[发明专利]一种硼类阻燃定向刨花板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能性人造板性能改良的方法及其产品，特别是一种由定向刨花构成的阻燃人造板内结合强度的提高方法及其产品。

背景技术

随着我国天然林资源不断减少，速生林不断增加和国家出台的禁伐天然林，限伐大径材的政策的实施，使以人工速生林和小径材为原料，具有抗弯强度高，线膨胀系数小，稳定性好、握钉力强，耗胶量低、价格适中，原料来源广等特点的定向刨花板(OSB)得到了大力地发展。与此同时，由于刨花板具有易燃性，使其在许多领域的应用上受到了限制，为了克服这个缺点，授权公开号为CN1935477发明专利采用膨胀蛭石对刨花板进行阻燃处理，制造出质轻，环境污染小，生产成本较低的刨花板。授权公开号为CN1053386发明专利采用树脂型磷酸双氰胺阻燃剂进行阻燃处理，其产品难燃性好、强度高、重量轻、耐水，同时生产周期短，不需养护，耗能小，无污染，设备投资低。但是众多研究表明，随着阻燃剂的增加，定向刨花板的静曲强度和内结合强度都相应降低，胶合性能下降，比如硼类化合物能够降低木质复合材料的胶合强度8-20％。为了提高刨花板的力学性能，授权公开号为CN202439079U的实用新型专利和授权公开号为CN102528887A的发明专利采用多层结构阻燃刨花板，阻燃效果好、力学性能强且成本低。但是这种方法工艺复杂，生产成本高。本专利拟采用具有的两性离子化合物的特性烷基甜菜碱为改性剂，使其能够包住不利于胶粘剂固化的小分子阻燃剂，有效地减少阻燃剂对木质复合材料物理力学性能的负面影响。

发明内容

本发明针对现有阻燃定向刨花板的问题，提供一种改善硼类阻燃定向刨花板内结合强度的方法及其产品，这种定向刨花板以硼酸/硼砂作为阻燃剂，以十二烷基二甲基甜菜碱作为助剂，有效改善现有定向刨花板阻燃剂对内结合强度降低的影响。

本发明的目的可以通过下述实施方案来实现：

一种具有较高内结合强度的阻燃定向刨花板，单层结构，原料包括速生杨木旋切单板制得的木刨花、酚醛树脂胶粘剂、阻燃剂硼酸/硼砂以及助剂十二烷基二甲基甜菜碱。

其中，木刨花重量与阻燃剂硼酸/硼砂重量之比为100∶9～15，优选为100∶12。木刨花重量与助剂十二烷基二甲基甜菜碱重量之比为100∶0.6～1.8，优选为100∶1.2木刨花重量与胶粘剂重量之比为100∶4～12，优选为100∶9。

所述木刨花的含水率为3～5％，阻燃剂硼酸/硼砂的质量比为1∶1。

一种制备上述阻燃定向刨花板刨花板的方法，包括以下步骤：

1)备料：选择速生杨木旋切单板，厚度在0.4～0.6mm；

2)铡切：用铡刀将单板加工成顺纹长60～80mm，宽20～25mm的木刨花；

3)干燥：将木刨花通过烘箱进行干燥，干燥温度为103℃，干燥后木刨花的含水率为3～5％；

4)添加阻燃剂和助剂：将木刨花放进搅拌器，将复配好的硼酸/硼砂和十二烷基二甲基甜菜碱的水溶液均匀喷到刨花上，复合水溶液的组成为：硼酸6份、硼砂6份、十二烷基二甲基甜菜碱1份、水7份；

5)再次干燥：对添加过阻燃剂和助剂的刨花进行干燥，干燥后木刨花的含水率为3～5％；

6)施胶：将木刨花再次放进搅拌器，酚醛树脂胶粘剂喷到刨花上；

7)铺装：将木刨花均匀定向铺装成板坯；

8)热压：热压温度为180℃，热压时间为4.8sec/mm，热压压力为3MPa；

9)裁边：板坯经热压后冷却，再进行锯边；

10)砂光：对板材进行砂光制成阻燃定向刨花板。

本发明的优点在于：

1、本发明中使用价格便宜的十二烷基二甲基甜菜碱作为助剂，烷基甜菜碱具有的两性离子化合物的特性使其能够包住不利于胶粘剂固化的小分子硼类化合物，有效地提高了板材的内结合强度，生产成本低。

2、本发明方法生产的定向刨花板阻燃性能高，十二烷基二甲基甜菜碱的添加在提高板材内结合强度的同时，并未影响板材的阻燃性能。

3、本发明方法采用硼酸/硼砂作为阻燃剂，硼类化合物兼具有防腐和抗白蚁的作用，可以同时达到阻燃和防腐的作用。

4、采用本发明方法制备的具有阻燃性能的定向刨花板的内结合强度高，虽然与不含阻燃剂的内结合强度相比，内结合强度稍有下降，但是并不降低定向刨花板的等级，本发明方法制备的具有阻燃性能的定向刨花板达到行业标准LY/T1580-2010中定向刨花板在干燥状态下使用的承重板材要求。