生产管理知识_中密度纤维板生产工艺知识

第一节施胶施胶是指向纤维中施加一定量的胶黏剂 并拌合均匀的过程 同时 还要按工艺要求 加入一定量的防水剂和其它添加剂 施胶是中密度纤维板生产中的关键工序之一 一 胶黏剂和添加剂 一 胶黏剂及其调制1 胶黏剂的种类和性质制造中密度纤维板胶黏剂 包括蛋白质胶与合成树脂胶两大类 1 蛋白质胶蛋白质胶有两种 一种是动物蛋白质胶 如血胶 皮骨胶 干酪素胶等 另一种是植物蛋白质胶 如豆粉胶 豆精胶等 蛋白质胶黏剂的原料充足 价格低廉 容易制造和调制 使用方便 他们普遍存在的缺点是耐水性差 耐腐性差 胶合强度尤其是湿强度低 蛋白质胶一般不用于中密度纤维板生产 仅为刨花板生产初期采用的胶种 目前采用者也较少 2 合成树脂胶合成树脂胶种类很多 如 脲醛树脂胶 酚醛树脂胶 三聚氰胺树脂胶和异氰酸酯胶黏剂等 其中以脲醛树脂胶应用最普遍 合成树脂胶的耐水性 耐腐性及胶合强度均优于蛋白质胶 就耐水性 耐老化性等综合性能来看 脲醛树脂胶稍差 但这种胶黏剂成本较低 热压性能良好 能保持木材本色 便于染色 油漆等 是制造室内用板的良好胶黏剂 这种胶黏剂在加入固化剂的情况下 还可冷压胶合 制板的灵活性还是较高的 酚醛树脂胶和三聚氰氨树脂胶的耐水性 耐腐性 耐气候性都很好 是制造室外用板的良好胶黏剂 但成本较高 异氰酸酯胶黏剂的价格较贵 但使用这种胶黏剂能减少施胶量 缩短热压时间 其胶合强度也很高 固化胶层的韧性较好 易于切割 异氰酸酯胶黏剂是一种无水 无溶剂型胶黏剂 在压制板子时 能使板坯芯层含水率大大降低 可减少鼓泡 分层等缺陷 不过采用的压力应高一些 2 脲醛树脂胶及其调制脲醛树脂胶通常都将其调至中性或弱碱性条件下贮存 若直接用这种树脂胶制板 由于其固化速度较慢 不能在预定的时间内迅速固化 将影响产品胶合质量和产量 因此 在使用前要进行调制 所谓调制 是指向脲醛树脂中加入固化剂和某种助剂并搅拌均匀的过程 调制后的脲醛树脂胶 能够在一定的热压工艺条件下 迅速形成不溶 不熔的末期树脂 使板子达到一定的胶合强度 1 对脲醛树脂胶性能的要求第一 固体含量要高 一般要求胶黏剂的固体含量在60 左右 第二 粘度要低 中密度纤维板用胶应具有较大渗透性 其粘度应更低一些 大约为 20 50 10 3Pa s 第三 要有一定的活性期 中密度纤维板生产中 多采用先施胶后干燥的工艺路线 其用胶的活性期应在24h以上 第四 固化速度要快一些 中密度纤维板用胶一般为60 90s 活性期和固化速度是一对矛盾 一般情况下 活性期长的胶黏剂固化速度则较慢一些 应该是在活性期满足生产要求的前提下 尽量选择固化速度快一些的胶黏剂 第五 游离甲醛含量要低 除了选择游离甲醛含量低的胶黏剂以外 在调制过程中加入一些具备 捕醛 功能的材料也很有必要 在中密度纤维板生产中 若采用先施胶后干燥的生产工艺 要求树脂胶在纤维干燥温度下不产生提前固化现象 胶黏剂还必须具有良好的混溶性 可以与其它合成树脂胶混合使用 也能够与其它添加剂如防水剂 防火剂 防腐剂等充分混溶 中密度纤维板用胶 外观乳白色液体pH7 0 7 5固体含量 50 1 粘度 25 5 10 3Pa s固化速度90 120s 