摘要：研究了環(huán)保防潮阻燃密度板的生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備。研究結(jié)果表明：以三聚氰胺和ZQZHJ-05助劑 對(duì)尿醛樹脂膠進(jìn)行改性，并在密度板生產(chǎn)過程中通過專門研制的投料裝置向纖維中添加適量的納米 微膠囊防水劑和粉末阻燃劑，可使密度板同時(shí)獲得良好的防水性能和阻燃性能。采用上述技術(shù)及設(shè) 備制造環(huán)保防潮阻燃密度板，具有較好的工藝性和實(shí)用性，不但技術(shù)可靠，而且方法簡(jiǎn)單，容易實(shí) 施，經(jīng)濟(jì)效益好。
密度板作為重要的工程材料，越來越廣泛地應(yīng)用 于建筑裝飾裝修、家具生產(chǎn)、地板生產(chǎn)、船舶和車輛內(nèi) 裝修等領(lǐng)域，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了重要作用。然而， 與其它木質(zhì)材料一樣，密度板具有較高的吸濕性和可燃性，因此，以密度板為材料制造的家具及室內(nèi)外裝 修工程如遇潮濕環(huán)境，容易使板材構(gòu)件產(chǎn)生吸濕膨脹 變形，嚴(yán)重影響家具等的使用性能和使用壽命[1]。此 外，以密度板為材料制造的家具及室內(nèi)外裝修工程一 旦遇到火災(zāi)，火勢(shì)蔓延速度很快，很易造成人員及財(cái) 產(chǎn)損失。隨著國(guó)民對(duì)家居安全意識(shí)的增強(qiáng)，市場(chǎng)熱切 需要具有環(huán)保及多功能的人造板材[2]。然而，目前我國(guó) 市面上的功能性密度板材多只具有單一功能，要么只 防潮，要么只阻燃，不能滿足市場(chǎng)對(duì)多功能密度板的 要求。將防潮功能和阻燃功能合為一體，研發(fā)高品質(zhì)的環(huán)保型防潮阻燃密度板，順應(yīng)社會(huì)及市場(chǎng)需求，符 合國(guó)家建材發(fā)展戰(zhàn)略及環(huán)保政策，利國(guó)利民，同時(shí)也 對(duì)改善人造板企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力起 到重要的促進(jìn)作用。
1 密度板防潮與阻燃技術(shù)
1.1 需要解決的技術(shù)問題
近年來我國(guó)林業(yè)大專院校學(xué)者及業(yè)內(nèi)專家對(duì)阻燃 及防潮技術(shù)在密度板中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的卓有成效 的研究，并取得了許多研究成果[3～9]。但總的來說，目 前在防潮和阻燃及多功能性密度板研究方面，多僅限 于單一功能問題的研究，即密度板單一的防潮和單一 阻燃功能的研究。而對(duì)于如何使密度板同時(shí)具備防潮 和阻燃功能問題的研究則鮮見于報(bào)端。為了迎合市場(chǎng) 需要，本課題組在吸收業(yè)內(nèi)同行成功經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)的基 礎(chǔ)上，開展了防潮阻燃密度板的研究。研發(fā)同時(shí)具備 防潮和阻燃功能的密度板，需著重解決以下幾個(gè)技術(shù) 問題：
1）防水劑和阻燃劑的選型及配置問題；
2）脲醛膠的防水改性問題；
3）防水劑、阻燃劑及染色劑的添加方式問題；
4）熱壓工藝問題。
1.2 密度板的防潮技術(shù)
在密度板的防潮處理技術(shù)方面，本課題主要采取 以下兩大措施：1）對(duì)脲醛樹脂膠進(jìn)行改性處理。即在脲 醛樹脂膠生產(chǎn)過程中加入適量三聚氰胺和ZQZHJ-05 助劑，以盡可能降低脲醛樹脂膠的親水性，提高膠水的 防水性能；2）添加專用防水劑。即在密度板生產(chǎn)過程中 添加適量的納米微膠囊防水劑以代替石蠟。
1.3 密度板的阻燃技術(shù)
在密度板的阻燃處理技術(shù)方面，本課題主要采用 干粉阻燃劑在密度板生產(chǎn)過程中對(duì)纖維進(jìn)行阻燃處 理，使密度板獲得阻燃功能。即利用纖維干燥后二次風(fēng) 送管道中的負(fù)壓，在管道開口處使用葉片式下料轉(zhuǎn)閥連 續(xù)定量向纖維中添加阻燃劑，并通過變頻調(diào)速電機(jī)控 制阻燃劑的添加量。本阻燃處理方法不但使密度板獲 得較好的阻燃效果，且抗流失性能好，耐久性好。
2 原材料配置
2.1 木材原料配置
