一份改變?nèi)祟惖男滦蜔o醛生物質(zhì)膠黏劑試驗報告

2019-12-30 08:43 粟道科技
1:試驗背景及目的
1.1果香板現(xiàn)狀介紹
萬華旗下“果香板”是棲霞公司本土產(chǎn)品,其物理指標(biāo)優(yōu)異、不易變形霉變、防潮性能好等特點已廣為人知,但同時目前的板材亦存在較多瓶頸與弊端,主要存在于以下幾點:

a)MDI膠黏劑特性問題,其自身性能發(fā)“艮”,在加工使用過程中容易黏糊刀具,造成加工效率低,同樣一把刀具,開料加工數(shù)量遠(yuǎn)低于普通刨花板,造成下游家具廠使用困難,產(chǎn)生抵觸心理(家具廠開料加工屬計件工資,如頻繁更換刀具工人不愿使用);

b) MDI膠黏劑施膠量較少,特別在表層施膠時(4.5%),不易充分包裹細(xì)小原料,極易導(dǎo)致表層局部原料施膠不均不足,產(chǎn)生局部粗糙、針孔等缺陷;

c)MDI后固化反應(yīng)嚴(yán)重,生產(chǎn)在線檢測指標(biāo)偏低時,存放冷卻后檢測極易達(dá)標(biāo),同理在線檢測達(dá)標(biāo)時,存放冷卻后指標(biāo)又極易遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn),刨花板加工使用不是指標(biāo)越高越好,故此不易于工藝質(zhì)量把控,在線檢測無法正確的指導(dǎo)生產(chǎn),對后期板材加工使用、成本核算都有較多的影響。

1.2試驗?zāi)康?/span>
為彌補優(yōu)化MDI膠黏劑帶來的上述問題,提高板材表面質(zhì)量、加工性能、降低生產(chǎn)成本及提高生產(chǎn)效率為目的,針對各種新型無醛添加的膠黏劑進(jìn)行系列小試、中試,選取符合生產(chǎn)工藝、設(shè)備的**無醛膠黏劑類型。

1.3小試結(jié)果
針對不同種類的新型膠黏劑分別進(jìn)行小試試驗(植物類、生物類等),從小試?yán)砘Y(jié)果等各方面篩選,目前試用的新型無醛生物質(zhì)膠黏劑其流動性、霧化狀態(tài)及成品板材理化強度等方面均優(yōu)于其余幾種,故針對無醛生物質(zhì)膠黏劑進(jìn)行中試及大試,確保其符合生產(chǎn)工藝。

2:試驗工藝方案

2.1工藝方案及設(shè)計
2.1.1工藝方案
本次系列試驗主要針對新型無醛生物質(zhì)膠的添加狀態(tài)、使用量、物理指標(biāo)、表面質(zhì)量、生產(chǎn)效率等方面進(jìn)行驗證復(fù)核,故本次試驗方案如下:

a) 首先進(jìn)行表層施膠量確認(rèn),新型無醛生物質(zhì)膠黏劑方案為8%、10%,MDI 施膠量2.5%、3.0%,分別進(jìn)行生產(chǎn)試驗,根據(jù)理化及砂光后分選檢驗結(jié)果,確定表層施膠量的**添加比例;

b) 其次進(jìn)行芯層施膠量確認(rèn),新型無醛生物質(zhì)膠黏劑方案為2.0%、2.5%、3.0%,MDI 施膠量2.0%,分別進(jìn)行生產(chǎn)試驗,根據(jù)生產(chǎn)板材質(zhì)量及理化結(jié)果等方面,確定芯層施膠量的**添加比例;

c)最后進(jìn)行熱壓周期調(diào)整確認(rèn),因表、芯層增加新型無醛生物質(zhì)膠黏劑,其加速MDI固化反應(yīng),故在原熱壓工藝450-480秒基礎(chǔ)上,縮短方案:380秒、400秒,根據(jù)砂光后理化及分選情況確定熱壓周期時間;
注:下述報告內(nèi)容中,“新型無醛生物質(zhì)膠黏劑”使用“新膠”代替表述。
2.2工藝設(shè)計

