环保阻燃中密度纤维板的工艺技术研究

论文题目: 环保阻燃中密度纤维板的工艺技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 木材科学与技术

作者: 张建

导师: 李光沛

关键词: 中密度纤维板,阻燃环保,脉醛树脂胶粘剂,无毒环保阻燃剂,甲醛消纳剂

文献来源: 北京林业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 中密度纤维板应用于室内装饰、家具制造和建筑等众多方面,和人们的生活密切相关。本文主要研究使用新型环保无毒阻燃剂和BL—甲醛消纳剂两项科研成果生产具有环保和阻燃双重功能的中密度纤维板和环保中密度纤维板的工艺技术,取得了理想的效果。利用科技手段生产具有环保阻燃特性的绿色纤维板,既是一种科技创新和实践,也是对人类、企业和社会的一项贡献,具有重大的社会效益和经济效益。这也为中密度纤维板开辟了广阔的应用前景,弥补了在生产上的一个弱项。本研究具有一定的理论价值和实际应用意义。本研究首先对引进国外技术进行消化、吸收和创新,经过大量改进、小试和中试,得到了无毒环保阻燃剂和BL-甲醛消纳剂两项科研成果,并在中密度纤维板上加以应用。利用正交试验设计和单因素试验进行工艺上的探讨,借助氧指数测试仪、甲醛测试仪、红外光谱、X—衍射仪、扫描电镜、热重分析仪等仪器和相关试验手段和通过市场调查进行分析,得到以下主要结论。 1.在专用催化剂作用下,利用磷酸和尿素两大基本原料,制取无毒环保阻燃剂和BL-甲醛消纳剂,经过大量小试和优化改进,摸索出了合理的生产工艺,实现了二者的产业化生产,适当改造不锈钢反应釜即可生产。这二者在反应物料比例、催化剂用量、物化性能和功效上有一定的区别;它们与常规的聚磷酸铵在原料、生产条件、生产设备、功效和产品形态和分子结构上也有不同。 2.无毒环保阻燃剂是膨胀型高浓液剂,属氮磷系阻燃剂,具有环保无毒、一剂双功能、成本低、易生产使用等优点。由于该阻燃剂对脲胶有一定的影响,使用时需和脲胶分开计量施加。小试时,对纤维进行阻燃处理后干燥至含水率4%左右;再施加脲胶,115℃条件下,通风干燥10分钟至含水率8%～12%范围内,最后铺装,预压,热压,检测。实验室制取环保阻燃中密度纤维板的较优工艺参数为无毒环保阻燃剂施加量13%、脲胶施加量10%、热压温度160±5℃、热压时间45 s/mm,热压曲线采用四段降压。影响大小次序为脲胶施加量>热压温度>阻燃剂施加量>热压时间。试验压制的板子为80型中密度板,内结合强度最大达到0.66MPa,静曲强度达到32.04MPa,物理力学性能满足了优等品的要求;甲醛释放量远远低于环保级≤9mg/100g要求,最低0.53mg/100g;燃烧失重率7%左右,氧指数在50左右,达到了难燃级的要求,发烟量少,无阴燃。因为是整体阻燃,故持久性长,从根本上解决了阻燃和环保问题。 3.BL-甲醛消纳剂是水溶性高浓液剂,具有环保无毒、降醛效果好、成本低、易生产使用等优点。这是首次利用磷酸和尿素为主要原料生产出一种物质来解决人造板甲醛释放量问题。它不能与脲胶长期共存,但可以在调胶时加入,可共同混合施胶或另单设一计量系统。脲胶中BL-甲醛消纳剂的加量越大,pH值变化越小,游离甲醛

论文目录:

