阅读说明：本技术 一种低密度芦苇刨花板及其制备方法 (Low-density reed shaving board and preparation method thereof ) 是由 张蕊 张博 田少文 王建荒 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及生态板材技术领域,提供了一种低密度芦苇刨花板及其制备方法。本发明提供的制备方法在表层刨花和芯层刨花中加入胶黏剂和增粘剂,通过控制胶黏剂的加入量,提高芦苇刨花表面的胶钉数量(微小胶滴的个数),从而可以在保证芦苇刨花板的物理性能指标的基础上适当地减少芦苇刨花的用量,进而降低芦苇刨花板的密度,提高芦苇刨花板的机械加工使用性能；通过添加增粘剂解决胶黏剂的初粘性差的问题,同时解决胶黏剂固化后脆性大,在芦苇刨花板压贴后会出现龟裂现象,在机械加工时会出现崩边的问题；此外,本发明同时加入胶黏剂和增粘剂还能改善芦苇刨花板表面的密度偏差,提高表面的强度的稳定性。(The invention relates to the technical field of ecological boards, and provides a low-density reed shaving board and a preparation method thereof. According to the preparation method provided by the invention, the adhesive and the tackifier are added into the surface layer wood shavings and the core layer wood shavings, and the number of glue nails (the number of tiny glue drops) on the surfaces of the reed wood shavings is increased by controlling the addition amount of the adhesive, so that the using amount of the reed wood shavings can be properly reduced on the basis of ensuring the physical performance index of the reed shaving board, the density of the reed shaving board is further reduced, and the machining service performance of the reed shaving board is improved; the problem of poor initial viscosity of the adhesive is solved by adding the tackifier, and the problems that the adhesive is high in brittleness after being cured, a cracking phenomenon can occur after a reed shaving board is pressed and attached, and edges can be cracked during machining are solved; in addition, the adhesive and the tackifier are added simultaneously, so that the density deviation of the surface of the reed shaving board can be improved, and the stability of the surface strength is improved.)

一种低密度芦苇刨花板及其制备方法

技术领域

本发明涉及生态板材技术领域，特别涉及一种低密度芦苇刨花板及其制备方法。

背景技术

我国芦苇资源丰富，分布广泛，是一年生草本植物，据统计目前我国每年芦苇总量约250万吨，约占世界总产量的6％。目前芦苇在工业应用方面主要作为造纸原料。随着木材资源的日趋紧张，寻找木材替代原料受到越来越广泛的重视。芦苇由于物理化学特性接近于木材且纤维素含量与木材相当，因此可以作为木材的替代材料生产人造板。

专利CN107243975A提出一种芦苇刨花板及其制备方法，以芦苇刨花为原料，以聚多苯基多亚甲基异氰酸酯或其衍生物为胶黏剂，生产刨花板，获得的刨花板可用于家具生产、室内外装修和包装材料等。但上述技术方案中只是公开了一种以芦苇作为原料，将其制备成刨花板的工艺，其研究理念只是初步实现了资源的有效利用，而对于刨花板的各项性能是否满足需求并没有进行太多的深入研究，其只对芦苇刨花板甲醛释放量进行测定，经检测可知，该专利制备得到的芦苇刨花板在密度较低时，物理性能指标(内结合强度)不合格，因而需要提高芦苇刨花板的密度，但是芦苇刨花板的密度较高又会导致机械加工使用性能变差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低密度芦苇刨花板及其制备方法。本发明制备的芦苇刨花板密度低、机械加工使用性好、强度稳定性高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种低密度芦苇刨花板的制备方法，包括以下步骤：

(1)将芦苇干刨花进行筛选，得到表层刨花和芯层刨花；

(2)将表层刨花和胶黏剂、增粘剂混合，得到表层刨花混合物；将芯层刨花和胶黏剂、增粘剂混合，得到芯层刨花混合物；其中表层刨花、胶黏剂和增粘剂的质量比为1:(0.055～0.07):(0.00018～0.00028)，芯层刨花、胶黏剂和增粘剂的质量比为1:(0.055～0.07):(0.0002～0.0003)；

