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環保阻燃板的開發

環保阻燃板的開發

發布日期:2017-06-28 作者: 點擊:

環保阻燃板的開發

摘要為了改善人造板的阻燃性能及降低人造板游離甲醛釋放量,在引進國外先進技術基礎上,歷經兩年的消化、吸收、 創新工作,開發出一種集環保、阻燃、抑煙、膠粘于一體的環保型阻燃膠。實驗室及福州人造板廠生產性試驗結果表明, 這種膠粘劑符合中密度纖維板生產的要求,可生產出低游離甲醛釋放的阻燃中密度纖維板。初步的成本分析表明,與常 用阻燃劑相比,這種阻燃膠在價格上極具優勢。

1我國人造板游離甲醛釋放量嚴重超標問題的嚴重 性及強制性治理標準的出臺

我國政府和主管部門對上述問題給予了阻燃足夠的重 視和密切關注。我國媒體和居民對此也有越來越多的 報道和投訴。最近溫家寶副總理又指示國家質量監督 檢疫總局制定強制性國家標準,其中《室內裝飾裝修材據檢測,使用我國現有非環保型建材裝飾裝修的 居室,多項超標,其中居室內游離甲醛濃度普遍達 0.240.35mg/m3,其來源主要是使用脲膠的各類人 造板。

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2環保型阻燃膠的特點


為徹底解決我國人造板游離甲醛釋放量嚴重超標 問題,盡可能找到一條治本的辦法,國家林業局和科技 司多次指示要采取有效技術加緊徹底解決這個問題。


順應這種緊迫的形勢,我們在引進國外無毒阻燃膠先 進技術的基礎上,經過了一年的努力,通過消化一吸收 一創新的一系列研究與開發,使之從實驗室的小試成 果轉化成應用于我國MDF行業的環保型阻燃膠。這 是一種無色無嗅無毒的低粘度水基膠粘劑,具有良好 的阻燃性和抑煙性。集膠粘性、環保性、阻燃性和低成 環保阻燃膠的開發——李光沛陸懋圣蔡靜蕊王旭任

本四大優勢于一體。目前,北京林業大學正在大力促 進和實施環保阻燃膠的產業化進程。


環保型阻燃膠具有以下幾方面的特點:


(1)屬環保型產品。因構成該產品的各組分均屬 無毒性化工原料,反應過程中釋放物及反應生成物無 毒,屬于無毒環保型阻燃膠。


(2)阻燃性好。據對用它處理過的易燃物進行檢 測,表明其阻燃性優于市場上大多數種類的阻燃劑,譬 如聚磷酸系、有機磷酸系、溴系等。由于該阻燃膠分子 聚合度高、分散性好,與纖維能形成較牢固的結合,,


(3)抑煙性好。一般阻燃劑處理過的物品,在明 火熄滅后還會持續冒煙,煙氣中含有來自阻燃劑及物 品中的多種有毒氣體,往往造成火災現場多數遇難者 窒息死亡。本產品抑煙性良好,用它處理過的材料,經 檢測其煙密度等級SDR僅為24,遠遠低于國標GB/ T8627中規定的低于75的指標。


(4)該阻燃膠與一般膠粘劑親和性好,無排異性, 能相輔相成。不同于一般阻燃劑與膠粘劑混用時明顯 降低膠合強度的情況。單純使用阻燃膠可制出環保阻 燃中密度纖維板,用它與低毒脲膠按一定比例搭配使 用會取得更好的技術經濟效果。


(5)該阻燃膠無色透明、無異味,可依用途不同調 節成弱酸性、中性和弱堿性而仍保持原有功效,可制得 液劑型(固含量50%55%)和粉劑型產品。


(6)制造成本低。It固含量50% ~55%的阻燃 膠制造成本:化工原料為1 300元,制造成本為800 元,合計2 100元/t。


(7)通過改造后的脲膠反應釜即可制取阻燃膠, 不必另添設備。MDF生產設備不須改造,工藝參數無 強張建 ? 25 ?

大調整。


(8)該阻燃膠在熱壓過程中,會產生出有捕捉與 之共用脲膠釋放出游離甲醛功能的反應副產物,省去 熏氨工藝,降低生產成本。


該阻燃膠由6種無毒成分組成,主要組分是尿素 和磷酸,占原料重量的99.9%,另外由4種成分配置 成關鍵成分——催化劑,占原料重量的0.1%。催化 劑的功能在于促進化學反應而又能控制反應的進程, 使反應物性能達到我們的預期目標。沒有催化劑的這 種特殊功效,反應是無法進行的,也得不到環保型阻燃 膠C


