本發(fā)明涉及一種低密度低成本高強(qiáng)度的新型刨花板的制備方法，屬于建筑工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

木材類產(chǎn)品是國家建設(shè)和人民生活中的不可或缺的生產(chǎn)資料和生活資料，被廣泛運(yùn)用于工業(yè)包裝、建筑裝飾、家具制造以及國防建設(shè)等各個(gè)方面，而我國是一個(gè)森林資源匱乏的國家，對(duì)木材類產(chǎn)品需求潛在的市場巨大。在我國當(dāng)前絕大多數(shù)商品供過于求的狀況下，這種木材類產(chǎn)品卻是少數(shù)幾種嚴(yán)重短缺的產(chǎn)品，供需矛盾將會(huì)在當(dāng)前及今后較長一段時(shí)期內(nèi)存在。優(yōu)質(zhì)木材類產(chǎn)品供需矛盾突出的主要原因是木材消耗結(jié)構(gòu)不合理，木材綜合利用率低也是一個(gè)重要因素，據(jù)專家估計(jì)，每提高1個(gè)百分點(diǎn)的綜合利用，可相當(dāng)于增加400000m³的木材。

在客觀存在且日益增長的木材類產(chǎn)品需求的巨大壓力下，根據(jù)我國人造板工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)于林木資源短缺的我國，大力發(fā)展以人工林、速生豐產(chǎn)林、“三剩物”及“次小薪”材為原料的人造板工業(yè)，特別是發(fā)展幾乎可以使用所有樹種的木材都能夠生產(chǎn)的高品質(zhì)刨花板，則是勢在必行。

刨花板是一種以小徑材、間伐材、木芯、板皮、枝椏材等為原料，沿著木紋方向刨切成一定幾何形狀的刨花，經(jīng)刨片、干燥、施膠、定向鋪裝、成型熱壓、鋸邊砂光等主要工序壓制而成的一種人造板。

傳統(tǒng)刨花板的干燥工藝是：通過熱油爐對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，導(dǎo)熱油通過管道在轉(zhuǎn)子式干燥機(jī)內(nèi)保持干燥溫度，在180—220℃下，對(duì)進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)的刨片進(jìn)行干燥，這種干燥方式不但能耗高，投資多，浪費(fèi)大，而且這種熱油干燥的方式通過干燥以后改變了木材的自然顏色，色澤發(fā)黃，所產(chǎn)板材的色澤并不美觀，刨片在干燥機(jī)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)刨花的形態(tài)改變較大，容易導(dǎo)致刨花和設(shè)備之間產(chǎn)生摩擦，使刨花破碎，損失了木材的部分強(qiáng)度，所產(chǎn)板材的強(qiáng)度受到影響。再者，在200度左右的干燥過程中，通過摩擦，極易發(fā)生火患，這種因高溫干燥引起的火災(zāi)事故，在刨花板行業(yè)中時(shí)有發(fā)生，在使用單臺(tái)套熱油干燥機(jī)的企業(yè)，因熱油溫度較高，火災(zāi)隱患更大。另外熱油爐產(chǎn)生的油煙和工作過程中泄露的導(dǎo)熱油對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，影響較大。

傳統(tǒng)刨花板的制備過程中因?yàn)楣に噯栴}，無法使用異氰酸酯膠，一般采用脲膠。異氰酸酯膠簡稱MDI，屬于無醛膠的一種，因此固化后的板材不存在游離甲醛的問題，檢測時(shí)測出的微量甲醛，屬于木材自身的，在生長過程中的代謝物留存在木材內(nèi)部所致。但MDI粘度較大，初粘性差，不易施加，而且，價(jià)格昂貴，如果施膠量過大，成本沒有優(yōu)勢。加之使用MDI時(shí)，如按常規(guī)設(shè)置熱壓溫度，熱壓時(shí)間將近脲膠的2倍，生產(chǎn)效率較低。

現(xiàn)有刨花板的鋪裝方式多為氣流鋪裝，容易出現(xiàn)板面大刨花現(xiàn)象；現(xiàn)有刨花板的刨花制備采用環(huán)式刨片機(jī)，刨花型態(tài)為顆粒狀、棒狀刨花；現(xiàn)有刨花板的形態(tài)較細(xì)小，芯層為棒狀刨花，所制板材易變性，握釘力差，強(qiáng)度較低，施膠量大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種低密度低成本高強(qiáng)度的新型刨花板的制備方法；

