林衛(wèi)東 張鳳嵐 鄒明星 譚鋒明 陳瑞建

【摘 要】纖維板在社會(huì)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用較為廣泛，尤其是在室內(nèi)裝飾、房地產(chǎn)業(yè)和包裝等領(lǐng)域當(dāng)中，對(duì)于纖維板的需求量在不斷增長(zhǎng)。在傳統(tǒng)纖維板的生產(chǎn)制造過(guò)程當(dāng)中，由于缺少對(duì)其防潮性能的重視，因此在實(shí)際使用中的效果較差。將防潮脲醛樹(shù)脂膠應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)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(chǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。本文將從防潮脲醛樹(shù)脂膠的研制與高防潮纖維板的力學(xué)性能出發(fā)，研究高防潮纖維板的生產(chǎn)技術(shù)。同時(shí)，對(duì)高防潮纖維板的應(yīng)用試驗(yàn)進(jìn)行分析，以促進(jìn)其性能的進(jìn)一步優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】高防潮纖維板;生產(chǎn)技術(shù);應(yīng)用

在氣候較為潮濕的環(huán)境當(dāng)中，高防潮纖維板的應(yīng)用較為廣泛，比如東南亞地區(qū)和我國(guó)南方地區(qū)等。隨著科學(xué)技術(shù)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(wèn)題，限制了其應(yīng)用范圍的拓展。而在當(dāng)前現(xiàn)代化建設(shè)速度逐漸加快的趨勢(shì)下，社會(huì)各領(lǐng)域?qū)Ψ浪⒎莱崩w維板的需求量也在不斷增長(zhǎng)，只有加強(qiáng)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化與改進(jìn)，才能促進(jìn)其性能的改善，滿足人們的不同需求。尤其是生產(chǎn)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(shù)脂膠，使其防潮性能得到了有效改善，能夠應(yīng)用于廚房組件、浴室柜、工作臺(tái)襯底、梳妝臺(tái)、櫥柜、擱板和洗浴盆邊沿臺(tái)面當(dāng)中，應(yīng)對(duì)高度潮濕環(huán)境的影響，延長(zhǎng)其使用壽命。

一、高防潮纖維板的生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn)

（一）防潮脲醛樹(shù)脂膠的研制開(kāi)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(shù)脂和酚醛樹(shù)脂的主要特點(diǎn)，其水解難度較高，產(chǎn)品在使用中不會(huì)出現(xiàn)降級(jí)。上述兩種材料屬于耐候性樹(shù)脂，因此在人造板膠黏劑的生產(chǎn)制造中較為常用，間苯二酚改性樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂的顏色為紅色，對(duì)于產(chǎn)品的色澤會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響。生產(chǎn)效率也會(huì)由于其較長(zhǎng)的固化時(shí)間而降低，與此同時(shí)，其較高的生產(chǎn)成本也給批量生產(chǎn)帶來(lái)了一定的困難。耐濕性能強(qiáng)是異氰酸酯樹(shù)脂膠和三聚氰胺樹(shù)脂膠的主要特點(diǎn)，在防潮板的制造當(dāng)中應(yīng)用較為廣泛。專用施膠設(shè)備和脫模劑應(yīng)用于異氰酸酯的生產(chǎn)當(dāng)中，增大了生產(chǎn)制造成本。另一方面，在對(duì)其進(jìn)行開(kāi)封后，其對(duì)于存儲(chǔ)環(huán)境的要求較高，使得板材生產(chǎn)的穩(wěn)定性降低，加大了批量生產(chǎn)的難度【1】。在脲醛樹(shù)脂防潮性能的改善當(dāng)中，三聚氰胺的應(yīng)用較為普遍，同時(shí)也能夠?qū)兹┽尫帕窟M(jìn)行有效控制，防止人們的生命安全受到較大威脅。在脲醛樹(shù)脂的性能改善中，通常會(huì)運(yùn)用共縮聚方法，有助于脲醛樹(shù)脂耐水性的增強(qiáng)。運(yùn)用改性脲醛樹(shù)脂時(shí)，應(yīng)該在保障其防潮性能的同時(shí)，降低其成本投入，保障企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.工藝控制要點(diǎn)