本課題根據(jù)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，將現(xiàn)有木材原料按桉木梢∶松木∶硬雜木∶廢單板=1∶0.2∶0.3∶0.2的 比例進(jìn)行下料，該木材原料配比充分考慮了各類木材 纖維優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)性，使纖維綜合性能較佳。另外，為減 少熱磨動(dòng)力消耗和獲得良好的纖維質(zhì)量，應(yīng)在熱磨的 前兩天對(duì)木片進(jìn)行含水率調(diào)整，使木片含水率均勻且 達(dá)到40～50%左右為宜。
2.2 防水尿醛樹脂膠的制備
本課題采用自制的加強(qiáng)型防水脲醛樹脂膠作為膠 黏劑，該加強(qiáng)型防水脲醛樹脂膠制備方法如下： 將主要制膠原料甲醛、尿素和三聚氰胺等按甲 醛∶尿素∶三聚氰胺=1∶0.7∶0.2的比例在制膠反應(yīng)釜 中進(jìn)行制備。膠水具體制備過程中，將甲醛按其總量 分二次加注，尿素按其總量分四次投入，三聚氰胺按 其總量分二次投入。期間分別用氫氧化鈉和硫酸銨 調(diào)節(jié)酸堿度。制膠反應(yīng)終點(diǎn)粘度控制在17.5～18.5秒/ 涂-4杯之間，反應(yīng)終點(diǎn)溫度控制在40℃。在脲醛膠的 制備過程中還加入適量ZQZHJ-05助劑，以降低脲醛 膠和密度板產(chǎn)品中的甲醛釋放量，使其達(dá)到國(guó)家環(huán)保 要求，同時(shí)還可提高密度板的力學(xué)強(qiáng)度。在防水脲醛 膠的制備過程中使用ZQZHJ-05助劑，其防水作用是 三聚氰胺的3～5倍，而且防水效果比單獨(dú)使用三聚氰 胺要好，有利于降低生產(chǎn)成本。
2.3 防水劑
為提高密度板的防水性能，本課題采用納米微膠 囊防水劑代替石蠟，該納米微膠囊防水劑具有以下重 要性能：
1）防水劑采用物理包覆技術(shù)，沒有刺激性等異 味、憎水性強(qiáng)，防水效果好，且不影響成品板強(qiáng)度。
2）防水劑顆粒納米化，分散性好，比表面積大， 覆蓋性好，用量少，可降低防水成本。
3）防水劑顆粒度小，穩(wěn)定性好，儲(chǔ)存期長(zhǎng)。
2.4 阻燃劑制備
為提高密度板的阻燃性能，本課題采用自行研 制的NPB復(fù)合粉末阻燃劑作為阻燃材料，其制備方法 如下：
將主要化工原料硫酸銨、磷酸氫二銨、硼酸、 脫模劑等按∶硫酸銨∶磷酸氫二銨∶硼酸∶脫模劑 =6∶2∶1∶0.01的比例混合均勻，再加入適量氫氧化 鈉，然后用研磨機(jī)將混合物研磨成粒度為200～300目 的粉劑。
2.5 染色劑
為便于市場(chǎng)用戶區(qū)分特殊功能密度板的不同功 能，本課題研發(fā)的環(huán)保防潮阻燃密度板采用墨綠色液 體工業(yè)染色劑對(duì)密度板進(jìn)行染色。
3 防潮阻燃密度板生產(chǎn)工藝
3.1 工藝技術(shù)路線
本環(huán)保防潮阻燃密度板采用制造工藝如下（圖 1）：
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3.2 主要工藝技術(shù)參數(shù)
1）防水劑添加量：7.0～7.5kg/m3；
2）阻燃劑添加量：38～4 8k g/m 3（防火等級(jí)C 級(jí)）；
3）施防水膠量：200～210kg/m3；
4）固化劑添加量：先按固化劑∶水=1∶6～9加熱溶 解，再按膠黏劑的0.5%～0.8%添加；
5）染色劑添加量：2.0kg/m3；
6）木纖維含水率：8～10%；
7）熱壓壓力：1.9～2.2MPa；
8）熱壓溫度：185～210℃；
9）熱壓時(shí)間：290～310s/車；
10）生產(chǎn)速度：15～18m/min。
4 主要關(guān)鍵工藝設(shè)備
4.1 防水劑施加裝置
防水劑施加裝置是給熱磨纖維添加防水劑的設(shè) 備，該裝置示意圖如圖2所示。主要由電機(jī)、水泵、防水 劑貯存罐、攪拌器、高壓定量齒輪泵及防水劑噴頭等 組成。為能根據(jù)工藝要求定量、精準(zhǔn)、均勻地添加防水 劑，要求驅(qū)動(dòng)高壓定量齒輪泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，相關(guān) 參數(shù)由熱磨工段主控系統(tǒng)根據(jù)熱磨纖維噴管的實(shí)時(shí) 流量自動(dòng)調(diào)整。