100 游离甲醛含量 0 3 活性期24h以上 25 水溶性3 4倍 20 蒸馏水 密度1 20 0 05 g cm3 20 2 固化剂加入固化剂 旨在降低树脂的pH 提高其固化速度 脲醛树脂胶调制时所使用的固化剂有 某些弱酸和强酸盐类 目前 中密度纤维板生产过程中均采取热压工艺 多数厂家都以氯化铵为固化剂 或以氯化铵为主体材料配制固化剂 向脲醛树脂中加入氯化铵后 在水和热的作用下 氯化铵将发生水解和热解反应而形成游离酸 氯化铵还与树脂中的游离甲醛反应生成游离酸 游离酸的产生 能使树脂的pH下降到4 5 甚至更低一些 在酸性条件下 树脂的缩聚反应速度加快 由原来的初期树脂很快转化为末期树脂 由此可见 在使用脲醛树脂胶时 需加入固化剂进行调制 以便在热压过程中使胶黏剂迅速固化 上述固化剂系单一组分的固化剂 加到树脂中以后 会使树脂的活性期变得很短 掌握不好会使胶黏剂提前固化 失去胶合能力 若不加固化剂 胶黏剂的固化速度又很慢 不能在预定的时间内固化 为此 生产中采用组合固化剂来解决这一对矛盾 就是在单组分固化剂的基础上加入氨水 尿素 六次甲基四胺等材料 这样 既延长了胶黏剂的活性期 又不影响它的固化速度 而且能降低游离甲醛的含量 如 某厂的组合固化剂配方为 以质量计 氯化铵15份 尿素30份 氨水20份 水35份 对于氯化铵固化剂 中密度纤维板的加入量一般为0 5 1 0 3 脲醛树脂胶的调制工艺脲醛树脂胶的调制工艺有两种 一种是先加后调 一种是先调后加 所谓先加后调 是指将固体氯化铵配制成浓度为20 30 的水溶液 按比例直接加到纤维中去 在搅拌或运输过程中与胶黏剂混合 起到调制作用 这种固化剂加入方法过去曾大量采用 由于其均匀性较差 目前已很少使用 所谓先调后加 是指先将固化剂配制成浓度为20 30 的水溶液 再按比例加入到树脂中 搅拌10min 放置10 15min 待树脂的pH值稳定后便可使用 这种方法直接将调制好的胶黏剂加到原料中 胶黏剂与固化剂混合均匀 效果较好 目前采用较普遍 二 防水剂及其施加方法中密度纤维板在使用过程中 受外界条件影响时含水率变化而产生胀缩现象 从而影响其尺寸稳定性 甚至会破坏其胶合强度 为此 生产中不仅施加胶黏剂 而且要加入防水剂 以提高其防水能力 防水剂属于憎水物质 加入后可部分的遮盖原料表面 隔离水分与原料的接触面 堵塞水分通道 从而降低纤维的吸水 吸湿机能 提高产品的尺寸稳定性 防水剂的种类很多 如石蜡 沥青 干性油等 目前多数厂家均以石蜡为防水剂 1 石蜡防水剂的配制和施加 1 融熔状石蜡的施加这种方法是将石蜡加热至融熔状 直接加到原料中去 在中密度纤维板生产中 通常是在纤维分离过程中施加融熔石蜡液 将石蜡液加到磨浆机内 利用高速旋转的磨盘将石蜡分散成极微小的液滴 与纤维均匀混合并附着在其表面上 石蜡液的施加还可以采用喷雾法 即借助压缩空气 使融熔状石蜡液雾化 直接喷入热磨机排料管中 与纤维混合均匀并附着在纤维的表面上 通常使用的石蜡均为固体物 其熔点较高 为了降低石蜡的熔点 提高施加均匀性 可采用混合石蜡液 即将固体石蜡和液体石蜡按比例混合 一起施加到纤维中去 其比例随季节不同而改变 加入液体石蜡后 将使融熔石蜡的成本提高 