2.2.1原料制備



原料的構(gòu)成及配比

制備纖維尺寸配置

表層

100%楊木

使用4614環(huán)式刨片機進(jìn)行制備,且伸刀量要求≤1mm

芯層

50%楊木+50%果木


2.2.2原料干燥

因添加使用新型無醛生物質(zhì)膠黏劑,其自身含水率較高,故針對原料干燥后含水率要求進(jìn)行調(diào)整如下:



干燥后含水率要求

表層

8~10%

芯層

4~5%

2.2.3施膠工藝添加設(shè)計

施膠添加工藝(表芯層一致)

施膠系統(tǒng)(表芯層一致)



新膠添加方式參考“哥樂巴MDI施膠系統(tǒng)”,由圖可見,膠黏劑在儲膠罐分出后由計量齒輪泵輸出經(jīng)電磁流量計,后進(jìn)入分配器內(nèi)蓄壓(高于氣源壓力,產(chǎn)生霧化效果),經(jīng)管路輸送至滾筒內(nèi)噴頭噴涂。滾筒內(nèi)MDI與新型膠黏劑的噴頭互相交錯噴灑,確保達(dá)到充分混合的目的。


2.2.4板坯鋪裝
因本次試驗僅針對新膠的使用及熱壓工藝進(jìn)行驗證,故鋪裝方面未做調(diào)整,保持原生產(chǎn)工藝試驗,表芯層鋪裝比例4:6,毛板密度720~740kg/m3,密度偏差要求±8。

2.2.5板坯熱壓

閉合加壓到位

高壓

中壓

排氣

總周期

60″

150″

110″

80″

400″

60″

140″

100″

80″

380″


3:試驗過程及檢測結(jié)果

3.1表層施膠方案確認(rèn)

分批次針對工藝設(shè)計方案進(jìn)行試驗生產(chǎn),首先進(jìn)行方案a里關(guān)于 MDI添加量的確認(rèn),根據(jù)生產(chǎn)線在線檢測理化結(jié)果如下:



由上表可以看出,表層MDI施膠添加量變動對強度影響無明顯區(qū)別,其理化強度均超過GB/4897-2015的標(biāo)準(zhǔn)要求,因強度差異不大,考慮成本計算方面,故此確定表層MDI添加量為2.5%。

新膠添加量繼續(xù)進(jìn)行8%及10%兩種參數(shù)試驗,且進(jìn)行砂光后表面質(zhì)量分選,最終確定新型無醛生物質(zhì)膠添加比例方案做在線理化檢測如下:



上表可以看出,在物理指標(biāo)方面A1-1與A1-2均符合標(biāo)準(zhǔn)要求,A1-2表結(jié)合強度略高于A1-1,本次試驗分別生產(chǎn)4車毛板,砂光后分選結(jié)果如下:



編號

產(chǎn)品等級

張數(shù)

所占比例

A1-1(共計94張,2張初檢廢品)

A1

29

30.9%

A2

45

47.9%

A3

14

14.9%

B

4異物

4.3%

C




編號

產(chǎn)品等級

張數(shù)

所占比例

A1-2(共計96張)

A1

31

32.3%

A2

42

43.8%

A3

15

15.6%

B

6漏砂、異物

6.3%

C

2分層

2.1%


由上述檢板分選結(jié)果可以看出,A1-1的合格品板與A1-2的合格品相差無幾,其A1板材低于A1-2板材1.9%,但A2板材高于A1-2板材4.1%,整體A1+A2產(chǎn)品比例已達(dá)到78.8%,A品板整體比例達(dá)到93.7%(A1為大客戶使用用板,無任何瑕疵板,A2為局部有輕微較小瑕疵,A3為局部有輕微粗糙瑕疵,對貼面設(shè)備及工藝要求較多,需內(nèi)部自己壓貼使用板),在質(zhì)量無明顯差別情況下,考慮成本核算方面,確定表層施膠比例為2.5%MDI + 8%新型無醛生物質(zhì)膠黏劑工藝。

3.2芯層施膠方案確認(rèn)

同表層方案相同,分批次進(jìn)行芯層膠黏劑施膠量確認(rèn),方案b確認(rèn)根據(jù)生產(chǎn)線在線檢測理化結(jié)果如下:


試驗過程中,因芯層原料剩余舊料,前2車芯層原料含水率偏高,導(dǎo)致有零星分層現(xiàn)象,施膠后芯層含水率6~7%時,無分層現(xiàn)象發(fā)生。