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如圖2所示，本防水劑施加裝置首先將貯運(yùn)罐1中 的防水劑通過水泵3抽注到貯存罐8中，貯存罐內(nèi)設(shè)有 攪拌器7對(duì)防水劑進(jìn)行攪拌，防止防水劑液面結(jié)膜。然 后通過高壓定量齒輪泵11將貯存罐8中的防水劑經(jīng)防水劑噴頭15注入到熱磨纖維噴管14中，在高壓霧化作 用下，使防水劑與纖維在熱磨纖維噴管中混合均勻， 較后進(jìn)入纖維干燥管16中進(jìn)行干燥。與其它液體注入 技術(shù)相比，本防水劑注入裝置可靠性較高。采用閉環(huán) 控制系統(tǒng)，能根據(jù)熱磨纖維噴管的實(shí)時(shí)流量自動(dòng)調(diào)整 高壓定量齒輪泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)按配方比控制納米微膠 囊防水劑的施加量。此外，本防水劑注入裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，易于制造，維護(hù)簡(jiǎn)單。
4.2 染色劑添加裝置
染色劑添加裝置的主要作用是使纖維均勻著色。 染色劑添加方法與防水劑添加方法基本相同，也是將 染色劑直接注入到熱磨機(jī)纖維噴管中。不同的是染色 劑添加裝置只需要一級(jí)泵給即可，而且不需要設(shè)置攪 拌裝置。本研發(fā)的染色劑添加裝置主要由染料貯罐、 電機(jī)、高壓定量齒輪泵、染色劑噴頭等組成。為了能根 據(jù)工藝配方定量、精準(zhǔn)、均勻地添加染色劑，亦要求驅(qū) 動(dòng)高壓定量齒輪泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，顏色深淺可由熱 磨主控系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
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4.3 阻燃劑投料裝置
本研究采用的阻燃劑投料裝置如圖3所示。其主 要作用是將阻燃劑粉末按工藝要求精準(zhǔn)、定量地投入 纖維輸送管道中，使阻燃劑粉末與纖維均勻混合。該 裝置主要由阻燃劑料倉(cāng)、投料電機(jī)、阻燃劑下料轉(zhuǎn)閥、 變頻調(diào)速器等組成。為了使阻燃劑投放時(shí)能根據(jù)工藝要求定量可調(diào)，本阻燃劑投料裝置采用變頻調(diào)速器對(duì) 投料電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，并可通過中控室工業(yè)PLC進(jìn) 行控制。
與螺旋式機(jī)械定量阻燃劑投料裝置相比，本阻 燃劑投料裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）定量精確。本阻燃劑投料裝置采用容積恒定的 葉片式下料轉(zhuǎn)閥，同時(shí)采用變頻器對(duì)投料電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn) 行精準(zhǔn)調(diào)控，故可準(zhǔn)確定量投料。
2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)施。本阻燃劑投料裝置所需 零部件大多為定型產(chǎn)品，只需根據(jù)實(shí)際需要選購(gòu)即可， 因此易于制造，成本低。
5 技術(shù)應(yīng)用與分析
5.1 應(yīng)用實(shí)例
1）生產(chǎn)線：上海板機(jī)廠10萬立方米全套生產(chǎn)線；
2）產(chǎn)品名稱：E1環(huán)保防潮阻燃密度板；
3）產(chǎn)品規(guī)格：2440mm×1220mm×15mm；
4）主要工藝參數(shù)：
①防水劑添加量：7.2kg/m3；
②阻燃劑添加量：45kg/m3；
③施膠量：210kg/m3；
④固化劑添加量：按固化劑∶水=1∶7配制固化 劑溶液，按膠黏劑的0.8%添加；
⑤染色劑添加量：2.0kg/m3；
⑥木纖維含水率：8.5%；
⑦熱壓壓力：2.1MPa；
⑧熱壓溫度：190℃；
⑨熱壓時(shí)間：360s/車；
⑩生產(chǎn)速度：13.0m/min。
產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)見表1。
| 序號(hào) | 項(xiàng)目 | 單位 | 標(biāo)準(zhǔn)值 | 檢測(cè)值 | 單項(xiàng)判定 | 檢驗(yàn)依據(jù) |
| 1 | 密度 | kg/m3 | ≥700 | 822 | 合格 | GB/T 11718-2009 |
| 2 | 含水率 | % | 3.0~8.0 | 5.0 | 合格 | GB 18580-2001 |
| 3 | 吸水厚度膨脹率 | % | ≤9.0 | 5.6 | 合格 | GB/T 17657 |