融熔状石蜡液容易配制 施加工艺和设备简单 成本低 不增加纤维的含水率 但施加的均匀性较差 在板面上容易出现蜡渍 一旦停产降温还易堵塞管道 且耗蜡量较高 融熔石蜡的施加效果不及石蜡乳液 2 石蜡乳液的配制与施加配制石蜡乳液所需的主要原材料有 石蜡 油酸或合成脂肪酸氨水 油酸或合成脂肪酸与氨水作用生成石蜡乳化剂 以便将石蜡制成高度分散的稳定乳液 使用的主要设备是乳化锅 图3 27 现举例说明石蜡乳液的配方和制备工艺 配方 以质量计 石蜡100份 合成脂肪酸5 12份 氨水 含氨量25 4 5 5 5份 水150份 制备工艺 将固体石蜡 合成脂肪酸和水加入乳化锅中 向乳化锅的夹层内通蒸汽 使石蜡完全熔化 这时温度一般为70 开动慢速搅拌器搅拌 转速为58r min 且继续通蒸汽缓慢升温 待温度升至90 时 停止慢速搅拌 同时开动快速搅拌器搅拌 转速约为2800r min 经过2 5 3 0min后 各种材料基本上混合均匀 这时可将氨水徐徐加入锅内 并继续快速搅拌3 5min 然后停止快速搅拌器 开动慢速搅拌器 同时向夹套内通入冷水 并往蒸汽盘管内通入压缩空气冷却 待乳液温度降至70 时 即可停止冷却和搅拌 将乳液打入贮存罐中备用 石蜡乳液的质量指标如下 pH为7 0 8 5 比重 20 为0 94 0 96 颗粒度 显微镜下观测 为 1 者占90 以上 贮存2天不分层 不凝聚 其质量分数可根据需要进行调节 一般为20 40 图3 27乳化锅示意图1 锅体2 低速搅拌器3 高速搅拌器4 蒸汽进口管5 加热管6 温度计7 取样管8 放料阀9 蒸汽出口管 石蜡乳液可以直接加入到纤维中去 也可以先与胶黏剂配制成混合液 再一起加到纤维中去 在中密度纤维板生产中 施加石蜡乳液的方法有两种 一种是在干纤维上施加 通常在板坯铺装前的施胶箱 图3 28 内进行 将稀释后的石蜡乳液喷到纤维表面上 另一种是在湿纤维上施加 在湿纤维进入干燥机前 将稀释后的石蜡乳液喷撒在纤维表面上 2 石蜡防水剂的用量石蜡防水剂的用量 是指固体石蜡质量占绝干原料质量的百分比 中密度纤维板生产中石蜡用量为1 0 2 5 3 防水剂对产品性能的影响在一定的范围内 随石蜡用量的增加 板子的防水性能提高 石蜡防水剂影响胶黏剂对碎料的粘结作用 因此 石蜡用量增加 产品的胶合强度会下降 石蜡防水剂的施加 对板材的表面装饰有一定影响 如果对板面进行涂饰或印刷图案 防水剂的存在 将使其受到一定阻碍作用 石蜡是一种非永久性防水剂 成品在使用较长时间后 其防水性能会下降 三 添加剂及其施加方法添加剂种类很多 这里所谈的添加剂 主要指阻燃剂 防腐剂和防虫剂等 1 阻燃剂及阻燃处理 1 阻燃剂中密度纤维板使用的阻燃剂 应具有下列基本要求 阻燃效果好且持久耐用 无毒或低毒 无腐蚀作用 有良好的混溶性 能与胶黏剂等混合使用 对产品的各种性能无明显影响 成本较低 阻燃剂 即滞火材料 可分为三大类 第一类是无机类阻燃剂 第二类是有机类阻燃剂 第三类是有机和无机复合阻燃剂 阻燃剂之所以能起到滞火作用 主要有以下几点 隔离作用 阻燃剂燃烧时形成导热性不良的炭化隔热层 抑制了可燃气体的产生 切断了氧气的供给 阻碍了板子的燃烧 