试验压制的板子为80型中密度板，内结合强度最大达到0.66MPa，静曲强度达到32.04MPa，物理力学性能满足了优等品的要求；甲醛释放量远远低于环保级≤9mg/100g要求，最低0.53mg/100g；燃烧失重率7%左右，氧指数在50左右，达到了难燃级的要求，发烟量少，无阴燃。因为是整体阻燃，故持久性长，从根本上解决了阻燃和环保问题。

3.BL-甲醛消纳剂是水溶性高浓液剂，具有环保无毒、降醛效果好、成本低、易生产使用等优点。这是首次利用磷酸和尿素为主要原料生产出一种物质来解决人造板甲醛释放量问题。它不能与脲胶长期共存，但可以在调胶时加入，可共同混合施胶或另单设一计量系统。脲胶中BL-甲醛消纳剂的加量越大，pH值变化越小，游离甲醛含量越低，固化时间越长；BL-甲醛消纳剂还有一定的阻燃作用，当施加量为15％时，氧指数可提高4。

4.单因素试验时，随着BL-甲醛消纳剂施加量的增加、热压温度的升高、热压时间的延长，甲醛释放量越低；脲胶施加量的增加，甲醛释放量增加；板子密度和厚度也对降醛效果

有一定影响，但无规律性。

5.小试时先干燥纤维至含水率4％左右，再施加BL-甲醛消纳剂和脲胶的混合液；115°C条件下，通风干燥10分钟至含水率在8％～12%范围内，最后铺装，预压，热压，检测。通过正交实验和重复实验，得到较优的实验室工艺参数为BL-甲醛消纳剂施加量12％、脲胶施加量10％、热压温度180±5℃、热压时间25s/mm，热压曲线采用常规的三段降压。影响大小次序是热压温度>脲胶施加量>BL-甲醛消纳剂施加量>热压时间。板子内结合强度最大达到0.73MPa，静曲强度达到33.28MPa，都达到优等品的要求；甲醛释放量都低于环保级产品≤9mg/100g的要求，有的仅为2.78mg/100g，从根本上解决甲醛释放问题且持久。

6.中试证明了无毒环保阻燃剂和BL-甲醛消纳剂可用于实际生产，有着良好的效果，但要根据实际情况适当调整用量。前者生产成本2500元/吨，后者1300元/吨，由于阻燃环保中密度纤维板比普通的纤维板有一定的价格差异且市场上此类产品紧缺，能给企业带来经济效益。虽然二者都会影响板子的内结合强度和耐水性，但合理调整热压工艺参数或对脲胶适当改性，能够改善或解决这种不利影响，生产的纤维板各项指标都能达到优等品要求。

关键词：中密度纤维板，阻燃环保，脲醛树脂胶粘剂，无毒环保阻燃剂，BL-甲醛消纳剂