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種低密度低成本高強(qiáng)度的新型刨花板的制備方法，包括表面層、刨花層和芯層，所述刨花層的數(shù)目為兩個(gè)，并分別設(shè)置在所述芯層的上下兩側(cè)，所述表面層的數(shù)目為兩個(gè)，并分別設(shè)置在所述的兩個(gè)刨花層的外側(cè)，具體步驟包括：

(1)備料：通過長材刨片機(jī)獲取長度為90～130mm、寬度為5～30mm、厚度為0.5mm-2mm的長窄薄刨花，并送入濕刨花料倉貯存；

(2)干燥：通過95-98℃冷凝熱水將步驟(1)獲取的濕刨花干燥至含水率2％～4％；

由于干燥溫度低，干燥后的物料顏色不改變，保持原有木材顏色，板材的最終顏色比較自然靚麗。另外，由于是低溫干燥，沒有火災(zāi)隱患發(fā)生，且干燥后的刨花不容易折斷破碎，保持木材的強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，15mm規(guī)格厚的傳統(tǒng)刨花板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為1.0，而通過步驟(2)的干燥方法干燥的同規(guī)格刨花板的強(qiáng)度則為1.4以上。將這種冷凝的工業(yè)廢水收集起來，并加以循環(huán)利用，用熱水的余溫對(duì)刨花進(jìn)行干燥的方式是本發(fā)明中的一大亮點(diǎn)，和現(xiàn)在的刨花板干燥方式截然不同。

(3)篩分：將步驟(2)干燥后的刨花篩分成表刨花、芯刨花、細(xì)刨花，表刨花的長度為80—120mm，寬度為14—20mm，厚度為0.65mm；芯刨花的長度為80—130mm，寬度為14—20mm，厚度為0.65mm；細(xì)刨花的長度為20—40目，寬度為80—100目，厚度為80—100目；

(4)拌膠：分別對(duì)步驟(3)篩分出的表刨花、芯刨花、細(xì)刨花施膠，所述膠為異氰酸酯和VA固化劑的混合物，固化劑與異氰酸酯的質(zhì)量比的取值范圍為(1:1)—(6:1)；

該膠的使用，使異氰酸酯的成本大大降低，而且提高了固化速度，提高了生產(chǎn)效率大于1.5倍。

(5)定向鋪裝：采用新型長材刨片機(jī)，將步驟(4)施膠后的表刨花、芯刨花、細(xì)刨花縱橫交錯(cuò)定向鋪裝，依次鋪裝芯層下的表面層、芯層下的刨花層、芯層、芯層上的刨花層、芯層上的表面層；

新型刨花板的鋪裝是縱向和橫向交錯(cuò)鋪裝，非常有利于靜曲強(qiáng)度和彈性模量的提高。新型刨花板使用機(jī)械鋪裝，避免了板面大刨花現(xiàn)象的出現(xiàn)。新型刨花板為片狀形態(tài)，長寬比為6:1之上，所制板材靜曲強(qiáng)度高，不變形，握釘力大，易于加工鋸切。

(6)對(duì)步驟(5)定向鋪裝后的新型刨花板依次進(jìn)行板坯修邊、熱壓、齊邊橫截、翻板冷卻、規(guī)格裁板，得到符合要求的刨花板。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(1)，具體包括：

a、選取徑級(jí)大于8cm的楊木做原料；

樹種單一，不存在因樹種不同而產(chǎn)生的干燥溫度和干燥時(shí)間的差異，含水率穩(wěn)定，質(zhì)量穩(wěn)定。這類樹種的刨花在壓制板材時(shí)壓縮率大，膠合性能好，握釘力好，膠合強(qiáng)度高。不同樹種的密度、樹皮含量、ph值，刨花形態(tài)差異，這些差異都會(huì)影響到板材的力學(xué)性能，樹種單一，避免了因差異帶來的負(fù)面影響。在一定范圍內(nèi)，刨花板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量隨密度的增加而下降，而速生楊密度0.38g/cm3，密度低，靜曲強(qiáng)度和彈性模量較普通刨花板高很多，保證了刨花板質(zhì)量。

b、通過剝皮機(jī)對(duì)原料進(jìn)行剝皮；

c、通過新型長材刨片機(jī)，將步驟b得到的原料加工成長度為90～130mm、寬度為5～30mm、厚度為0.5～2mm的長窄薄刨花。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(4)中，將膠霧化，噴施在表刨花、芯刨花、細(xì)刨花上，表刨花噴施量的取值范圍為1.5-1.6千克/立方米，芯刨花噴施量的取值范圍為2.5-2.7千克/立方米，細(xì)刨花噴施量的取值范圍為4.6-4.7千克/立方米。