| 4 | 內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度 | MPa | ≥0.5 | 1.45 6 | 合格 | GB 8624-200 |
| 5 | 表面結(jié)合強(qiáng)度 | MPa | ≥0.9 | 2.06 | 合格 | |
| 6 | 靜曲強(qiáng)度 | MPa | ≥24 | 37.1 | 合格 | |
| 7 | 彈性模量 | MPa | ≥2300 | 3840 | 合格 | |
| 8 | 甲醛釋放量 | mg/100g | ≤8.0 | 4.2 | 合格 | |
| 9 | 氧指數(shù) | % | ≥33 | 36～37 | 合格 |
5.2 技術(shù)分析
對(duì)本實(shí)施例產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表明：吸水厚度 膨脹率5.6%＜9.0%，達(dá)到國(guó)標(biāo)防潮性能要求；氧指數(shù) 36～37%＞33%，達(dá)到國(guó)標(biāo)C級(jí)阻燃性能要求；甲醛釋 放量4.2mg/100g＜8.0mg/100g，達(dá)到國(guó)標(biāo)E1級(jí)環(huán)保 性能要求；其它物理力學(xué)性能指標(biāo)亦均達(dá)到或優(yōu)于國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)。說明本研發(fā)的環(huán)保防潮阻燃密度板原料配置 合理，工藝參數(shù)正確，技術(shù)方案可行，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到預(yù) 期目標(biāo)。由于目前市場(chǎng)上關(guān)于防潮功能板的質(zhì)量判定， 在其它性能達(dá)標(biāo)的前提下，主要看板的密度和吸水厚 度膨脹率指標(biāo)，所以該兩指標(biāo)可根據(jù)客戶要求進(jìn)行調(diào) 整，可獲得不同級(jí)別的防潮阻燃功能板。
本研發(fā)的環(huán)保防潮阻燃密度板及制造技術(shù)具有 以下特點(diǎn)：
1）采用普通密度板生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)，原生產(chǎn)工藝 路線不變，只需在原生產(chǎn)線外局部增加防水劑、阻燃 劑和染色劑投料裝置即可進(jìn)行生產(chǎn)，容易實(shí)施。
2）與目前同類產(chǎn)品的制造方法相比，具有生產(chǎn)工 藝簡(jiǎn)單、技術(shù)參數(shù)精確、工藝可靠性強(qiáng)、產(chǎn)品防潮和 阻燃性能好、物理力學(xué)性能優(yōu)越、生產(chǎn)速度接近或等 于普通密度板生產(chǎn)線、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好的特 點(diǎn)。
3）采用的防水劑和阻燃劑無毒、無污染，所采用 的防水膠黏劑甲醛釋放量達(dá)到國(guó)家E1級(jí)環(huán)保質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)，確保了本產(chǎn)品的高環(huán)保品質(zhì)。
4）用本制造方法可生產(chǎn)不同規(guī)格、不同密度的環(huán) 保防潮阻燃密度板。
6 結(jié)束語(yǔ)
本項(xiàng)目屬新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)性試驗(yàn)項(xiàng)目，是在公司前期已成功開發(fā)防潮密度板和阻燃密度板的基礎(chǔ)上 進(jìn)行技術(shù)整合開發(fā)的新功能產(chǎn)品，以獲得防潮阻燃綜 合功能的新型密度板產(chǎn)品為目的。由于生產(chǎn)應(yīng)用性試 驗(yàn)成本較高，動(dòng)輒幾十萬上百萬，所以不能像在實(shí)驗(yàn)室 里那樣設(shè)置若干個(gè)變量進(jìn)行參數(shù)優(yōu)選，更不能做多因 素正交實(shí)驗(yàn)，只能以技術(shù)合并加生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的辦法來形 成技術(shù)方案，以實(shí)用為目的，以確保成功為目標(biāo)。盡管 如此，之前也曾遭受過數(shù)次試驗(yàn)的失敗，主要是產(chǎn)品 的防潮性能（濕水厚度膨脹率）和環(huán)保性能（甲醛釋放 量）達(dá)不到技術(shù)要求，幾經(jīng)技術(shù)方案和參數(shù)調(diào)整方得 今日之成功，特借此平臺(tái)將經(jīng)驗(yàn)與同行分享，以達(dá)到相 互切磋、提高的目的。