在添加尿素、增強(qiáng)助劑M和甲醛的過(guò)程中，應(yīng)該分兩次;在添加三聚氰胺的過(guò)程中，應(yīng)該分三次;弱酸pH值起始反應(yīng)。甲醛羰基可以在尿素的作用下實(shí)現(xiàn)加成，以促進(jìn)樹(shù)脂分子的生成，該分子的連接依靠亞甲基鍵。為了保障樹(shù)脂的正向反應(yīng)，應(yīng)該采用分時(shí)機(jī)投料和多次投料的方式，對(duì)膠黏劑中游離甲醛的含量加以控制。在樹(shù)脂分子當(dāng)中，由于分批投料方式的運(yùn)用，三聚氰胺環(huán)狀結(jié)構(gòu)使得分布十分合理，有助于三聚氰胺利用率的提升和樹(shù)脂耐水性的增強(qiáng)，避免對(duì)三聚氰胺的降醛效果造成影響。在促進(jìn)正反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)，在添加甲醛時(shí)采用分多次的方式，還能夠?qū)τ坞x尿素的含量進(jìn)行控制，促進(jìn)樹(shù)脂固化強(qiáng)度的提升。100-110s為一般情況下固化時(shí)間的范圍，熱壓時(shí)的生產(chǎn)效率得到明顯提升。對(duì)膠黏劑指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格遵循GB/T14074-2006《木材膠黏劑及其樹(shù)脂檢驗(yàn)方法》的相關(guān)規(guī)定【2】。其測(cè)定結(jié)果如圖1所示。

3.反應(yīng)機(jī)理

加成反應(yīng)存在于甲醛和三聚氰胺當(dāng)中，其反應(yīng)環(huán)境為中性或者堿性，會(huì)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(yīng)式如圖2所示。（1-3）羥甲基脲主要是由甲醛和尿素反應(yīng)生成，其化學(xué)反應(yīng)式為：H2NCNH2+2CH2O→HOH2CNHCONHCH2OH.縮聚反應(yīng)存在于二羥甲基脲和羥甲基三聚氰胺當(dāng)中，其反應(yīng)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(yīng)速率較慢，會(huì)與三聚氰胺發(fā)生快速反應(yīng)。

較差的耐水性，是脲醛樹(shù)脂固化后的主要弊端，-CONH和-OH基團(tuán)存在于反應(yīng)體系當(dāng)中，碳酰胺鍵在70℃的高溫?zé)崴?dāng)中會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，破壞了樹(shù)脂結(jié)構(gòu)導(dǎo)致板材的強(qiáng)度受到影響。三聚氰胺添加于樹(shù)脂分子當(dāng)中，能夠與甲醛發(fā)生反應(yīng)，促進(jìn)（1-6）羥甲基三聚氰胺的生成，也會(huì)與羥甲基脲之間存在化學(xué)反應(yīng)。6個(gè)反應(yīng)位存在于羥甲基三聚氰胺當(dāng)中，由于親水基團(tuán)的減少，比如-CONH和-OH基團(tuán)，加上三氮雜環(huán)的存在，使得其耐熱性與耐水性得到增強(qiáng)。甲醛還應(yīng)該在制備的后期進(jìn)行適量添加，樹(shù)脂的水溶性會(huì)由于含羥基支鏈的存在而得到增強(qiáng)，游離尿素也會(huì)充分反應(yīng)，這也促進(jìn)了固化強(qiáng)度的提升【3】。