(3)按照表层刨花混合物、芯层刨花混合物、表层刨花混合物的顺序从下到上进行铺装，形成下表层、芯层和上表层，得到板坯；

(4)将所述板坯进行热压，得到芦苇刨花毛板；所述芦苇刨花毛板的厚度为6～42mm，密度530～780kg/m³；

(5)将所述芦苇刨花毛板进行定厚和精细砂光，得到低密度芦苇刨花板。

优选的，所述步骤(1)中芦苇干刨花的含水率为1.5％～5％。

优选的，所述步骤(1)中的筛选方法为：先使用网孔为0.2×0.2mm的筛网进行筛选，筛下物为芦苇细粉，剩余的筛上物使用网孔为1.4×1.4mm的筛网进行筛选，筛下物为表层刨花，剩余的筛上物再使用网孔为10×10mm的筛网进行筛选，筛下物为芯层刨花。

优选的，所述步骤(2)中胶黏剂为聚多苯基多亚甲基异氰酸酯或其衍生物；所述胶黏剂在20℃时的粘度为150～250mPa·s。

优选的，所述步骤(2)中增粘剂为醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液。

优选的，以刨花的质量计，所述步骤(3)中上表层的刨花铺装量为21～24kg/m²，下表层的刨花铺装量为22.1～25.2kg/m²，芯层的刨花铺装量为18.70～20.30kg/m²。

优选的，所述步骤(4)中热压的温度为220～240℃，压力为2～5N/mm²，时间为8～10s/mm。

优选的，所述步骤(1)中的芦苇干刨花通过以下步骤制备得到：

对芦苇进行碾压和切割，得到芦苇段；将所述芦苇段净化后进行分级筛选，得到厚度为0.5～1.2mm的芦苇湿刨花，将芦苇湿刨花干燥，得到芦苇干刨花。

本发明提供了上述方案所述制备方法制备的低密度芦苇刨花板。

本发明提供了一种低密度芦苇刨花板的制备方法，本发明提供的制备方法在表层刨花和芯层刨花中加入胶黏剂和增粘剂，通过控制胶黏剂的加入量，提高芦苇刨花表面的胶钉的数量(微小胶滴的个数)，从而可以在保证芦苇刨花板的物理性能指标的基础上适当地减少芦苇刨花的用量，进而降低芦苇刨花板的密度，提高芦苇刨花板的机械加工使用性能，减少机械加工时刀具的磨损，还可以减少芦苇的用量，解决原料缺乏的问题，减少运输费用，降低产品的销售成本，减少搬运的劳动强度；本发明通过加入增粘剂解决胶黏剂的初粘性差的问题，同时解决胶黏剂固化后脆性大，在芦苇刨花板压贴后会出现龟裂现象，在机械加工时会出现崩边的问题；此外，本发明同时加入胶黏剂和增粘剂还能改善芦苇刨花板表面的密度偏差，提高表面强度的稳定性。

具体实施方式

本发明提供了一种低密度芦苇刨花板的制备方法，包括以下步骤：

(1)将芦苇干刨花进行筛选，得到表层刨花和芯层刨花；

(2)将表层刨花和胶黏剂、增粘剂混合，得到表层刨花混合物；将芯层刨花和胶黏剂、增粘剂混合，得到芯层刨花混合物；其中表层刨花、胶黏剂和增粘剂的质量比为1:(0.055～0.07):(0.00018～0.00028)，芯层刨花、胶黏剂和增粘剂的质量比为1:(0.055～0.07):(0.0002～0.0003)；

