一种低密无醛刨花板及其制备工艺的制作方法

本发明涉及刨花板制备，具体涉及一种低密无醛刨花板及其制备工艺。背景技术：1、刨花板是经刨花制备、干燥分选、施胶、铺装、预压、热压成型等工序制成的人造板材，刨花板相对于实木板材能减少木材的用量，且所得产品表面平整，纹理逼真，容重均匀，厚度误差小，因而在家具、家居、装修、包装等领域得到了广泛的应用。2、刨花板按产品密度可以分为低密度、中密度、高密度三种，所用木材的量依次增加，其中的低密度刨花板则更能节约木材资源。随着木材资源紧缺和原料需求的不断增长，低密度轻质化成为刨花板产品的重要发展趋势。低密刨花板类产品目前存在的弊端是，由于刨花之间的空隙较多，结构单元之间结合弱，不能形成均匀的连续相结构，导致板材的力学强度和耐水性大幅下降。采用胶黏剂发泡可以填充在刨花之间的间隙，促进刨花之间的胶合，提升板材的力学性能和耐水性。3、目前，刨花板施胶所用的胶粘剂多为脲胶体系，主要包括脲醛、酚醛、三聚氰胺改性甲醛树脂胶，这类胶粘剂均以甲醛为主要合成原料，游离甲醛含量较高，制备的板材会连续不断地释放出甲醛，对环境和人体的健康产生危害。此外，这类胶黏剂原料主要来自石油资源,石油资源的不可再生性和人们对环境问题以及胶黏剂中有毒挥发性物质的日益关注，迫使人们寻找一种可再生的、能够制备非甲醛木材胶黏剂的替代物。4、木质素是自然界中储量丰富的天然高分子聚合物，在木质生物质的生物合成过程中作为黏结剂，能有效地将纤维素黏合起来，并赋予细胞壁和植物良好的强度以及抗水性能；木质素还是自然界中唯一具有芳香基团的生物质，却能够实现生物降解，极为环境友好。这些特性使得其在木材胶黏剂领域的应用得到了人们的关注。5、公开号为cn105331325b的中国发明专利公开了一种木质素/聚氨酯/聚乙烯亚胺木材胶黏剂及其制备方法，该发明采用含有邻苯二酚结构的脱甲基化改性木质素制得的木质素/聚氨酯/聚乙烯亚胺胶黏剂，原料不含醛类，绿色环保，且胶合强度高，耐水性能好。但采用该方法所用的脱甲基化改性木质素为固体形态，配制胶黏剂时还需要用有机溶剂将其溶解，不但使用不便，同时也会带来环保问题。6、公开号为cn107987262b的中国发明专利公开了一种含木质素的液态聚酯多元醇及利用其制备的环保型聚氨酯胶黏剂，其通过木质素、催化剂a、二元醇、多元醇和脂肪族二元酸制备得到一种含木质素的液态聚酯多元醇，可以用于代替来自石油资源的多元醇，与异氰酸酯反应得到环保型聚氨酯胶黏剂。但发明制备的液态聚酯多元醇与异氰酸酯接触后，反应活性较高，能较快地反应。所以其是由单独包装的甲组分和单独包装的乙组分组成，使用时将甲组分和乙组分混合得到聚氨酯胶黏剂。由于该胶黏剂固化时间较短，还没有充分渗透就失去了流动性，从而影响粘合效果，所以将其用于刨花板的生产中存在一些问题。7、因此，现有技术将木质素改性后代替来自石油资源的多元醇，用于制备聚氨酯类胶黏剂，进一步应用于刨花板的制备中，还存在一些需要解决的问题。技术实现思路1、本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种低密无醛刨花板及其制备工艺，本发明通过利用来自生物质的木质素,通过对其改性得到一种液态聚酯多元醇，将其用于刨花板芯层的制备中，获得一种无甲醛的轻质刨花板，具有较好的力学性能，且制备工艺无有机溶剂、对环境十分友好。2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：3、一种低密无醛刨花板的制备工艺，具体包括以下步骤：4、(1)木质素基液态聚酯多元醇的准备：按重量份计，将10～15份氯乙酸、6～10份混合小分子二元醇、8～12份甲基烯丙醇在搅拌下混匀；在惰性气体保护下，加入30～40份木质素，2～4份催化剂a，1～2份抗氧剂升温至155～165℃预反应，至体系出水率达到理论值的95wt％以上，再升温至190～200℃，反应2～3小时；然后调节真空度为-0.06mpa，反应30～50分钟，继续调节真空度为-0.08mpa，反应30～50分钟，停止抽真空并降温至40～50℃出料，得到木质素基液态聚酯多元醇；所述催化剂a为有机钛催化剂；5、(2)施胶液的调制：按重量份将120～150份木质素基液态聚酯多元醇、30～40份g-15液体增粘树脂、10～15份乙烯基三(β—甲氧基乙氧基)硅烷、6～10份发泡剂、3～4份催化剂b、160～200份水混合均匀，再加入180～230份异氰酸酯混合均匀，得到施胶液；所述催化剂b为辛酸亚锡、二月桂酸丁二锡、单丁基氧化锡或二丁基氧化锡；6、(3)刨花施胶、铺装：将木质原料经削片、刨片、干燥、筛选得到含水率2～4％的芯层刨花、上表层刨花和下表层刨花；将步骤(2)中得到的施胶液用雾化喷胶机分别喷洒在刨花上，并渗透到刨花内部，得到施胶刨花；所述芯层刨花的施胶量为芯层刨花质量的8～10％所述上表层刨花或下表层刨花的施胶液用量为芯层刨花施胶液用量的60％～80％；将拌胶刨花进行铺装得到板坯；7、(4)压制及成型：将板坯经预压、热压、冷却、裁边、砂光后，制得低密无醛刨花板。