進(jìn)一步優(yōu)選的，表刨花的噴施量為1.56千克/立方米，芯刨花的噴施量為2.6千克/立方米，細(xì)刨花的噴施量為4.68千克/立方米。

此處設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于，將膠通過霧化后施加，則能夠大大降低施膠量，降低生產(chǎn)成本。合理優(yōu)化異氰酸酯的使用方法，降低消耗，加速固化。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，固化劑與異氰酸酯的質(zhì)量比的取值范圍為3:1。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(5)，具體步驟包括：

A、采用21根鉆石輥鋪裝頭鋪對(duì)細(xì)刨花鋪裝，得芯層下的表面層；

B、采用9個(gè)帶有內(nèi)齒狀的齒形圓盤鋪裝頭對(duì)表刨花進(jìn)行縱向定向鋪裝，得芯層下的刨花層；

C、采用具有6個(gè)鋪裝輥的鋪裝頭對(duì)芯刨花進(jìn)行橫向鋪裝，得芯層；

D、采用9個(gè)帶有內(nèi)齒狀的齒形圓盤鋪裝頭對(duì)表刨花進(jìn)行縱向定向鋪裝，得芯層上的刨花層；

E、采用21根鉆石輥鋪裝頭鋪對(duì)細(xì)刨花鋪裝，得芯層上的表面層，即得刨花板。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明的刨花板是一種輕質(zhì)高強(qiáng)、成本更低的特種刨花板；新型板材板面平滑平整，便于貼面，可廣泛應(yīng)用于家具面板及家庭裝修，還可使用異氰酸酯膠生產(chǎn)無醛板材，作為刨花板及木工板和原生態(tài)實(shí)木板材的替代品。

2、本發(fā)明新型刨花板使用楊木廢單板及樹木枝椏材為主要原料，生產(chǎn)輕質(zhì)板材，板材密度為520-650kg/m³，比普通刨花板輕30％，性能大大優(yōu)于普通刨花板，節(jié)約大量木材，顯著降低生產(chǎn)成本，提升刨花板行業(yè)整體競爭力。

3、本發(fā)明的新型刨花板采用定向鋪裝、無醛MDI膠生產(chǎn)，產(chǎn)品具有不含甲醛、輕質(zhì)高強(qiáng)、握釘力強(qiáng)、線膨系數(shù)小等優(yōu)良特性，力學(xué)性能、防水性能顯著高于實(shí)木。該產(chǎn)品成本低、強(qiáng)度高的優(yōu)勢，可替代實(shí)木及膠合板，大量應(yīng)用于市場總?cè)萘繛?00萬平方米/年的工業(yè)產(chǎn)品外包裝行業(yè)。在施膠工藝中添加防火、防水制劑的先進(jìn)技術(shù)，使得該板材在軍事用途上能夠用于彈藥包裝(市場容量約80-100萬m3/年)。優(yōu)異的力學(xué)性能和輕質(zhì)的特點(diǎn)，使該產(chǎn)品大量用于集裝箱、高鐵、大型客車的底板鋪裝。新型刨花板無甲醛、低成本、高品質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，可替代多種傳統(tǒng)板材產(chǎn)品，為國內(nèi)高端裝飾、家具等行業(yè)提供性價(jià)比更為突出、材質(zhì)更加優(yōu)良的板材選擇。

4、從原料使用，到生產(chǎn)過程，本發(fā)明將秉承生態(tài)環(huán)保理念，致力打造林業(yè)資源綜合利用的烘干。該系統(tǒng)可直接使用電廠發(fā)電冷凝水(約95℃)做為干燥熱能，不需使用鍋爐，使熱能利用率提升30％，大幅降低板材烘干的熱能成本，防止干燥過程中的火災(zāi)隱患，循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保生產(chǎn)，積極適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)。