吸热和散热作用 阻燃剂能增加材料的导热性 有利于热量散失 阻燃剂受热分解或熔融大多是吸热反应 能降低板面温度 使燃烧缓解 稀释和捕集作用 阻燃剂受热分解能产生不燃气体 稀释了可燃气体和燃烧体表面氧气的浓度 抑制了可燃气体和燃烧物的燃烧 阻燃剂受热分解时 还能生成活性很高的游离基 捕集材料燃烧时产生的自由基 并生成不燃物质 从而终止材料燃烧的继续 2 阻燃处理中密度纤维板本身为可燃材料 要提高其耐燃性 就必须对其进行阻燃处理 采用的方法有两种 第一种是产品阻燃处理 可采用产品浸渍或板面涂布的方法进行 产品浸渍是将板子浸泡在阻燃剂水溶液中 经过一定时间后 取出板子 再在100 110 的温度下烘干 板面涂布就是用刷子 喷涂机或辊涂机 将阻燃药剂涂布在产品表面上 其涂布量视阻燃剂的品种而定 一般为500 600g m2 这种方法工艺较简单 但生产效率较低 阻燃药膜的存在 还会给板面装饰带来不利影响 第二种方法是原料阻燃处理 是直接对木片 纤维进行阻燃处理 可用阻燃药剂浸渍木片 也可以将药剂直接喷撒在纤维表面上 在施加胶黏剂的同时 将阻燃剂加到纤维中去 是简单方便 成本低的一种阻燃处理办法 但在先施胶后干燥的中密度纤维板生产方案中 应注意阻燃剂的选用 因有的无机盐类阻燃剂 在纤维高温干燥时分解 将使纤维的pH降低 容易引起部分胶黏剂提前固化 或纤维组分严重降解 从而使产品的强度和耐水性下降 2 防腐剂 防虫剂及施加方法中密度纤维板木材一样 在长期湿热的条件下 也会受到虫 菌类危害 因此 防腐和防虫处理也是一个值得考虑的问题 1 防腐剂和防虫剂防腐剂和防虫剂种类繁多 且许多种具有剧毒性 因此 生产中所选用的防腐 防虫药剂应满足以下基本要求 对真菌和害虫毒性高 防腐 防虫效果明显 而对人体毒性很低 不会引起人体中毒 药剂在成品内持久稳定 不易流失和挥发 对金属无腐蚀作用 有良好的混溶性 使用方便 成本低 常用的防腐 防虫药剂有 五氯酚 五氯酚钠盐 氟硅酸钠 氟硅酸铵 氟化钠 硫酸铜 硼砂 硼酸 八硼酸二钠等 2 防腐剂 防虫剂的施加方法防腐剂 防虫剂的施加方法基本同于阻燃处理 生产中多采用向纤维表面喷撒药剂的方法 其施加量据药剂品种不同而异 如 中密度纤维板中施加硼化物药剂时 其用量一般为1 0 1 5 二 施胶工艺 一 施胶量及影响因素1 影响施胶量的因素 1 纤维的形状和尺寸对施胶量影响很大 在施胶量一定的情况下 由于几何尺寸小的纤维比表面积大 因此 其单位面积上的绝干胶量则少 2 树种不同 施胶量也不同 用半纤维素 木素含量高的树种作原料制造中密度纤维板时 可酌情减少施胶量 3 施胶量还取决于产品的等级和用途 一般地说 要求板的等级越高 施胶量也越大 4 采用不同的施胶工艺和设备 施胶的均匀程度不同 工艺损耗也不同 故施胶量也不同 若拌胶机先进 施胶均匀性好 且施胶过程中胶黏剂损耗少 则可适当减少施胶量 中密度纤维板采用先施胶后干燥的施胶工艺时 由于干燥过程中有可能存在少量胶黏剂提前固化的因素 因此 应比先干燥后施胶的生产工艺施胶量高5 10 左右 2 各种板的施胶量除上述因素影响施胶量以外 还有板的密度 结构及许多估计不到的因素的影响 很难用一个统一公式来确定施胶量 