（二）高防潮纖維板的生產(chǎn)工藝

控制材料的含水率在35%-40%之間，對(duì)其中砂石、金屬和不合格木片進(jìn)行篩除，保障其具備良好的纖維形態(tài)。在軟化木片的過(guò)程中主要借助于飽和蒸汽，降低纖維結(jié)合力。在施膠的過(guò)程中主要運(yùn)用了管道施膠的方式，應(yīng)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(huì)受到高熱熱氣流的沖擊，懸浮狀態(tài)出現(xiàn)在纖維當(dāng)中，熱傳導(dǎo)系數(shù)在熱氣流的更新當(dāng)中得到提升，有利于快速干燥纖維，確保其含水率符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在分離濕熱空氣和纖維時(shí)，主要采用了旋風(fēng)分離器。在鋪裝過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格遵循相關(guān)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(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。為了促進(jìn)其支撐強(qiáng)度的提升，應(yīng)該采用預(yù)壓處理，為后續(xù)運(yùn)輸、切割和裝板工作奠定基礎(chǔ)【4】。為了對(duì)密度偏差進(jìn)行控制，促進(jìn)熱壓速度的適當(dāng)提升和熱壓機(jī)壓力的降低。在調(diào)整壓機(jī)的溫度、時(shí)間和壓力時(shí)，應(yīng)該明確成品板的纖維含水率、厚度、密度和脲醛樹(shù)脂膠性能等要求，促進(jìn)添加物和脲醛樹(shù)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(jìn)板材粘結(jié)強(qiáng)度的提升。膠結(jié)性能主要是受到熱壓時(shí)間的影響，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。在完成熱壓后由于毛板具有較高的溫度，因此應(yīng)該進(jìn)行冷卻處理，防止對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生影響，能夠有效避免脲醛樹(shù)脂的降解，增強(qiáng)其耐水性。在冷卻完成后，進(jìn)行養(yǎng)生、砂光和齊邊等操作，完成高防潮纖維板的生產(chǎn)。

（三）高防潮纖維板的力學(xué)性能

以GB/T11718-2009《中密度纖維板》的相關(guān)規(guī)定為依據(jù)，對(duì)高防潮纖維板的力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)。在18mm家具型中密度纖維板性能的測(cè)試當(dāng)中，測(cè)得其靜曲強(qiáng)度為31MPa，滿足了標(biāo)準(zhǔn)中的24MPa要求;彈性模量在3045-3202MPa之間，滿足了標(biāo)準(zhǔn)中的2300MPa要求;內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度在0.76-1.04MPa之間，滿足了標(biāo)準(zhǔn)中0.5MPa的要求;表面結(jié)合強(qiáng)度在1.71-1.89MPa之間，遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)中0.9MPa的要求;吸水厚度膨脹率在3.0%左右，遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)中的7.0%;在70℃熱水浸泡中的濕靜曲強(qiáng)度在11.0MPa左右，也超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)中的10.0MPa要求。在7.9mm地板基材理化性能的測(cè)試當(dāng)中，測(cè)得其靜曲強(qiáng)度為45MPa;彈性模量在4200MPa左右;內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度在2.0MPa左右;表面結(jié)合強(qiáng)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(qiáng)度在13.0MPa左右【5】。

二、高防潮纖維板的應(yīng)用試驗(yàn)

（一）高防潮家具板

在人造板市場(chǎng)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于家具的防潮性能提出了更高的要求，在浴室門(mén)、柜和櫥柜的生產(chǎn)當(dāng)中，高防潮家具板的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。表面壓貼18mm高防潮中密度纖維板形成家具板，對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)分析，在此過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格以GB/T15102-2006《浸漬膠膜紙飾面人造板》中的相關(guān)規(guī)定為依據(jù)。其密度值為0.86g/cm3;含水率為5.25%，符合標(biāo)準(zhǔn)中3.0%-10.0%的要求;吸水厚度膨脹率為0.6%。符合標(biāo)準(zhǔn)中的≤8.0%要求;內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度在0.95MPa，符合標(biāo)準(zhǔn)中的≥0.45MPa要求;靜曲強(qiáng)度為37.43MPa，符合標(biāo)準(zhǔn)中的≥20.0MPa要求;板面握螺釘力為1586N，符合標(biāo)準(zhǔn)中的≥1000N要求;甲醛釋放量為0.73mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)中的≤1.5mg/L要求，能夠防止對(duì)人體健康造成危害【6】。

對(duì)于大幅面板材的變形情況進(jìn)行分析，普通纖維板和高防潮纖維板數(shù)量各為2塊，對(duì)其進(jìn)行加工，完成門(mén)板的制造，其規(guī)格為2250mm×450mm。在此過(guò)程中為了降低檢測(cè)的誤差，應(yīng)該控制其生產(chǎn)工藝與參數(shù)的一致性。運(yùn)用濕抹布在早晨與晚上對(duì)四片門(mén)板進(jìn)行擦拭，為其創(chuàng)造一定的高濕環(huán)境，對(duì)其變形狀況進(jìn)行觀察與分析。試驗(yàn)時(shí)間為45d，在擦拭5-6天后，普通基材出現(xiàn)了1mm的變形問(wèn)題;在30天后出現(xiàn)了2mm的變形情況;在45d時(shí)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(wèn)題。在浴室門(mén)當(dāng)中應(yīng)用高防潮纖維板，能夠有效增強(qiáng)其質(zhì)量性能，延長(zhǎng)其使用壽命。