(3)按照表层刨花混合物、芯层刨花混合物、表层刨花混合物的顺序从下到上进行铺装，形成下表层、芯层和上表层，得到板坯；

(4)将所述板坯进行热压，得到芦苇刨花毛板；

(5)将所述芦苇刨花毛板进行定厚和精细砂光，得到芦苇刨花板。

本发明将芦苇干刨花进行筛选，得到表层刨花和芯层刨花。在本发明中，所述芦苇干刨花优选通过以下步骤制备得到：对芦苇进行碾压和切割，得到芦苇段；将所述芦苇段净化后进行分级筛选，得到厚度为0.5～1.2mm的芦苇湿刨花，将芦苇湿刨花干燥，得到芦苇干刨花；在本发明中，所述芦苇段的长度约为35mm；本发明优选通过机械筛分和气流分选对芦苇段进行净化，通过净化去除芦苇段中的杂质，杂质包括芦苇髓芯和芦苇花等，杂质去除率为98％以上，除去的杂质可作为燃料，为后续芦苇湿刨花的干燥以及板坯的热压提供热量；在本发明中，所述芦苇湿刨花的含水率优选为15％～20％；本发明通过分级筛选筛分出厚度为0.5～1.2mm的合格芦苇湿刨花，将未劈裂或未完全劈裂的筒状芦苇湿刨花去除并重新加工利用。在本发明中，所述干燥的温度优选为450～550℃，更优选为500℃；干燥后所得芦苇干刨花的含水率优选为1.5％～5％，更优选为2％～3％。

得到芦苇干刨花后，本发明对所述芦苇干刨花进行筛选，得到表层刨花和芯层刨花；所述筛选的方法优选为：先使用网孔为0.2×0.2mm的筛网进行筛选，筛下物为芦苇细粉，剩余的筛上物使用网孔为1.4×1.4mm的筛网进行筛选，筛下物为表层刨花，剩余的筛上物再使用网孔为10×10mm的筛网进行筛选，筛下物为芯层刨花；在本发明中，未通过10×10mm筛网的过大刨花优选进入筛环式打磨机再碎后重复上述筛选步骤，筛出的芦苇细粉则作为燃料，为芦苇湿刨花的干燥以及板坯的热压提供热量。

得到表层刨花和芯层刨花后，本发明将表层刨花和胶黏剂、增粘剂混合，得到表层刨花混合物；将芯层刨花和胶黏剂、增粘剂混合，得到芯层刨花混合物。在本发明中，在表层刨花混合物中，表层刨花、胶黏剂和增粘剂的质量比为1:(0.055～0.07):(0.00018～0.00028)，优选为1:0.06:(0.0002～0.00025)，更优选为1:0.06:0.00023；在芯层刨花混合物中，所述芯层刨花、胶黏剂和增粘剂的质量比为1:(0.055～0.07):(0.0002～0.0003)，优选为1:0.06:(0.00022～0.00028)，更优选为1:0.06:0.00025。在本发明中，所述胶黏剂优选为聚多苯基多亚甲基异氰酸酯或其衍生物，所述胶黏剂在20℃时的粘度优选为150～250mPa·s，更优选为180～220mPa·s；所述增粘剂优选为醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液。

本发明在表层刨花和芯层刨花中加入胶黏剂和增粘剂，通过控制胶黏剂和增粘剂的加入量，提高芦苇刨花表面的胶钉的数量(微小胶滴的个数)，从而可以在保证芦苇刨花板的物理性能指标的基础上适当地减少芦苇刨花的数量，进而降低芦苇刨花板的密度，提高芦苇刨花板的机械加工使用性能；增粘剂的添加可以解决胶黏剂的初粘性差的问题，同时解决胶黏剂固化后脆性大，在芦苇刨花板压贴后会出现龟裂现象，在机械加工时会出现崩边的问题；此外，本发明同时加入胶黏剂和增粘剂还能改善芦苇刨花板表面的密度偏差，提高表面的强度的稳定性。

得到表层刨花混合物和芯层刨花混合物后，本发明按照表层刨花混合物、芯层刨花混合物、表层刨花混合物的顺序从下到上进行铺装，形成下表层、芯层和上表层，得到板坯。在本发明中，以刨花的质量计，所述上表层的刨花铺装量优选为21～24kg/m²，更优选为22～23kg/m²；所述下表层的刨花铺装量优选为22.1～25.2kg/m²，更优选为23～24kg/m²；所述芯层的刨花铺装量优选为18.70～20.30kg/m²，更优选为19～20kg/m²；在本发明中，所述上表层的铺装厚度优选为2～5mm，更优选为3～4mm，下表层的铺装厚度优选为铺装优选为4～32mm，更优选为6～30mm，芯层的铺装厚度优选为2～5mm，优选为3～4mm。