由上表可以看出,芯層新膠施膠量變動,其內(nèi)結(jié)合強度波動不大,均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求,且通過在線檢測數(shù)據(jù)可以看出,芯層添加新膠后會加速MDI固化反應(yīng),原生產(chǎn)線在線檢測內(nèi)結(jié)合、握釘力、靜曲強度及彈性模量很難直接檢測合格,一般均需要放置冷卻砂光后復(fù)檢合格,本次試驗芯層增加新膠后,基本在線檢測均全部合格,確定芯層施膠比例為2.0%MDI+2.0%新型無醛生物質(zhì)工藝。

3.3熱壓周期方案確認(rèn)

因通過新膠自身特性,及系列試驗證明,其確實可以加速MDI固化反應(yīng),故針對此特點,進(jìn)行縮短熱壓周期的試驗確認(rèn)(生產(chǎn)各工段工藝參數(shù)不變,維持已確認(rèn)工藝方案,僅針對熱壓周期進(jìn)行驗證),根據(jù)生產(chǎn)線在線檢測理化結(jié)果如下:



由上表可以看出,熱壓周期縮短至380秒后,其物理指標(biāo)未受到較大影響,其物理指標(biāo)均合格,確定了新膠對固化反應(yīng)時間的影響,確定熱壓周期方案為380秒。
注:上述所有試驗的在線理化檢測,均挑選為連續(xù)正常穩(wěn)定的車次進(jìn)行抽檢結(jié)果。

4:后期加工及試用

4.1貼面加工
毛板砂光分選后,挑選A2板進(jìn)行貼面試驗(棲霞公司貼面壓機),貼面工藝如下:

共計壓貼120張,板面無鼓泡、白斑等外觀缺陷,板面質(zhì)量優(yōu)異。

4.2開料試用

本次試驗板材由紅富士家具廠及愛和家家具廠分別試用,首先進(jìn)行家具廠試用,跟蹤反饋如下:



上表可見,紅富士家具廠本次開料使用最為普通的雙刃直刀頭,此普通刀頭開原純MDI膠板材僅能開6-7張,本次使用試驗板材開料,連續(xù)開料29張出現(xiàn)輕微崩邊。


愛和家家具廠試用,跟蹤反饋如下:

上表可見,愛和家家具廠本次開料使用同為普通的雙刃直刀頭,此普通刀頭在愛和家開原純MDI膠板材僅能開6-7張,本次使用試驗板材開料,連續(xù)開料28張出現(xiàn)輕微崩邊。

通過兩次不同家具廠的開料試用情況可以看出,添加使用新膠的“果香板”,使用相同的普通雙刃直刀頭開料(雅登φ8mm),均能保證連續(xù)開28-29張板材,較比原純MDI板材有了質(zhì)的提升。

5:結(jié)論

通過新型無醛生物質(zhì)膠黏劑的系列試驗,現(xiàn)已基本確定其施膠、熱壓工藝如下:

表層MDI

表層新膠

芯層MDI

芯層新膠

2.5%

8%

2.0%

2.0%

熱壓周期   :380秒


本次新型無醛生物質(zhì)膠黏劑體現(xiàn)優(yōu)點如下:

1、 表層施膠量使用新膠后大于原MDI施膠量,故其對物料纖維的包裹性較好,整體提升板材表面質(zhì)量,彌補原施膠不均不足導(dǎo)致的系列表面質(zhì)量缺陷;

2、 因新膠施膠比例高,其在板坯鋪裝過程中有良好的初粘性,解決了板坯運輸過程中,因抖動等造成的塌邊、虛邊缺陷;

3、 降低表層MDI膠黏劑使用量后,對后期家具廠開料加工亦有較為明顯的提升,更加適用于下游客戶使用,本次試驗結(jié)果顯示,使用新膠與原純MDI膠黏劑對刀具的使用效率提升314~383%;

4、新膠會加快MDI固化反應(yīng),通過試驗結(jié)論,熱壓周期由原450~480秒縮短至380秒,生產(chǎn)效率提升21%,且因加速固化反應(yīng),針對生產(chǎn)在線檢測數(shù)據(jù)更有指導(dǎo)性意義。


綜上所述,新型無醛生物質(zhì)膠黏劑替代部分MDI膠黏劑使用具有可行性,且針對板材系列性能均有明顯提升。


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