完成单位:中国林业科学研究院木材工业研究所
完成人:曹忠荣; 叶克林; 曲岩春; 黄洛华; 孙君辉; 刘萍
研制时间:1996.1~2000.12
2000年 组织鉴定。
1.成果内容概述 中密度纤维板(简称中纤板或MDF)以其质地密致、结构均匀、力学性能优良以及加工性能卓越等特点,已成为我国人造板产品中一个重要品种,广泛应用于家具、家电、室内装饰、车船交通等行业。据不完全统计,国内现有约200条中纤板生产线,其中国产中纤板生产线约150条,中纤板年生产能力超过400万m3。 在中纤板生产过程中,需要通过施加胶粘剂(通常为脲醛树脂)将纤维材料粘结起来。一般胶粘剂的施加量约为12%(桉木材纤维绝干质量计),胶粘剂的费用约占中纤板生产成本的25%~30%。因此,减少中纤板的施胶量对降低生产成本、提高企业的经济效益具有积极的现实作用。 另外,中纤板使用脲醛树脂残留在板材内的游离甲醛外逸对环境造成污染,危害人体健康,尤其在室内这一问题尤为突出,已引起公众的关注。降低中纤板的施胶量,意味着残留在板材内部的游离甲醛亦减少,显然这对环保是有益的。 开展围绕降低中纤板施胶量的工艺研究正是不失时机顺应了中纤板生产发展和环保态势的需要。 首先,在实验室对湿地松及火炬松2个树种制造中纤板工艺进行了系统研究,最终湿地松中纤板施胶量可降低至8%~9%,火炬松中纤板施胶量可降低至8%,制得的这2个树种中纤板的物理力学性能达到国家标准(GB11718-89)特级品的要求,同时也达到美国标准ANSIA208.2-1994的要求。然后,在国产年产1.5万m3中纤板生产线上进行湿地松中纤板中间试验,结果表明,采用适宜的生产工艺,用10%的施胶量生产的湿地松中纤板的物理力学性能达到对产品考核所规定的美国标准的要求,同时也达到了国家标准一级品的要求,表明在低施胶量的条件下,用国产设备也可生产出品质优良的中密度纤维板(表1)。 表1 湿地松中纤板物理力学性能 ---------------------------------------------------------------------- 检测项目 实测值 GB11718.2-8980型一级品 美国ANSI标准 ---------------------------------------------------------------------- 密度(g/cm3) 0.79 0.80 0.64~0.80 密度偏差(%) -1.2 ±10 ±10 含水率(%) 5.5 4~13 4~9 静曲强度(MPa) 28.6 ≥24.5 ≥24.0 弹性模量(MPa) 2 846 ≥1 900 ≥2 400 平面抗拉强度(MPa) 0.76 ≥0.55 ≥0.60 吸水厚度膨胀率(%) 7.3 ≤12 - 正面握螺钉力(N) 1 719 ≥1 350 ≥1 445 甲醛释放量(mg/100g) 29 ≤70 ≤0.3ppm ---------------------------------------------------------------------- 注:实测值为国家人造板质量监督检测中心检测结果。 用10%的施胶量意味着生产成本中胶料费用将比通常生产(按12%施胶量计)胶料费用减少16.7%,这对中纤板企业降低生产成本有积极的促进作用。 2.成果关键技术、主要技术经济指标与国内外同类技术的比较 该成果的关键技术是提高纤维分离质量和热压工艺。提高纤维分离质量,有助于改善纤维间交织性能,增强其结合强度,同时,也有利于改善中纤板的外观质量;热压工艺是通过板坯含水率遗迹热压时的压板温度、加压时间及单位压力的相互间的综合作用,制得具有优良内胶合强度的中密度纤维板,最终达到降低中纤板的施胶量。 主要经济技术指标:板材施胶量为9±1%; 产品质量达到美国中纤板标准ANSIA208.2-1994的要求。 该成果既考虑到中纤板生产中纤维自身交织的作用,又考虑到外在的施胶和热压工艺的影响,因此,该生产工艺与国内外同类技术相比是完整和先进的。
推广情况:1.成果的适用范围、应用的必备条件 该成果所属专题承担的攻关任务之一是完善中纤板生产工艺,其目的是提高我国中纤板生产技术水平,尤其是针对国产中纤板生产线存在的消耗较大及品质较差而提出的。因此,该成果的适用范围是国产中纤板生产线。凡具备中纤板生产条件的企业都可利用该项成果,从而获得相应的经济效益和社会环保效益? ? 2.成果的推广应用情况 1998年10月在湖南省衡阳木材厂进行湿地松中纤板中间试验,生产的中纤板物理力学性能及甲醛释放量全部达到国家标准(GB11718.2-89)一级品要求(表1)。其后,该厂在生产中按中试生产工艺,实施降低施胶量,平均每立方米中纤板的施胶量与以前相比节约15kg,降低生产成本18元/m3,该厂1999年共生产中纤板19 199m3,节约成本34万余元,经济效益显著。 虽然,该成果尚未正式推广应用,但从衡阳木材厂的实践看,已初步显示该成果具有良好的经济及社会环保效益。