低施胶量环保胶合板的制造方法技术

本发明专利技术是低施胶量环保胶合板的制造方法，属于人造板制造技术领域。其工艺是将木段旋切成1～3mm木质单板，烘干调整含水率至2～15％，对单板双面进行常压低温等离子体改性处理，通过超声和气旋协同作用，将胶黏剂雾化为直径小于40μm的颗粒喷于单板紧面，单面胶黏剂施加量控制在10～80g/m2，按相邻层单板纤维纹理方向互相垂直组坯，再经热压制得低施胶量环保胶合板。采用该方法制备的产品性能符合胶合板国家标准要求，甲醛释放量达到E0级要求，且胶黏剂用量较传统涂胶方式用量下降30～70％，产品品质显著提升，生产成本明显下降。此外这种方法生产工艺节能环保，生产设备操作简便、效率高、可控性好，且可连续自动化作业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低施胶量环保胶合板的制造方法。属于人造板制造

技术介绍
21世纪以来，我国人造板产业得到了飞速发展，已成为世界人造板生产、消费和进出口贸易的第一大国。在众多的人造板产品中，胶合板产品的产量和出口量一直以来位居首位。据相关数据表明，2014年我国胶合板产量达1.74亿m3，占全部人造板产量的57.6％。产品远销世界100多个国家和地区，出口量达1026.14万m3，是人造板出口中份额最大的一类产品，占人造板总出口量的72％。虽然我国的胶合板产品在国际市场上的竞争力越来越强，占有的份额也越来越高，但同时也面临着严峻的考验，主要体现在：森林问题政治化以及原木生产国经济社会发展使优质大径级原木进口越来越困难，以及化工原料价格日趋昂贵，导致胶合板生产用原材料价格快速上涨；随着我国人口红利的衰退，劳动力成本快速上升，使中国发展胶合板工业的成本核算与其他胶合板生产国相比占有的优势正在逐步减弱；国际上对胶合板产品质量的要求越来越高，尤其是对产品甲醛释放量的要求越来越严格，对我国胶合板产品的出口形成了技术性贸易壁垒。由此可见，开发低成本高品质胶合板产品已成为保持我国胶合板产品在国际市场上的竞争力，促进我国胶合板产业转型升级，实现可持续发展的热点研究课题。面对如此严峻的形势，大幅度减少胶黏剂用量是降低胶合板生产成本和提高产品质量(特别是产品的游离甲醛释放量)行之有效的办法。目前，在胶合r>板生产中，普通多层胶合板产品脲醛树脂胶和酚醛树脂胶的双面施胶量约为240～400g/m2，胶黏剂成本约占生产总成本的1/4～1/3左右，其用量大小对产品生产成本和质量有着显著影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用常压低温等离子体对木质单板表面进行改性处理，在木质单板表面构建具有特殊的纳米尺度刻痕的高反应活性表面层，同时利用超声与气旋雾化协同效应，将胶液雾化成微细颗粒，均匀喷施于木质单板表面，利用经等离子体改性后单板表面的高润湿性使胶液自动快速流展，在单板表面形成均匀连续的薄胶层，实现微量施胶(胶黏剂用量较传统涂胶方式用量下降30～70％)方式下木材与胶黏剂之间的高效胶合目的，制备获得物理力学性能符合胶合板国家标准的要求，且游离甲醛释放量达到E0级要求的低施胶量环保胶合板。本专利技术的技术解决方案：低施胶量环保胶合板的制造方法是按以下步骤完成的：一、木质单板制备：先将原木截成木段，再经软化处理以提高木材塑性，而后经剥去树皮，然后确定木段旋切回转中心，经旋切成木质单板，最后经烘干处理待用；步骤一所述的木质单板的厚度为1～3mm，由于木质单板含水率过低干燥耗能大，含水率过高进行表面等离子体处理时容易产生击穿现象，因此，经烘干处理后，木质单板的含水率控制在2～15％，优选控制范围6～10％；二、木质单板表面预处理：对烘干后的木质单板双面进行常压低温等离子体改性处理，通过等离子体中的电子、离子、原子、分子以及光子等高能量活性粒子对木质单板表面的刻蚀作用以及自由基引发化学作用，改变木质单板表面微观结构，并在其表面引入大量极性基团，形成了具有特殊的纳米尺度刻痕的高反应活性表面层，大幅度提高了胶黏剂在木质单板表面的润湿性，为实现木质单板在低施胶量情况下的高效胶合奠定基础；步骤二所述的木质单板表面常压低温等离子体改性处理方法是：将烘干后木质单板置于木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置进料输送带上，根据被处理木质单板的厚度调整四对用钢玉陶瓷覆盖的差分激励双介质阻挡放电电极间距，其范围值为5～10mm，开启电源，调节处理功率至3～6KW，使电极之间的空气通过介质阻挡放电产生低温等离子体，使木质单板以2～40m/min的速度悬空依次通过上下四对放电电极中间的间隙，在常压状态下对木质单板的两个表面同时进行低温等离子体改性处理，并且由于木质单板依次通过四对电极，相当于同一个被处理位置依次叠加处理四次，强化了木质单板的表面改性效果；三、木质单板表面微量施胶：通过超声和气旋协同作用，将胶液雾化为直径小于40μm的颗粒喷施于木质单板的紧面，即不存在超越裂缝的单板表面，木质单板单面胶黏剂施加量控制在10～80g/m2，视不同胶黏剂种类而定，胶黏剂用量较常规用量减少30～70％；步骤三所述的木质单板表面微量施胶方法是：将胶黏剂通过胶泵以稳定速度输入超声气旋雾化施胶系统，将经过常压低温等离子体处理后的木质单板以2～40m/min与常压低温等离子体处理系统一致的速度匀速通过施胶系统，在其表面均匀喷施一层薄的胶层，控制超声气旋雾化施胶系统工作频率为42±3KHz，功率为1～5W，流量1-50mL/min，喷嘴与木质单板表面的距离为200-400mm，气压为0.01-0.1MPa；超声和气旋的协同效应能使胶黏剂雾化为细小颗粒，这种细小的胶黏剂颗粒能通过木质单板表面被等离子体刻蚀的纳米尺度刻痕渗透到木材细胞壁，与细胞壁物质紧密接触，形成纳米力学嵌合或与细胞壁中聚合物成分产生化学连接，形成互相渗透的聚合物网络，从而可实现低施胶量情况下木材与胶黏剂之间的高效胶合；步骤三所述的木质单板表面微量施胶所用胶黏剂为三聚氰胺改性脲醛树脂胶、酚醛树脂胶和异氰酸酯胶中的一种，为保证胶黏剂顺利被雾化为细小颗粒，其粘度应小于40s，优选控制在20～30s；步骤二和步骤三均通过木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置完成，该装置包括设备框架、木质薄板传输组件、动力组件、低温等离子体处理组件、超声气旋喷胶组件和控制器组件，木质单板通过传输组件(包括沿进料方向依次设置于设备框架上的木质薄板进料传输带、木质薄板进料感应装置、木质薄板进料压辊、木质薄板出料压辊、木质薄板出料感应装置和木质薄板出料传输辊组)输送进入低温等离子体处理；低温等离子体处理组件(包含四对差分激励双介质阻挡放电电极、低温等离子发生器、低温等离子体电源以及冷却排臭氧装置)中低温等离子体电源和低温等离子体发生器与电极通过高绝缘线缆可靠连接，在电极间隙间放电获得宽幅均匀的低温等离子体，木质单板悬空通过电极间隙，两个表面同时进行低温等离子体改性处理；经低温等离子体处理后的木质单板在出料压辊的带动下进入超声气旋施胶区域，超声气旋喷胶组件(包括超声气旋协同作用喷嘴支撑支架、超声气旋协同作用喷嘴、胶量控制阀、管路清洗阀、胶黏剂收集装置和喷胶除味装置)中超声气旋协同作用喷嘴通过不锈钢滑块平行对称地固本文档来自技高网...