3對環保型阻燃膠的創新研究


我們引進的是經俄國專家13年研究的成果,俄國 把這種阻燃膠應用于航天材料。在人造板上的應用僅 完成壓制硬質纖維板的實驗室階段的工作。


在環保型阻燃膠實驗站,我們對俄方技術文件做 了重大創新研究,主要是:


(1)制膠工藝規程的改進,包括催化劑施加時間, 冷卻與升溫節拍,稀釋水施加時間等,防止了在制膠過 程中產生凝膠、沉淀問題,還簡化了制膠工藝,按引進 技術制備的阻燃膠貯存期僅1個月,采用改進后的工 藝制備的阻燃膠可貯存9個月而無沉淀析出。


(2)改變了俄方提出的熱壓參數,建立了接近我 國MDF企業現行熱壓工藝條件的熱壓曲線,制得合 格的MDF板。板面顏色淺,密度為0.60.8g/cm3, 無水潰、焦斑。熱壓溫度為170180t:,熱壓時間為 30~40s/mm 板厚。


上述創新研究為環保型阻燃膠在我國MDF企業 的應用創造了前提條件。


4環保型阻燃膠在我國MDF生產中的應用試驗


2001年34月我們在福州人造板廠,與廠方科 研人員緊密合作,用我們自制的阻燃膠,在福州人造板 廠進行了壓制MDF的首次嘗試。


4.1小試準備


實驗方案為單獨使用環保型阻燃膠制板和用阻燃 膠與該廠現用的脲膠搭配使用制板。在選用熱壓工藝 參數時盡量結合工廠現行工藝參數,使企業便于接受 阻燃膠。


實驗采用的施膠量為:單獨使用阻燃膠15%;搭 配使用:阻燃膠10 %,脲膠5 % ;


實驗采用的熱壓工藝參數為?.熱壓溫度170t:,單 位壓力 1.2~2.5MPa。


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實驗結果表明,單獨使用阻燃膠制得的MDF阻 燃性可達B1級(難燃),游離甲醛釋放量1 -4mg/100g 板(這部分游離甲醛不是來自阻燃膠,而是來自木材原 料)。內結合強度可達0.661.2MPa,大大超過我國 用國標規定的0.5MPa指標,靜曲強度可達30MPa以 上。阻燃膠與脲膠混用,搭配比例應從阻燃、環保、力 學性能幾方面綜合考慮。阻燃膠在熱壓時產生一些氨 氣,這對與脲膠混用時降低游離甲醛釋放十分有利。 福州人造板廠目前有一套熏氨設備用來處理MDF以 降低游離甲醛釋放量。使用阻燃膠后可省去熏氨工 藝,降低生產成本。


4.2生產性試驗


在小試基礎上,進行了生產性試驗.


(1)制膠生產性試驗制膠生產試驗利用原制膠 反應釜進行。因制膠反應釜技術性能不適應制備阻燃 膠且原工藝投放催化劑時機不當,造成短時間內劇烈 放熱,又無法及時降溫,因而反應失控反應物大量噴 泄。經我們對俄方提供的技術文件進行了認真的改進 后,有效防止了前述問題,批量生產阻燃膠5.6t,-,因 設備性能所限試驗生產的阻燃膠質量與實驗室制出的 阻燃膠相比還有些不足c


根據生產性試驗的經驗,我們認為要利用原有反 應釜生產阻燃膠,必須對設備進行改進,包括增設:① 快速有效的水冷卻系統;②快速卸料閥(加催化劑用); ③排氨系統;④通向反應釜內的加水管(單向閥);⑤方 便安全的取樣裝置,測pH值等。


(2)制板生產試驗利用制好的阻燃膠在一分廠 MDF車間進行了制板壓制試驗。按阻燃膠與脲膠以 12% : 3%混用方案壓制4' x 16'幅面MDF,熱壓工藝 條件是:熱壓溫度165170t:,單位壓力1.2 ~ 2.5MPa,熱壓時間30s/mm板厚。未出現散坯和粘板 現象。蘇州阻燃PC廠家


4.3產品性能


對生產試驗所得的板樣進行檢測,得到如下結果: ①環保性:游離甲醛釋放量4. 5mg/100g板,優于 歐洲E1級中纖板(<9mg/100g板)的指標;②阻燃性 (B1級):a.氧指數可達到50(國標規定>48);b.燃燒 性能合格,且未見滴落物;c.煙密度24(國標規定< 75);d.煙氣溫度峰值212t:(國標規定<200t、)。③ 中纖板物理力學性能:a.密度0.7g/cm3(屬于70型中 纖板);b.含水率8%;c.吸水厚度膨脹率(因試驗未加 防水劑,故未測此項指標);d.靜曲強度合格,達80型一 級板指標指數;e.內膠合強度部分合格,尚不穩定。


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