本發明涉及人造板制造技術,具體涉及一種基于界面滲透錨固的難燃表層定向刨花板及其制備方法。
背景技術:
1、定向刨花板(osb)通常要求芯層和表層均采用大尺寸定向刨花以保證力學強度。為了降低成本并提高資源利用率,行業內嘗試使用“表層定向大刨花、芯層非定向細料”的結構。然而,這種結構存在兩個主要缺陷:
2、第一,界面結合差。細料芯層與大刨花表層的接觸屬于“點-面”接觸,缺乏大刨花之間的物理交織,導致內結合強度低,易分層。
3、第二,金屬腐蝕問題。為了阻燃加入的傳統阻燃劑(如銨鹽類)易吸濕并導致金屬連接件(螺釘)腐蝕。腐蝕產物會破壞木材纖維結構,導致握釘力隨時間推移大幅下降,影響建筑結構的長期安全性。
技術實現思路
1、本發明鑒于以上課題研發,針對以往未解決的細料芯層定向刨花板層間結合強度低及金屬連接件易腐蝕的問題,提供一種基于界面滲透錨固的難燃表層定向刨花板及其制備方法。
2、具體技術方案如下:
3、一種基于界面滲透錨固的難燃表層定向刨花板的制備方法包括如下步驟。
4、步驟1:
5、在通入熱空氣氣流的條件下由拌膠機對長材刨花和由1,6-己二胺水溶液、2-羥基膦酸基乙酸水溶液和二苯基甲烷二異氰酸酯構成的酸性膠黏劑體系進行攪拌,當刨花表面ph值達到4.0-6.0時出料得到預處理表層大刨花。
6、長材刨花為長40-70mm、寬5-20mm、厚0.3-0.7mm的木材刨花。木材可以是松木、楊木、杉木中的至少一種。
7、1,6-己二胺水溶液的濃度為40-65wt%。
8、2-羥基膦酸基乙酸水溶液的濃度45-65wt%。
9、絕干長材刨花、1,6-己二胺水溶液、2-羥基膦酸基乙酸水溶液和二苯基甲烷二異氰酸酯的質量比為100?:?5-7?:?2.5-3.5?:?3-5。
10、攪拌工藝包括以速度150-400轉/min攪拌反應1-1.5min。
11、熱空氣氣流為溫度50-60℃,壓力0.2-0.3mpa的壓縮熱空氣氣流。
12、步驟2:
13、將共聚物cs-h-h、木質細料、二苯基甲烷二異氰酸酯和適量水混合,當木質細料ph值達到7.7-8.5時出料,得到預處理芯層細料。
14、共聚物cs-h-h通過將殼聚糖乙酸溶液、1,6-己二胺水溶液和2-羥基膦酸基乙酸混合反應,控制胺基官能團過量使產物呈弱堿性來制得。
15、殼聚糖乙酸溶液通過將質量比為1:7-10的殼聚糖和質量濃度為1%的乙酸水溶液混合后攪拌30-50min得到。
16、1,6-己二胺水溶液通過將質量比為1:9-13的1,6-己二胺和水混合后攪拌20-40min得到。
17、2-羥基膦酸基乙酸、殼聚糖乙酸溶液和1,6-己二胺水溶液的質量比為1?:?0.8?-1.2?:?2.5?-?6.0。
18、共聚物cs-h-h的制備具體包括:將質量比1?:?0.8-1.2?:?2.5-6.0的2-羥基膦酸基乙酸、殼聚糖乙酸溶液和1,6-己二胺水溶液混合均勻,緩慢升溫至55-65℃,反應60-90min,得到褐色沉淀,抽濾洗滌后得到cs-h-h。
19、緩慢升溫為以1-3℃/min的升溫速率升溫。
20、木質細料為長3-15mm、寬0.5-1.5mm、厚0.2-0.4mm的廢舊木料或細小刨花。
21、共聚物?cs-h-h與絕干木質細料的混合質量比為10-25:100。
22、二苯基甲烷二異氰酸酯占上述共聚物?cs-h-h與絕干木質細料總質量的3-5wt%。
23、適量水占共聚物cs-h-h與絕干木質細料總質量的1.5-2wt%。
24、混合工藝包括以150-400轉/min攪拌0.5-2min。
25、步驟3:
26、將上述預處理的材料按照表層大刨花、芯層細料、表層大刨花作為下表層、芯層、上表層的順序進行鋪裝,并實施熱壓工藝即得到所述難燃表層定向刨花板。
27、熱壓工藝包括熱壓溫度190-220℃,壓力5.5-8.0mpa。
28、下表層、芯層、上表層的鋪裝比例為2:6-8:2。
29、熱壓采用慢閉合、快升壓方式。
30、慢閉合包括在熱壓板接觸板坯的最初15-40秒內,控制閉合速度為0.5-2.0mm/s。
31、快升壓包括慢閉合后快速升壓至5.5-8.0mpa進行保壓固化5-10min。
32、一個優選的方案包括:
33、2-羥基膦酸基乙酸水溶液的濃度為55-65wt%;
34、cs-h-h合成時,2-羥基膦酸基乙酸、殼聚糖乙酸溶液和1,6-己二胺水溶液的質量比為1:?0.8-1.2?:?3-6。
35、另一個優選的方案包括:
36、熱壓溫度為210-220℃,壓力為6.5-8.0mpa。
37、發明人通過構建表面呈微酸性的表層刨花層和呈弱堿性的芯層混合物層,發現熱壓過程中的流變特性與酸堿化學勢能差異,實現芯層組分向表層微孔隙誘導滲透,在界面接觸區,酸堿環境催化異氰酸酯膠黏劑快速反應,形成物理滲透與化學鍵合協同的界面錨固結構,并且隨著梯度增加效果增強。所得板材可達到gb?8624?b1級難燃標準。同時芯層含有的活性螯合基團能與腐蝕產生的金屬離子形成配位交聯,使板材在潮濕腐蝕環境下表現出優異的握釘力保持率。
1.一種基于界面滲透錨固的難燃表層定向刨花板的制備方法,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的制備方法,其中,
3.如權利要求2所述的制備方法,其中,
4.如權利要求1所述的制備方法,其中,
5.如權利要求1所述的制備方法,其中,
6.如權利要求1所述的制備方法,其中,
7.如權利要求3所述的制備方法,其中,
8.如權利要求5所述的制備方法,其中,
9.如權利要求1所述的制備方法,其中,
10.一種由權利要求1-9任一項所述的制備方法制備的難燃表層定向刨花板。