得到板坯后，本发明将所述板坯进行热压，得到芦苇刨花毛板。本发明优选在热压前在板坯的上下表面分别喷涂脱模剂，所述脱模剂的喷涂量为2～10g/m²，优选为3～5g/m²；所述的脱模剂优选为聚醚多元醇。

在本发明中，所述热压的温度优选为220～240℃，更优选为225～230℃，压力优选为2～5N/mm²，更优选为3～4N/mm²，时间优选为8～10s/mm，更优选为9s/mm。本发明将热压温度控制在上述范围内，可以提高刨花板的表结合强度，同时提高固化强度。

在本发明中，所述芦苇刨花毛板的厚度为6～42mm，优选为8～36mm，密度为530～780kg/m³；优选为540～750kg/m³；本发明优选在热压完成后对所得热压板进行测厚和称重，厚度和密度符合上述要求的板材即为合格的芦苇刨花毛板。本发明优选将合格的芦苇刨花毛板冷却至10～50℃，更优选冷却至20～30℃。

得到芦苇刨花毛板后，本发明优选将所述芦苇刨花毛板行定厚和精细砂光，得到低密度芦苇刨花板。在本发明中，所述定厚的尺寸优选为5～41mm，更优选为7～35mm；所述低密度芦苇刨花板的密度略低于芦苇刨花毛板的密度，具体优选为520～780kg/m³。本发明对所述定厚和精细砂光的方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的方法即可，定厚和砂光生产过程中产生的废料和砂光粉经收集后作为燃料燃烧，为芦苇湿刨花的干燥和板坯的热压提供热量。

本发明还提供了上述方案所述制备方法制备的低密度芦苇刨花板。本发明提供的芦苇刨花板密度低(传统方法制备的18mm芦苇刨花板密度740～750kg/m³，本发明制备的18mm的芦苇刨花板密度仅为690～700kg/m³)，力学性能好，强度均匀，不易出现龟裂现象，机械加工性能好，可以提高生产效率，减少芦苇刨花的用量，解决原料缺乏的问题。

下面结合实施例对本发明提供的方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

(1)对芦苇进行碾压和切割，得到长度约为35mm芦苇段，用机械筛分和气流分选对芦苇段进行净化，去除芦苇段中98％以上的杂质，得到含水率为15％的芦苇湿刨花。将芦苇湿刨花进行分级筛选，去除未劈裂或未完全劈裂的筒状芦苇湿刨花作为原料，筛分出厚度为2～3mm的合格芦苇湿刨花。

(2)对合格芦苇刨花进行干燥，干燥热媒温度为450℃，使含水率为3％，制成干刨花，利用0.2×0.2mm、1.4×1.4mm、10.0×10.0mm三层网孔筛对干刨花进行筛选，分别得到表层刨花和芯层刨花。

(3)在表层刨花和芯层刨花中分别加入聚多苯基多亚甲基异氰酸酯胶黏剂(20℃时的粘度为150mPa·s)和醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液(增粘剂)，胶黏剂和增粘剂的加入质量比为：表层刨花:胶黏剂＝1:0.06，芯层刨花:胶黏剂＝1:0.065；表层刨花:增粘剂＝1:0.00028，芯层刨花:增粘剂＝1:0.00030。

(4)将表层刨花分为上表层刨花和下表层刨花，将下表层刨花、芯层刨花和上表层刨花从下往上进行铺装，使下表层厚度为2.2mm，刨花铺装量为23.2kg/m²，芯层厚度为4mm，刨花铺装量为19.5kg/m²，上表层厚度为2.2mm，刨花铺装量为23.8kg/m²，铺撒出三层渐变复合结构的连续板坯，在板坯上下表面喷涂聚醚多元醇水性脱模剂，脱模剂的喷涂量为2g/m²。