在生产中要综合考虑诸因素的影响 一般采用实验的方法来确定 中密度纤维板的施胶量采用脲醛树脂胶 生产密度为0 7 0 8g cm3的板子时 施胶量在8 12 之间 表层纤维施胶量应高于芯层 一般表层为10 12 芯层8 10 3 减少施胶量的措施在保证板子强度的前提下 采用某些行之有效的措施 可减少施胶量 1 改进分选设备 减少原料中的粉尘量 可降低施胶量 但不应使板子的表面质量和强度受到影响 2 采用新型拌胶机 提高施胶的均匀性 也可降低胶黏剂的消耗量 3 提高铺装精度和热压机压板的刚性 正确操纵和控制热压工艺过程 减少产品的厚度误差及变形 从而减少产品砂光余量 能使胶黏剂的消耗量下降 二 施胶方法及工艺过程原料热磨机干燥机纤维料仓纤维计量拌胶机至铺装机计量胶黏剂 防水剂等材料1 先干后施法先干后施法一般为拌胶机施胶 应用于中密度纤维板的发展初期 它沿用了干法硬质纤维板的施胶方法和工艺流程 热磨机分离出的纤维 先送入干燥机干燥 然后在拌胶机内施加胶粘剂和其它材料采用先干后施法施胶工艺时 胶粘剂的固体含量一般为50 55 这种方法的缺点是 纤维含水率较低 会给生产带来不利影响 容易产生火警 由于纤维细软 蓬松 粘附力强 胶黏剂与纤维难以混合均匀 且施胶后的纤维容易结团 也容易在板面上产生胶斑等缺陷 目前这种方法较少采用 2 先施后干法先施后干法又称管道施胶法 是用输胶泵将胶黏剂等材料送入热磨机排料阀前或干燥机前的气流管道中 纤维与胶黏剂等材料先混合 然后一起进入干燥机进行干燥 采用管道施胶时 胶黏剂的固体含量一般为40 55 这种方法是在热磨机的纤维喷放管道上配置一个孔径为2 5 3 0mm的特殊构造的喷嘴 用计量泵将固体含量稳定的胶黏剂送入喷嘴 同时输入压缩空气 胶液的压力为0 3 0 4MPa 气体压力为0 5 0 6MPa 喷胶压力应大于热磨机排料管道压力0 2MPa 喷出的胶液为雾状 与排放出的纤维在管道内混合均匀 先施后干法被视为目前较先进的施胶工艺 得到越来越广泛的应用 其特点是 施胶过程方便 工艺流程简化 不需要拌胶设备 操作 维修方便 施胶均匀 板面上不会出现胶斑 纤维的含水率较高 出现火警的机率小 也节省能源 管道施胶和拌胶机施胶的比较 四 影响施胶均匀性的因素1 纤维尺寸的影响2 施胶方法及设备的影响3 施胶工艺条件的影响4 计量方式的影响 五 纤维与胶黏剂的比例控制在纤维施胶过程中 必须按工艺要求 严格控制纤维与胶黏剂的用量比例 以保证产品的质量和控制生产费用 纤维与胶黏剂的用量比例控制有两个实施步骤 一是纤维和胶黏剂的计量 二是二者的比例控制 1 纤维的计量纤维计量采用的方法有 体积计量 质量计量或体积 质量组合计量 由于纤维的堆积密度不稳定 单独采用体积计量时难以达到理想效果 生产中多采用质量计量或体积 质量组合计量的方法 下面介绍几种计量方法 1 间歇式自动秤间歇式自动秤 主要由上料装置 卸料装置 计量料斗 秤及控制系统组成 用输送带将纤维直接送往料斗 随着进料量增加 料斗下移 达到规定质量时 称量杠杆触动微动开关 使输送带自动停止运转 通过时间继电器或其它电讯号控制 电磁铁按时动作 拉开活动销并使活门打开 料斗自动卸料