摘要：研究了環(huán)保防潮阻燃密度板的生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備。研究結(jié)果表明：以三聚氰胺和ZQZHJ-05助劑 對(duì)尿醛樹脂膠進(jìn)行改性，并在密度板生產(chǎn)過程中通過專門研制的投料裝置向纖維中添加適量的納米 微膠囊防水劑和粉末阻燃劑，可使密度板同時(shí)獲得良好的防水性能和阻燃性能。采用上述技術(shù)及設(shè) 備制造環(huán)保防潮阻燃密度板，具有較好的工藝性和實(shí)用性，不但技術(shù)可靠，而且方法簡(jiǎn)單，容易實(shí) 施，經(jīng)濟(jì)效益好。
密度板作為重要的工程材料，越來越廣泛地應(yīng)用 于建筑裝飾裝修、家具生產(chǎn)、地板生產(chǎn)、船舶和車輛內(nèi) 裝修等領(lǐng)域，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了重要作用。然而， 與其它木質(zhì)材料一樣，密度板具有較高的吸濕性和可燃性，因此，以密度板為材料制造的家具及室內(nèi)外裝 修工程如遇潮濕環(huán)境，容易使板材構(gòu)件產(chǎn)生吸濕膨脹 變形，嚴(yán)重影響家具等的使用性能和使用壽命[1]。此 外，以密度板為材料制造的家具及室內(nèi)外裝修工程一 旦遇到火災(zāi)，火勢(shì)蔓延速度極快，極易造成人員及財(cái) 產(chǎn)損失。隨著國(guó)民對(duì)家居安全意識(shí)的增強(qiáng)，市場(chǎng)熱切 需要具有環(huán)保及多功能的人造板材[2]。然而，目前我國(guó) 市面上的功能性密度板材多只具有單一功能，要么只 防潮，要么只阻燃，不能滿足市場(chǎng)對(duì)多功能密度板的 要求。將防潮功能和阻燃功能合為一體，研發(fā)高品質(zhì)的環(huán)保型防潮阻燃密度板，順應(yīng)社會(huì)及市場(chǎng)需求，符 合國(guó)家建材發(fā)展戰(zhàn)略及環(huán)保政策，利國(guó)利民，同時(shí)也 對(duì)改善人造板企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力起 到重要的促進(jìn)作用。
1 密度板防潮與阻燃技術(shù)
1.1 需要解決的技術(shù)問題
近年來我國(guó)林業(yè)大專院校學(xué)者及業(yè)內(nèi)專家對(duì)阻燃 及防潮技術(shù)在密度板中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的卓有成效 的研究，并取得了許多研究成果[3～9]。但總的來說，目 前在防潮和阻燃及多功能性密度板研究方面，多僅限 于單一功能問題的研究，即密度板單一的防潮和單一 阻燃功能的研究。而對(duì)于如何使密度板同時(shí)具備防潮 和阻燃功能問題的研究則鮮見于報(bào)端。為了迎合市場(chǎng) 需要，本課題組在吸收業(yè)內(nèi)同行成功經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)的基 礎(chǔ)上，開展了防潮阻燃密度板的研究。研發(fā)同時(shí)具備 防潮和阻燃功能的密度板，需著重解決以下幾個(gè)技術(shù) 問題：
1）防水劑和阻燃劑的選型及配置問題；
2）脲醛膠的防水改性問題；
3）防水劑、阻燃劑及染色劑的添加方式問題；
4）熱壓工藝問題。
1.2 密度板的防潮技術(shù)
在密度板的防潮處理技術(shù)方面，本課題主要采取 以下兩大措施：1）對(duì)脲醛樹脂膠進(jìn)行改性處理。即在脲 醛樹脂膠生產(chǎn)過程中加入適量三聚氰胺和ZQZHJ-05 助劑，以盡可能降低脲醛樹脂膠的親水性，提高膠水的 防水性能；2）添加專用防水劑。即在密度板生產(chǎn)過程中 添加適量的納米微膠囊防水劑以代替石蠟。
1.3 密度板的阻燃技術(shù)
在密度板的阻燃處理技術(shù)方面，本課題主要采用 干粉阻燃劑在密度板生產(chǎn)過程中對(duì)纖維進(jìn)行阻燃處 理，使密度板獲得阻燃功能。即利用纖維干燥后二次風(fēng) 送管道中的負(fù)壓，在管道開口處使用葉片式下料轉(zhuǎn)閥連 續(xù)定量向纖維中添加阻燃劑，并通過變頻調(diào)速電機(jī)控 制阻燃劑的添加量。本阻燃處理方法不但使密度板獲 得較好的阻燃效果，且抗流失性能好，耐久性好。
2 原材料配置