(5)对板坯进行热压，热压温度为220℃，热压压力为2N/mm²，热压时间为8s/mm，热压后得到芦苇刨花毛板；然后进行测厚和称重，将厚度为8mm、密度为770kg/m³的合格芦苇刨花毛板进行冷却备用，冷却温度为10℃。

(6)对合格芦苇刨花毛板进行定厚和精细砂光，然后分割成成品板材，即得到芦苇刨花板。

其中，表层刨花的尺寸分布见表1；

表1表层刨花尺寸分布

mm/孔径	1.25	1.0	0.5	0.2	<0.2
						表层料％	3.62	1.86	16.06	52.52	26.04

按照GB/T 17657-2013中的方法对所得芦苇刨花板产品的性能进行检测，所得结果如表2所示：

表2芦苇刨花板性能检测结果

根据表2中的数据可以看出，本发明制备的厚度为8mm的芦苇刨花板，密度仅为770kg/m³，且强度、含水率和2h吸水厚膨率都能达到要求。

实施例2

(1)对芦苇进行碾压和切割，得到长度约为35mm芦苇段，用机械筛分和气流分选对芦苇段进行净化，去除芦苇段中98％以上的杂质，得到含水率为15％的芦苇湿刨花。将芦苇湿刨花进行分级筛选，去除未劈裂或未完全劈裂的筒状芦苇湿刨花作为原料，筛分出厚度为2～3mm的合格芦苇湿刨花。

(2)对合格芦苇湿刨花进行干燥，干燥热媒温度为450℃，使含水率为3％，制成干刨花，利用0.2×0.2mm、1.4×1.4mm、10.0×10.0mm三层网孔筛对干刨花进行筛选，分别得到表层刨花和芯层刨花。

(3)在表层刨花和芯层刨花中分别加入聚多苯基多亚甲基异氰酸酯胶黏剂(20℃时的粘度为150mPa·s)和醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液(增粘剂)，胶黏剂和增粘剂的加入质量比为：表层刨花:胶黏剂＝1:0.06，芯层刨花:胶黏剂＝1:0.065；表层刨花:增粘剂＝1:0.00023，芯层刨花:增粘剂＝1:0.00025。

(4)将表层刨花分为上表层刨花和下表层刨花，将下表层刨花、芯层刨花和上表层刨花从下往上进行铺装，使下表层厚度为2.2mm，刨花铺装量为23.2kg/m²，芯层厚度为4mm，刨花铺装量为19.3kg/m²，上表层厚度为2.2mm，刨花铺装量为23.8kg/m²，铺撒出三层渐变复合结构的连续板坯，在板坯上下表面喷涂聚醚多元醇水性脱模剂，脱模剂的喷涂量为2g/m²。

(5)对板坯进行热压，热压温度为220℃，热压压力为2N/mm²，热压时间为8s/mm，热压后得到芦苇刨花毛板；然后进行测厚和称重，将厚度为8mm、密度为760kg/m³的合格芦苇刨花毛板进行冷却备用，冷却温度为10℃。

(6)对合格芦苇刨花毛板进行定厚和精细砂光，然后分割成成品板材，即得到芦苇刨花板。

按照GB/T 17657-2013中的方法对所得芦苇刨花板产品的性能进行检测，所得结果如表3所示：

表3芦苇刨花板性能检测结果

根据表3中的数据可以看出，本发明制备的厚度为8mm的芦苇刨花板，密度仅为758kg/m³，机械加工性能较强，且强度、含水率和2h吸水厚膨率都能达到要求。

实施例3

(1)对芦苇进行碾压和切割，得到长度约为35mm芦苇段，用机械筛分和气流分选对芦苇段进行净化，去除芦苇段中98％以上的杂质，得到含水率为15％的芦苇湿刨花。将芦苇湿刨花进行分级筛选，去除未劈裂或未完全劈裂的筒状芦苇湿刨花作为原料，筛分出厚度为2～3mm的合格芦苇湿刨花。