對(duì)高防潮纖維板的防霉能力進(jìn)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(duì)其進(jìn)行加工后進(jìn)行不浸水處理和浸水處理，對(duì)其霉變情況進(jìn)行觀察與分析。試驗(yàn)空間環(huán)境保持有效的密封性和潮濕性，同時(shí)應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行避光處理【7】。10-18℃為該空間的溫度范圍，在加濕的過(guò)程中運(yùn)用加濕器，使其濕度保持在90%。在浸泡的第96h，1號(hào)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(yán)重的霉變情況;2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)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(méi)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(jìn)入板材內(nèi)部，避免了霉菌的滋生。

（二）防潮地板的生產(chǎn)

在高溫高濕的環(huán)境當(dāng)中，普通木地板會(huì)出現(xiàn)一定的變形問(wèn)題，比如在東南亞和我國(guó)南方地區(qū)等，不僅會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)的信譽(yù)，而且會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。增強(qiáng)地板基材的防潮性能，能夠有效提升企業(yè)效益，在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格以LY/T1700-2007的相關(guān)要求為依據(jù)。對(duì)地板尺寸穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)，其在長(zhǎng)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(zhì)地板》中≤0.4%的要求;其在長(zhǎng)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(zhì)地板》中≤0.15%的要求。通過(guò)對(duì)多個(gè)客戶的使用狀況進(jìn)行調(diào)查，在正常溫濕度和高溫濕度的環(huán)境當(dāng)中，為發(fā)現(xiàn)離縫和起拱等問(wèn)題。

三、結(jié)語(yǔ)

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(shì)，能夠有效方式板材在高濕度環(huán)境中出現(xiàn)嚴(yán)重變形等質(zhì)量問(wèn)題，延長(zhǎng)其使用壽命。尤其是隨著纖維板使用范圍的擴(kuò)大，市場(chǎng)中對(duì)于高防潮纖維板的需求量也在增加，脲醛樹(shù)脂的運(yùn)用能夠促進(jìn)板材吸水厚度膨脹率的下降，增強(qiáng)大幅面家具板的尺寸穩(wěn)定性，同時(shí)也能夠有效防止在使用中出現(xiàn)嚴(yán)重的霉變問(wèn)題。較強(qiáng)的復(fù)雜性是脲醛樹(shù)脂合成的主要特點(diǎn)，在生產(chǎn)與制備過(guò)程中應(yīng)該對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行有效控制，促進(jìn)高防潮纖維板性能的提升，滿足企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益追求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]唐啟恒，常亮，王雙永，郭文靜.密度對(duì)異氰酸酯膠高密度纖維板性能的影響[J].木材工業(yè)，2019，33（03）：49-52.

[2]唐啟恒，譚宏偉，韋淇峰，崔賀帥，郭文靜，周冠武.低甲醛釋放高密度纖維板的制備及性能[J].林業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，4（02）：26-30.

[3]陳玲.未來(lái)中密度纖維板（MDF）生產(chǎn)的原料[J].國(guó)際木業(yè)，2019，49（01）：27.

[4]張江峰，劉達(dá)成.新型功能纖維板的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].中國(guó)人造板，2017，24（07）：17-20.

[5]陳秀蘭，王俊偉.工藝參數(shù)對(duì)防潮纖維板性能的影響[J].林產(chǎn)工業(yè)，2015，42（09）：17-19.

[6]陳文淵，陳文江，田湘，湛年勇，黃家毅.環(huán)保高防潮纖維板用改性脲醛樹(shù)脂膠黏劑的研制[J].廣西林業(yè)科學(xué)，2015，44（01）：44-46.

[7]鮑洪玲，國(guó)曉均，周湘，高淑國(guó).高防潮纖維板的生產(chǎn)技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國(guó)人造板，2014，21（05）：4-7.