【技术保护点】
低施胶量环保胶合板的制造方法，其特征在于：所述的低施胶量环保胶合板是按以下步骤制备的：步骤一：木质单板制备：先将原木截成木段，再经软化处理以提高木材塑性，而后经剥去树皮，然后确定木段旋切回转中心，经旋切成木质单板，最后经烘干处理待用；步骤二：木质单板表面预处理：对烘干后的木质单板双面进行常压低温等离子体改性处理，通过等离子体中的电子、离子、原子、分子以及光子等高能量活性粒子对木质单板表面的刻蚀作用以及自由基引发化学作用，改变木质单板表面微观结构，并在其表面引入大量极性基团，形成了具有特殊的纳米尺度刻痕的高反应活性表面层，大幅度提高了胶黏剂在木质单板表面的润湿性，为实现木质单板在低施胶量情况下的高效胶合奠定基础；步骤三：木质单板表面微量施胶：通过超声和气旋协同作用，将胶黏剂雾化为直径小于40μm的颗粒喷施于木质单板的紧面，即不存在超越裂缝的单板表面，木质单板单面胶黏剂施加量控制在10～80g/m2；步骤四：木质单板组坯胶合：将施胶后的木质单板按照相邻层单板木材纤维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，而后进行热压获得低施胶量环保胶合板，该板材的物理力学性能符合胶合板国家标准的要求，且游离甲醛释放量达到E0级要求。...

【技术特征摘要】
1.低施胶量环保胶合板的制造方法，其特征在于：所述的低施胶量环保胶
合板是按以下步骤制备的：
步骤一：木质单板制备：先将原木截成木段，再经软化处理以提高木材塑
性，而后经剥去树皮，然后确定木段旋切回转中心，经旋切成木质单板，最后
经烘干处理待用；
步骤二：木质单板表面预处理：对烘干后的木质单板双面进行常压低温等
离子体改性处理，通过等离子体中的电子、离子、原子、分子以及光子等高能
量活性粒子对木质单板表面的刻蚀作用以及自由基引发化学作用，改变木质单
板表面微观结构，并在其表面引入大量极性基团，形成了具有特殊的纳米尺度
刻痕的高反应活性表面层，大幅度提高了胶黏剂在木质单板表面的润湿性，为
实现木质单板在低施胶量情况下的高效胶合奠定基础；
步骤三：木质单板表面微量施胶：通过超声和气旋协同作用，将胶黏剂雾
化为直径小于40μm的颗粒喷施于木质单板的紧面，即不存在超越裂缝的单板表
面，木质单板单面胶黏剂施加量控制在10～80g/m2；
步骤四：木质单板组坯胶合：将施胶后的木质单板按照相邻层单板木材纤
维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，而后进行热压获得低施胶量环保胶合板，
该板材的物理力学性能符合胶合板国家标准的要求，且游离甲醛释放量达到E0级要求。
2.根据权利要求1所述的低施胶量环保胶合板的制备方法，其特征在于：
步骤一所述的木质单板的厚度为1～3mm，经烘干处理后，木质单板的含水率控
制在2～15％。
3.根据权利要求1所述的低施胶量环保胶合板的制备方法，其特征在于：
步骤二所述的木质单板表面常压低温等离子体改性处理方法是：将烘干后木质
单板置于木质薄板低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓燕，曹倚中，陈敏智，陈卫民，王翔，史书凯，蒋帅南，万京林，卞杰，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32