2.1 木材原料配置
本課題根據(jù)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，將現(xiàn)有木材原料按桉木梢∶松木∶硬雜木∶廢單板=1∶0.2∶0.3∶0.2的 比例進(jìn)行下料，該木材原料配比充分考慮了各類木材 纖維優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)性，使纖維綜合性能最佳。另外，為減 少熱磨動(dòng)力消耗和獲得良好的纖維質(zhì)量，應(yīng)在熱磨的 前兩天對(duì)木片進(jìn)行含水率調(diào)整，使木片含水率均勻且 達(dá)到40～50%左右為宜。
2.2 防水尿醛樹脂膠的制備
本課題采用自制的加強(qiáng)型防水脲醛樹脂膠作為膠 黏劑，該加強(qiáng)型防水脲醛樹脂膠制備方法如下： 將主要制膠原料甲醛、尿素和三聚氰胺等按甲 醛∶尿素∶三聚氰胺=1∶0.7∶0.2的比例在制膠反應(yīng)釜 中進(jìn)行制備。膠水具體制備過程中，將甲醛按其總量 分二次加注，尿素按其總量分四次投入，三聚氰胺按 其總量分二次投入。期間分別用氫氧化鈉和硫酸銨 調(diào)節(jié)酸堿度。制膠反應(yīng)終點(diǎn)粘度控制在17.5～18.5秒/ 涂-4杯之間，反應(yīng)終點(diǎn)溫度控制在40℃。在脲醛膠的 制備過程中還加入適量ZQZHJ-05助劑，以降低脲醛 膠和密度板產(chǎn)品中的甲醛釋放量，使其達(dá)到國(guó)家環(huán)保 要求，同時(shí)還可提高密度板的力學(xué)強(qiáng)度。在防水脲醛 膠的制備過程中使用ZQZHJ-05助劑，其防水作用是 三聚氰胺的3～5倍，而且防水效果比單獨(dú)使用三聚氰 胺要好，有利于降低生產(chǎn)成本。
2.3 防水劑
為提高密度板的防水性能，本課題采用納米微膠 囊防水劑代替石蠟，該納米微膠囊防水劑具有以下重 要性能：
1）防水劑采用物理包覆技術(shù)，沒有刺激性等異 味、憎水性強(qiáng)，防水效果好，且不影響成品板強(qiáng)度。
2）防水劑顆粒納米化，分散性好，比表面積大， 覆蓋性好，用量少，可降低防水成本。
3）防水劑顆粒度小，穩(wěn)定性好，儲(chǔ)存期長(zhǎng)。
2.4 阻燃劑制備
為提高密度板的阻燃性能，本課題采用自行研 制的NPB復(fù)合粉末阻燃劑作為阻燃材料，其制備方法 如下：
將主要化工原料硫酸銨、磷酸氫二銨、硼酸、 脫模劑等按∶硫酸銨∶磷酸氫二銨∶硼酸∶脫模劑 =6∶2∶1∶0.01的比例混合均勻，再加入適量氫氧化 鈉，然后用研磨機(jī)將混合物研磨成粒度為200～300目 的粉劑。
2.5 染色劑
為便于市場(chǎng)用戶區(qū)分特殊功能密度板的不同功 能，本課題研發(fā)的環(huán)保防潮阻燃密度板采用墨綠色液 體工業(yè)染色劑對(duì)密度板進(jìn)行染色。
3 防潮阻燃密度板生產(chǎn)工藝
3.1 工藝技術(shù)路線
本環(huán)保防潮阻燃密度板采用制造工藝如下（圖 1）：
3.2 主要工藝技術(shù)參數(shù)
1）防水劑添加量：7.0～7.5kg/m3；
2）阻燃劑添加量：38～4 8k g/m 3（防火等級(jí)C 級(jí)）；
3）施防水膠量：200～210kg/m3；
4）固化劑添加量：先按固化劑∶水=1∶6～9加熱溶 解，再按膠黏劑的0.5%～0.8%添加；
5）染色劑添加量：2.0kg/m3；
6）木纖維含水率：8～10%；
7）熱壓壓力：1.9～2.2MPa；
8）熱壓溫度：185～210℃；
9）熱壓時(shí)間：290～310s/車；
10）生產(chǎn)速度：15～18m/min。
4 主要關(guān)鍵工藝設(shè)備
4.1 防水劑施加裝置
防水劑施加裝置是給熱磨纖維添加防水劑的設(shè) 備，該裝置示意圖如圖2所示。主要由電機(jī)、水泵、防水 劑貯存罐、攪拌器、高壓定量齒輪泵及防水劑噴頭等 組成。為能根據(jù)工藝要求定量、精準(zhǔn)、均勻地添加防水 劑，要求驅(qū)動(dòng)高壓定量齒輪泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，相關(guān) 參數(shù)由熱磨工段主控系統(tǒng)根據(jù)熱磨纖維噴管的實(shí)時(shí) 流量自動(dòng)調(diào)整。