5、新型刨花板具有極高的尺寸穩(wěn)定性和強(qiáng)度，可在長時(shí)間重負(fù)情況下保持不變形，而且密度和厚度均勻一致，具有極好的可加工性；新型刨花板防潮和表面防水性能好；新型刨花板適用于任何木材的黏結(jié)劑和油漆，因此可制作各種款式新穎和品位獨(dú)特的時(shí)尚家具，引領(lǐng)現(xiàn)代家具的流行趨勢。家具業(yè)的蓬勃發(fā)展必將給作為家具用材之一的新型刨花板市場帶來無限商機(jī)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種低密度低成本高強(qiáng)度的新型刨花板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一種低密度低成本高強(qiáng)度的新型刨花板的制備方法的流程示意圖。

1、表面層，2、刨花層，3、芯層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步限定，但不限于此。

實(shí)施例

一種低密度低成本高強(qiáng)度的新型刨花板的制備方法，如圖2所示，包括表面層1、刨花層2和芯層3，所述刨花層2的數(shù)目為兩個(gè)，并分別設(shè)置在所述芯層3的上下兩側(cè)，所述表面層1的數(shù)目為兩個(gè)，并分別設(shè)置在所述的兩個(gè)刨花層2的外側(cè)，如圖1所示，具體步驟包括：

(1)備料：通過長材刨片機(jī)獲取長度為90～130mm、寬度為5～30mm、厚度為0.5mm-2mm的長窄薄薄刨花，并送入濕刨花料倉貯存；

(2)干燥：通過95-98℃冷凝熱水將步驟(1)獲取的濕刨花干燥至含水率2％～4％；濕刨花被定量給料至由變頻器驅(qū)動(dòng)的螺旋上，進(jìn)而灑落在皮帶上。濕刨花在皮帶上被載運(yùn)通過干燥機(jī)，通過強(qiáng)烈的熱交換被干燥。抽吸風(fēng)機(jī)抽吸周圍空氣通過熱交換機(jī)，在這里空氣通過濕刨花皮帶前，被加熱升溫。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量被集成在系統(tǒng)中，從而能夠通過采用的變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)熱交換機(jī)的有效能量。含水率測試儀安裝在出料口，測量含水率，并可以通過調(diào)節(jié)皮帶運(yùn)輸機(jī)的速度獲得所需含水率的干燥刨花。由于干燥溫度低，干燥后的物料顏色不改變，保持原有木材顏色，板材的最終顏色比較自然靚麗。另外，由于是低溫干燥，沒有火災(zāi)隱患發(fā)生，且干燥后的刨花不容易折斷破碎，保持木材的強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，15mm規(guī)格厚的傳統(tǒng)刨花板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為1.0，而通過步驟(2)的干燥方法干燥的同規(guī)格新型刨花板的強(qiáng)度則為1.4以上。將這種冷凝的工業(yè)廢水收集起來，并加以循環(huán)利用，用熱水的余溫對(duì)刨花進(jìn)行干燥的方式是本發(fā)明中的一大亮點(diǎn)，和現(xiàn)在的刨花板干燥方式截然不同，顯著降低生產(chǎn)成本。

(3)篩分：將步驟(2)干燥后的刨花篩分成表刨花、芯刨花、細(xì)刨花，表刨花的長度為80—120mm，寬度為14—20mm，厚度為0.65mm；芯刨花的長度為80—130mm，寬度為14—20mm，厚度為0.65mm；細(xì)刨花的長度為20—40目，寬度為80—100目，厚度為80—100目；

(4)拌膠：分別對(duì)步驟(3)篩分出的表刨花、芯刨花、細(xì)刨花施膠，所述膠為異氰酸酯和VA固化劑的混合物，固化劑與異氰酸酯的質(zhì)量比的取值范圍為(1:1)—(6:1)；

該膠的使用，使異氰酸酯的成本大大降低，而且提高了固化速度，提高了生產(chǎn)效率大于1.5倍。

(5)定向鋪裝：采用定向鋪裝機(jī)，將步驟(4)施膠后的表刨花、芯刨花、細(xì)刨花縱橫交錯(cuò)定向鋪裝，依次鋪裝芯層3下的表面層1、芯層3下的刨花層2、芯層3、芯層3上的刨花層2、芯層3上的表面層1；

新型刨花板的鋪裝是縱向和橫向交錯(cuò)鋪裝，非常有利于靜曲強(qiáng)度和彈性模量的提高。新型刨花板使用機(jī)械鋪裝，避免了板面大刨花現(xiàn)象的出現(xiàn)。新型刨花板為片狀形態(tài)，長寬比為6:1之上，所制板材靜曲強(qiáng)度高，不變形，握釘力大，易于加工鋸切。