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摘要

Abstract

1 引言

1．1 中密度纤维板发展概况

1．2 阻燃人造板概况

1．3 中密度纤维板阻燃的必要性

1．4 中密度纤维板用阻燃剂

1．5 阻燃中密度纤维板的测试方法

1．6 中密度纤维板的阻燃机理和处理方法

1．6．1 中密度纤维板的阻燃机理

1．6．2 中密度纤维板的阻燃处理方法

1．7 中密度纤维板环保的必要性

1．7．1 我国人造板甲醛释放量现状

1．7．2 甲醛的危害性和来源

1．7．3 检测甲醛释放量的方法

1．7．4 降低甲醛释放量的方法

1．8 中密度纤维板现存的问题和发展方向

1．9 本论文研究的内容

2 无毒环保阻燃剂的研究

2．1 无毒环保阻燃剂简介

2．2 无毒环保阻燃剂制取工艺

2．3 无毒环保阻燃剂合成机理的探讨

2．4 无毒环保阻燃剂与常规聚磷酸铵的区别

2．4．1 原料上的区别

2．4．2 生产条件上的区别

2．4．3 功效上的区别

2．4．4 产品结构和聚合度上的区别

2．5 检测内容和方法

2．6 结果与讨论分析

2．6．1 无毒环保阻燃剂的物化性能

2．6．2 无毒环保阻燃剂的阻燃性能

2．6．2．1 纸张

2．6．2．2 布匹

2．6．2．3 木材

2．6．3 无毒环保阻燃剂合成的影响因素

2．6．3．1 pH值对无毒环保阻燃剂合成的影响

2．6．3．2 温度对无毒环保阻燃剂合成的影响

2．6．3．3 时间对无毒环保阻燃剂合成的影响

2．6．3．4 催化剂对无毒环保阻燃剂的合成的影响

2．6．3．5 加料时间控制对合成工艺的影响

2．6．3．6 化学原料与工业原料对无毒环保阻燃剂的物化性能的影响

2．6．4 无毒环保阻燃剂的抗流失性

2．7 无毒环保阻燃剂生产工艺条件

2．7．1 催化剂

2．7．2 反应温度

2．7．3 冷却

2．7．4 反应时间

2．7．5 搅拌速度

2．8 结论

3 环保阻燃中密度纤维板的研制

3．1 试验材料与设备

3．1．1 材料

3．1．2 试验设备

3．2 试验内容

3．2．1 实验室制板试验

3．2．2 主要检测项目和方法

3．2．2．1 环保阻燃中密度纤维板的物理力学性能试验

3．2．2．2 环保阻燃中密度纤维板的阻燃性试验

3．2．2．3 环保阻燃中密度纤维板的发烟性试验

3．3 无毒环保阻燃剂与不同种类脲胶适应性的研究

3．4 实验室制板工艺的确定

3．5 无毒环保阻燃剂和脲胶合理比例的确定

3．6 压制环保阻燃中密度纤维板正交试验

3．6．1 试验设计

3．6．2 环保阻燃中密度纤维板的阻燃性检测

3．6．3 环保阻燃中密度纤维板物理力学和环保性能检测

3．6．4 正交试验结果的极差分析

3．6．5 因素趋势图

3．6．6 较优工艺条件下的重复实验

3．7 无毒环保阻燃剂阻燃降醛机理的探讨

3．7．1 无毒环保阻燃剂的阻燃机理

3．7．2 无毒环保阻燃剂的降醛机理

3．8 结论

3．9 讨论

3．9．1 去弊存利—改进无毒环保阻燃剂

3．9．2 完善环保阻燃中密度纤维板的制取工艺

4 BL-甲醛消纳剂的研究

4．1 BL-甲醛消纳剂简介

4．2 BL—甲醛消纳剂制取工艺

4．2．1 试验材料

4．2．2 试验仪器

4．2．3 试验方案

4．2．4 BL—甲醛消纳剂合成方法

4．2．5 试验内容

4．2．6 BL—甲醛消纳剂指标的测定

4．3 在中密度纤维板上的应用

4．3．1 原料

4．3．2 试验仪器

4．3．3 试验设计

4．3．4 试验结果

4．3．5 环境扫描电镜(ESEM)分析

4．3．6 结果与分析

4．4 BL—甲醛消纳剂生产工艺条件

4．5 结论

5 环保中密度纤维板的研制

5．1 试验材料与设备

5．1．1 材料

5．1．2 试验设备

5．2 BL-甲醛消纳剂与胶粘剂的适应性

5．2．1 试验设计

5．2．2 试验结果分析

5．2．2．1 未加固化剂

5．2．2．2 固化剂加量1.0％

5．2．2．3 不同固化剂加量的混胶试验

5．2．3 分析

5．2．4 结论

5．3 工艺因子对甲醛消纳剂降醛效果的影响

5．3．1 试验工艺流程

5．3．2 基本工艺因子的确定

5．3．3 试验和测试方法

5．3．4 结果与分析

5．3．4．1 BL-甲醛消纳剂施加量对降醛效果的影响

5．3．4．2 脲胶施加量对降醛效果的影响

5．3．4．3 热压温度对降醛效果的影响

5．3．4．4 热压时间对降醛效果的影响

5．3．4．5 板子密度对降醛效果的影响

5．3．4．6 板子厚度对降醛效果的影响

5．3．5 BL-甲醛消纳剂的阻燃作用

5．3．6 结论

5．4 环保中密度纤维板的研制

5．4．1 试验设计

5．4．2 压制环保中密度纤维板正交试验

5．4．3 正交试验结果的极差分析

5．4．4 因素趋势图

5．4．5 较优工艺条件下的重复实验

5．5 BL—甲醛消纳剂的降醛机理浅析

5．6 结论

5．7 讨论

5．7．1 扬长避短—完善BL-甲醛消纳剂

5．7．2 改进环保中密度纤维板的生产工艺

6 环保阻燃中密度纤维板的中试和经济效益分析

6．1 环保阻燃中密度纤维板的中试

6．2 环保中密度纤维板的中试

6．3 环保阻燃中密度纤维的经济效益分析

6．3．1 中密度纤维板市场调查

6．3．2 阻燃剂市场调查

6．3．3 降低甲醛释放量产品的市场调查

6．3．4 环保阻燃中密度纤维板的经济效益分析

6．3．5 环保中密度纤维板的经济效益分析

7 结论

7．1 本研究的创新性和实用性

7．2 结论

参考文献

个人简介

导师简介

获得成果目录清单

致谢

附件

发布时间: 2005-07-12

参考文献

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