8、本发明中，优选地，所述木质素为玉米秸秆木质素。9、本发明中，优选地，所述混合小分子二元醇为是1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇中的一种或多种。10、本发明中，优选地，所述发泡剂为环戊烷、正戊烷或异戊烷。11、本发明中，优选地，所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。12、本发明中，优选地，所述预压的条件为，预压温度为160～180℃，在2.0～2.5mpa的压力下保压1～2min，随后卸压至0.5～0.8mpa保压2～3min。13、本发明中，优选地，所述热压的温度为180～200℃，在2.5～2.8mpa的压力下保压0.5～1min，随后卸压至0mpa。14、本发明中，优选地，所述板坯中，下表层、芯层、上表层的质量比为1：2.8～3.2：1。15、本发明中，优选地，所述抗氧剂为二丁基羟基甲苯或丁基羟基茴香醚。16、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：17、1、本发明中的木质素基液态聚酯多元醇是采用木质素、氯乙酸、混合小分子二元醇和甲基烯丙醇制备得到，研发过程中通过控制原料之间的比例以及选择有机酸和醇的种类，改变分子量的排列规律，影响其结晶态从而获得液态聚酯多元醇。同时，所获得的多元醇在代替市售多元醇用于与异氰酸酯聚合制备聚氨酯时，在65℃的温度以下，能有效的抑制-nco的预反应，从而使得胶黏剂体系有更长的开放时间，胶黏剂能在预压前不固化，在刨花内进行充分渗透。而在热压过程中，当热压温度超过70℃以上，能使-nco与多元醇、刨花表面的羟基、羧基等含有活泼氢原子的基团反应较快地反应，获得三维化学交联网络结构以提高满意的粘合效果，同时木质素的引入不仅能进一步提高胶黏剂的耐水性，木质素的大分子刚性骨架结构可赋予聚合物材料良好的热稳定性能和力学性能，从而获得综合性能优异的刨花板。18、2、本发明的施胶液利用了木质素基液态聚酯多元醇，从而避免使用有机溶剂溶解固态类多元醇，减少有机溶剂的使用，更具有环保性。施胶液中添加g-15液体增粘树脂、乙烯基三(β—甲氧基乙氧基)硅烷与木质素基液态聚酯多元醇一起作用，g-15液体增粘树脂具有优异的流动性，能提高体系的初粘性、剥离强度和持粘力，市面上的增粘树脂产品虽然繁多，但有些增粘树脂不能和本发明的施胶液体系很好地相溶，或者与刨花的粘接性能不佳。施胶液采用的乙烯基三(β—甲氧基乙氧基)硅烷一端与木质素活性官能团反应，另一端与刨花中的羟基反应，形成“桥梁”连接，形成密不可分的粘结效果，使刨花之间得到紧密结合；木质素基液态聚酯多元醇与异氰酸酯反应有一定的发泡效果，除此，施胶液中还加入少量发泡剂，能促使胶黏剂的流动使其充分填充在刨花之间的间隙，促进刨花之间的胶合，进一步提升板材的力学性能和耐水性。本发明所得到的施胶液复配体系能提高流动性、润湿性和粘合性，使得胶黏剂充分均匀地与刨花牢固结合，形成超稳定的粘接结构。19、3、本发明在刨花板的压制过程中，通过预压和热压两个步骤来进行，预压时，施胶液之间的成分开始反应，发泡剂同时开始发泡，通过较高压力短暂预压后，板坯初步粘合成型，随后减小压力，使内部反应充分进行，发泡剂分解产生气体的促使施胶液体系迅速充分填充到刨花与刨花之间的间隙，将刨花牢固结合在一起；最后再通过热压使得均匀分布的在施胶液充分固化并定型，在刨花板内部形成均匀的硬泡结构，从而获得低密度且力学强度较好的刨花板。20、4、本发明的制备工艺无有机溶剂，且采用已降解的木质素改性多元醇代替石油来源的多元醇，对环境十分友好，制备的刨花板未使用含甲醛的胶黏剂，具有零甲醛含量、高胶合强度、耐水性好、易施胶等特点，且胶合强度满足刨花板的胶接性能需求及家居用板材的环保要求。