如圖2所示，本防水劑施加裝置首先將貯運(yùn)罐1中 的防水劑通過水泵3抽注到貯存罐8中，貯存罐內(nèi)設(shè)有 攪拌器7對(duì)防水劑進(jìn)行攪拌，防止防水劑液面結(jié)膜。然 后通過高壓定量齒輪泵11將貯存罐8中的防水劑經(jīng)防水劑噴頭15注入到熱磨纖維噴管14中，在高壓霧化作 用下，使防水劑與纖維在熱磨纖維噴管中混合均勻， 最后進(jìn)入纖維干燥管16中進(jìn)行干燥。與其它液體注入 技術(shù)相比，本防水劑注入裝置可靠性較高。采用閉環(huán) 控制系統(tǒng)，能根據(jù)熱磨纖維噴管的實(shí)時(shí)流量自動(dòng)調(diào)整 高壓定量齒輪泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)按配方比控制納米微膠 囊防水劑的施加量。此外，本防水劑注入裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，易于制造，維護(hù)簡(jiǎn)單。
4.2 染色劑添加裝置
染色劑添加裝置的主要作用是使纖維均勻著色。 染色劑添加方法與防水劑添加方法基本相同，也是將 染色劑直接注入到熱磨機(jī)纖維噴管中。不同的是染色 劑添加裝置只需要一級(jí)泵給即可，而且不需要設(shè)置攪 拌裝置。本研發(fā)的染色劑添加裝置主要由染料貯罐、 電機(jī)、高壓定量齒輪泵、染色劑噴頭等組成。為了能根 據(jù)工藝配方定量、精準(zhǔn)、均勻地添加染色劑，亦要求驅(qū) 動(dòng)高壓定量齒輪泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，顏色深淺可由熱 磨主控系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
4.3 阻燃劑投料裝置
本研究采用的阻燃劑投料裝置如圖3所示。其主 要作用是將阻燃劑粉末按工藝要求精準(zhǔn)、定量地投入 纖維輸送管道中，使阻燃劑粉末與纖維均勻混合。該 裝置主要由阻燃劑料倉(cāng)、投料電機(jī)、阻燃劑下料轉(zhuǎn)閥、 變頻調(diào)速器等組成。為了使阻燃劑投放時(shí)能根據(jù)工藝要求定量可調(diào)，本阻燃劑投料裝置采用變頻調(diào)速器對(duì) 投料電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，并可通過中控室工業(yè)PLC進(jìn) 行控制。
與螺旋式機(jī)械定量阻燃劑投料裝置相比，本阻 燃劑投料裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）定量精確。本阻燃劑投料裝置采用容積恒定的 葉片式下料轉(zhuǎn)閥，同時(shí)采用變頻器對(duì)投料電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn) 行精準(zhǔn)調(diào)控，故可準(zhǔn)確定量投料。
2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)施。本阻燃劑投料裝置所需 零部件大多為定型產(chǎn)品，只需根據(jù)實(shí)際需要選購(gòu)即可， 因此易于制造，成本低。
5 技術(shù)應(yīng)用與分析
5.1 應(yīng)用實(shí)例
1）生產(chǎn)線：上海板機(jī)廠10萬立方米全套生產(chǎn)線；
2）產(chǎn)品名稱：E1環(huán)保防潮阻燃密度板；
3）產(chǎn)品規(guī)格：2440mm×1220mm×15mm；
4）主要工藝參數(shù)：
①防水劑添加量：7.2kg/m3；
②阻燃劑添加量：45kg/m3；
③施膠量：210kg/m3；
④固化劑添加量：按固化劑∶水=1∶7配制固化 劑溶液，按膠黏劑的0.8%添加；
⑤染色劑添加量：2.0kg/m3；
⑥木纖維含水率：8.5%；
⑦熱壓壓力：2.1MPa；
⑧熱壓溫度：190℃；
⑨熱壓時(shí)間：360s/車；
⑩生產(chǎn)速度：13.0m/min。
產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)見表1。
| 序號(hào) | 項(xiàng)目 | 單位 | 標(biāo)準(zhǔn)值 | 檢測(cè)值 | 單項(xiàng)判定 | 檢驗(yàn)依據(jù) |
| 1 | 密度 | kg/m3 | ≥700 | 822 | 合格 | GB/T 11718-2009 |
| 2 | 含水率 | % | 3.0~8.0 | 5.0 | 合格 | GB 18580-2001 |
| 3 | 吸水厚度膨脹率 | % | ≤9.0 | 5.6 | 合格 | GB/T 17657 |
| 4 | 內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度 | MPa | ≥0.5 | 1.45 6 | 合格 | GB 8624-200 |