(2)对合格芦苇湿刨花进行干燥，干燥热媒温度为450℃，使含水率为3％，制成干刨花，利用0.2×0.2mm、1.4×1.4mm、10.0×10.0mm三层网孔筛对干刨花进行筛选，分别得到表层刨花和芯层刨花。

(3)在表层刨花和芯层刨花中分别加入聚多苯基多亚甲基异氰酸酯胶黏剂(20℃时的粘度为150mPa·s)和醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液(增粘剂)，胶黏剂和增粘剂的加入质量比为：表层刨花:胶黏剂＝1:0.06，芯层刨花:胶黏剂＝1:0.065；表层刨花:增粘剂＝1:0.00018，芯层刨花:增粘剂＝1:0.00020。

(4)将表层刨花分为上表层刨花和下表层刨花，将下表层刨花、芯层刨花和上表层刨花从下往上进行铺装，使下表层厚度为2.2mm，刨花铺装量为23.2kg/m²，芯层厚度为4mm，刨花铺装量为19.0kg/m²，上表层厚度为2.2mm，刨花铺装量为23.8kg/m²，铺撒出三层渐变复合结构的连续板坯，在板坯上下表面喷涂聚醚多元醇水性脱模剂，脱模剂的喷涂量为2g/m²。

(5)对板坯进行热压，热压温度为220℃，热压压力为2N/mm²，热压时间为8s/mm，热压后得到芦苇刨花毛板；然后进行测厚和称重，将厚度为8mm、密度为750kg/m³的合格芦苇刨花毛板进行冷却备用，冷却温度为10℃。对合格芦苇刨花毛板进行定厚和精细砂光，然后分割成成品板材，即得到芦苇刨花板。

按照GB/T 17657-2013中的方法对所得芦苇刨花板产品的性能进行检测，所得结果如表4所示：

表4芦苇刨花板性能检测结果

根据表4中的数据可以看出，本发明制备的厚度为8mm的芦苇刨花板，密度仅为749kg/m³，机械加工性能较强，且强度、弹性模量、含水率和2h吸水厚膨率都能达到要求。

实施例418mm板材

其他和实施例1相同，仅控制铺装厚度为：下表层厚度2.2mm，刨花铺装量为22.5kg/m²，上表层厚度2.2mm，刨花铺装量为19.6kg/m²，中间层厚度为14mm，刨花铺装量为23.3kg/m²，通过热压得到厚度为18mm，密度为699kg/m³的合格芦苇刨花毛板，定厚和精细砂光后得到芦苇刨花板。

对比例1

其他和实施例4相同，仅不加入增粘剂，且控制表层刨花：胶黏剂＝1:0.03，芯层刨花：胶黏剂＝1:0.03，均为质量比；下表层厚度为2.2mm，刨花铺装量为22.5kg/m²，上表层厚度2.2mm，刨花铺装量为23.3kg/m²，中间层厚度为14mm，刨花铺装量为20.8kg/m²，通过热压得到厚度为18mm，密度为753kg/m³的合格芦苇刨花毛板，定厚和精细砂光后得到芦苇刨花板。

对实施例4和对比例1制备的芦苇刨花板进行性能检测，所得结果如表5所示：

表5实施例4和对比例1制备的芦苇刨花板的性能测试结果

根据表5可以看出，本发明通过提高胶黏剂加入量，并加入增粘剂，可以显著降低芦苇刨花板的密度，从而提高其机械加工性能，并且和对比例1中的高密度刨花板相比，本发明的低密度刨花板的静曲强度、内结合强度、外结合强度以及握钉力都更高，且含水率和2h厚膨率更低；因此，本发明提供的制备方法在提高芦苇刨花板强度等性能的基础上还能减少芦苇刨花的用量，提高板材的机械加工性能，减少刀具的磨损(一把雕刻刀仅能雕刻对比例1制备的芦苇刨花板10～12张，而实施例4制备的低密度刨花板一把雕刻刀能雕刻24～28张)，降低生产时刀具的费用，提高生产效率(减少更换雕刻刀的频率)，降低生产成本，降低原材料的消耗，降低生产原料设备的损耗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。