(6)對(duì)步驟(5)定向鋪裝后的刨花板依次進(jìn)行板坯修邊、熱壓、齊邊橫截、翻板冷卻、規(guī)格裁板，得到符合要求的刨花板。

熱壓工段：連續(xù)式熱壓機(jī)以熱油為熱介質(zhì)，熱壓的溫度、壓力和運(yùn)行速度均按事先給定的數(shù)據(jù)由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制。通過壓機(jī)不同區(qū)段的連續(xù)熱壓(區(qū)段不同其壓力、溫度各異)，板坯被壓成工藝要求的密度，同時(shí)膠粘劑固化而成為連續(xù)的毛板帶進(jìn)入下一工段。

壓制好的連續(xù)毛板帶經(jīng)縱向齊邊和雙對(duì)角鋸橫向截?cái)喑纱蠓姘?，?jīng)過測厚和稱重，不合格板坯剔除出生產(chǎn)線，合格板進(jìn)入冷卻翻板機(jī)冷卻到一定溫度后進(jìn)入裁板鋸鋸割成規(guī)定幅面的成品板，然后由堆垛機(jī)堆垛。成品板經(jīng)檢驗(yàn)、分等、包裝后由叉車送往成品庫貯存或外銷。齊邊橫截、規(guī)格裁板的粉塵通過一套氣力吸塵裝置，收集到廢料倉內(nèi)，送往導(dǎo)熱油爐作燃料。

步驟(1)，具體包括：

a、選取徑級(jí)大于8cm的楊木做原料；

樹種單一，不存在因樹種不同而產(chǎn)生的干燥溫度和干燥時(shí)間的差異，含水率穩(wěn)定，質(zhì)量穩(wěn)定。這類樹種的刨花在壓制板材時(shí)壓縮率大，膠合性能好，握釘力好，膠合強(qiáng)度高。不同樹種的密度、樹皮含量、ph值，刨花形態(tài)差異，這些差異都會(huì)影響到板材的力學(xué)性能，樹種單一，避免了因差異帶來的負(fù)面影響。在一定范圍內(nèi)，刨花板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量隨密度的增加而下降，而速生楊密度0.38g/cm3，密度低，靜曲強(qiáng)度和彈性模量較普通刨花板高很多，保證了刨花板質(zhì)量。

b、通過剝皮機(jī)對(duì)原料進(jìn)行剝皮；

c、通過新型長材刨片機(jī)，將步驟b得到的原料加工成長度為90～130mm、寬度為5～30mm、厚度為0.5～2mm的長窄薄刨花。

所述步驟(4)中，將膠霧化，噴施在表刨花、芯刨花、細(xì)刨花上，表刨花的噴施量為1.56千克/立方米，芯刨花的噴施量為2.6千克/立方米，細(xì)刨花的噴施量為4.68千克/立方米。

此處設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于，將膠通過霧化后施加，則能夠大大降低施膠量，降低生產(chǎn)成本。合理優(yōu)化異氰酸酯的使用方法，降低消耗，加速固化。

所述步驟(5)，具體步驟包括：

A、采用21根鉆石輥鋪裝頭鋪對(duì)細(xì)刨花鋪裝，得芯層3下的表面層1；

B、采用9個(gè)帶有內(nèi)齒狀的齒形圓盤鋪裝頭對(duì)表刨花進(jìn)行縱向定向鋪裝，得芯層3下的刨花層2；

C、采用具有6個(gè)鋪裝輥的鋪裝頭對(duì)芯刨花進(jìn)行橫向鋪裝，得芯層3；

D、采用9個(gè)帶有內(nèi)齒狀的齒形圓盤鋪裝頭對(duì)表刨花進(jìn)行縱向定向鋪裝，得芯層3上的刨花層2；

E、采用21根鉆石輥鋪裝頭鋪對(duì)細(xì)刨花鋪裝，得芯層3上的表面層1，即得刨花板。

通過實(shí)施例制備的新型刨花板與現(xiàn)有的幾種板材相比，各項(xiàng)參數(shù)值如表1所示：

表1

新型刨花板主要用于室內(nèi)裝修，高檔家具制作，具有強(qiáng)度高，厚度均勻，穩(wěn)定性好，握釘力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)遠(yuǎn)高于普通刨花板。未來的重點(diǎn)發(fā)展方向：無醛系列的地板基材、裝飾板、門芯板、防火板。高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)板具有耐水，防腐功能。用于建筑行業(yè)，建材、集裝箱底板，箱貨車廂板等。