| 5 | 表面結(jié)合強(qiáng)度 | MPa | ≥0.9 | 2.06 | 合格 | |
| 6 | 靜曲強(qiáng)度 | MPa | ≥24 | 37.1 | 合格 | |
| 7 | 彈性模量 | MPa | ≥2300 | 3840 | 合格 | |
| 8 | 甲醛釋放量 | mg/100g | ≤8.0 | 4.2 | 合格 | |
| 9 | 氧指數(shù) | % | ≥33 | 36～37 | 合格 |
5.2 技術(shù)分析
對(duì)本實(shí)施例產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表明：吸水厚度 膨脹率5.6%＜9.0%，達(dá)到國(guó)標(biāo)防潮性能要求；氧指數(shù) 36～37%＞33%，達(dá)到國(guó)標(biāo)C級(jí)阻燃性能要求；甲醛釋 放量4.2mg/100g＜8.0mg/100g，達(dá)到國(guó)標(biāo)E1級(jí)環(huán)保 性能要求；其它物理力學(xué)性能指標(biāo)亦均達(dá)到或優(yōu)于國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)。說明本研發(fā)的環(huán)保防潮阻燃密度板原料配置 合理，工藝參數(shù)正確，技術(shù)方案可行，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到預(yù) 期目標(biāo)。由于目前市場(chǎng)上關(guān)于防潮功能板的質(zhì)量判定， 在其它性能達(dá)標(biāo)的前提下，主要看板的密度和吸水厚 度膨脹率指標(biāo)，所以該兩指標(biāo)可根據(jù)客戶要求進(jìn)行調(diào) 整，可獲得不同級(jí)別的防潮阻燃功能板。
本研發(fā)的環(huán)保防潮阻燃密度板及制造技術(shù)具有 以下特點(diǎn)：
1）采用普通密度板生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)，原生產(chǎn)工藝 路線不變，只需在原生產(chǎn)線外局部增加防水劑、阻燃 劑和染色劑投料裝置即可進(jìn)行生產(chǎn)，容易實(shí)施。
2）與目前同類產(chǎn)品的制造方法相比，具有生產(chǎn)工 藝簡(jiǎn)單、技術(shù)參數(shù)精確、工藝可靠性強(qiáng)、產(chǎn)品防潮和 阻燃性能好、物理力學(xué)性能優(yōu)越、生產(chǎn)速度接近或等 于普通密度板生產(chǎn)線、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好的特 點(diǎn)。
3）采用的防水劑和阻燃劑無毒、無污染，所采用 的防水膠黏劑甲醛釋放量達(dá)到國(guó)家E1級(jí)環(huán)保質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)，確保了本產(chǎn)品的高環(huán)保品質(zhì)。
4）用本制造方法可生產(chǎn)不同規(guī)格、不同密度的環(huán) 保防潮阻燃密度板。
6 結(jié)束語(yǔ)
本項(xiàng)目屬新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)性試驗(yàn)項(xiàng)目，是在公司前期已成功開發(fā)防潮密度板和阻燃密度板的基礎(chǔ)上 進(jìn)行技術(shù)整合開發(fā)的新功能產(chǎn)品，以獲得防潮阻燃綜 合功能的新型密度板產(chǎn)品為目的。由于生產(chǎn)應(yīng)用性試 驗(yàn)成本較高，動(dòng)輒幾十萬上百萬，所以不能像在實(shí)驗(yàn)室 里那樣設(shè)置若干個(gè)變量進(jìn)行參數(shù)優(yōu)選，更不能做多因 素正交實(shí)驗(yàn)，只能以技術(shù)合并加生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的辦法來形 成技術(shù)方案，以實(shí)用為目的，以確保成功為目標(biāo)。盡管 如此，之前也曾遭受過數(shù)次試驗(yàn)的失敗，主要是產(chǎn)品 的防潮性能（濕水厚度膨脹率）和環(huán)保性能（甲醛釋放 量）達(dá)不到技術(shù)要求，幾經(jīng)技術(shù)方案和參數(shù)調(diào)整方得 今日之成功，特借此平臺(tái)將經(jīng)驗(yàn)與同行分享，以達(dá)到相 互切磋、提高的目的。