E1级中密度纤维板生产技术
时间：2007-3-2作者：陈智杨…来源：人造板通讯点击：1461进入论坛
国内中密度纤维板（以下简称MDF）工业已有近二十年的发展历程。据有关报道：截止2001年6月,我国MDF生产厂家已发展到236个,生产线289条,总设计生产能力达794万m3/a，实际上MDF产量远超过设计能力。
2001年到2002年间又掀起新的一轮MDF建厂高潮。现阶段我国MDF发展明显特征就是大型化、规模化，如不少原有的MDF生产厂家继续投资新的MDF生产线，以扩大规模，而新建工厂一般均同时上马几条MDF生产线，且后期上马的生产线年产量多在8万m3以上。这些生产线可分为两个类型：一种是采用进口热磨机配上海板机厂制造的多层压机，此种配置生产线的特点是纤维质量好，MDF外观和力学性能优良，增产能力较大，投资回收期短:另一种为全套进口设备，多为连续压机，平压法生产，由于连续平压法可生产薄型MDF，且具有边条小、砂光余量小等优点，可使MDF生产成本降低，但建厂时一次性投资较高。
从长远来看，连续平压法代表MDF的发展方向。
与国外MDF工业生产相比较，我国MDF生产平仍有差距，表现于三个方面：一是设备制造水平低，主要是指大型热磨机与连续压机的制造；二是生产管理和市场营销水平落后，这里除硬件因素制约外，更重要的是理念上的落后；三是国内产品开发和检测手段的落后延滞了MDF的行业技术水平提高，如国内生产的MDF环保性能不理想，甲醛释放量普遍较高。笔者在人造板生产技术领域工作多年，也做过一些降低甲醛释放量的研究试验，认为将MDF甲醛释放量降至E1和E2级在技术上是可行的。
下面从实际生产角度简单讨论MDF甲醛释放量降低方法与原理。
1 MDF与刨花板的甲醛释放量情况比较
我们把相同的摩尔比的脲醛树脂分别用于刨花板和MDF的生产，通过改变制胶和MDF生产工艺，寻找MDF甲醛释放量生产原因和变化规律。
表1 F/U为1.30 时生产工艺对甲醛释放量的影响
注：三聚氰胺改性UF树脂F/M+U=1.05
生产性试验结果的分析：
1.1 相同摩尔比的UF树脂分别用于刨花板和MDF的生产，MDF的甲醛释放量要比花板提高一倍多，究其原因除树脂制造过程的影响外，MDF甲醛释放量上升主要是MDF生产过程中纤维分解和半纤维素降解造成的。
1.2 树脂制造过程中，通过脱水可明显地降低树脂中游离甲醛含量，但对成品MDF释放量降低有限。
1.3 在MDF生产过程中，固化剂加入可明显地降低MDF的甲醛释放量。而将树脂摩尔比进一步降低，甲醛释放量降低效果减弱。
2 探讨MDF生产特点及理论分析
分析造成MDF甲醛释放量较高原因，由于在MDF热压过程中纤维分子中羟基、羟甲基醚键与树脂中氨基、羟甲基醚键等活性基团会产生互相反应、降解并均能生成甲醛。这是造成甲醛释放量高的主要原因，降低MDF甲醛释放量最有效措施是在MDF热压过程中添加大量甲醛捕捉剂，以吸收在MDF生产过程中生成的甲醛。
关键技术分析：
2.1 通过降低树脂摩尔比，使树脂中含有大量游离尿素，此部分尿素能有效地清除在MDF生产时所产生的甲醛。
2.2 在实际生产试验中发现，MDF的原料纤维本身相互间具有一定的结合力，即使不加树脂纯纤维热压后的MDF也具有一定内结合力。可以弥补因摩尔比降低而造成的一部分强度损失。
例如：将F/U=0.95的脲醛树脂用于刨花板生产时刨花板的内结合力为0.3--0.4MPa，而用于MDF 生产时，MDF的内结合力在0.5MPa以上。
2.3 在MDF生产时对树脂固化速度有较大选择余地，对显酸性树种如马尾松，当树脂有固化速度较慢树种，可用固化剂调节。
2.4 可以在树脂制备过程中，添加改性剂和催化剂，使MDF热压时纤维的活性基团反应能力和促进交联程度提高，从而提高MDF的内结合力，降低MDF的吸水膨胀率。
3 MDF生产实际与分析
我们曾向几个厂家提供树脂制造工艺，在不同生产线上进行MDF和HDF大规模生产试验，MDF 生产工艺原则上按厂家原有工艺执行，表3为压制的MDF在专业检验机构的检验结果。
表3 几种MDF和HDF板材物理力学性能
3.1 试样A与F为同一条生产线生产,生产设备为一台进口热磨机配二条国产多层热压机。树种为40%松木60%杂木，所用树脂摩尔比在0.95左右。
3.2 试样B与D所用树脂摩尔比为1.15，树种为马尾松，试样B为进口设备生产，D样为国产设备生产。
3.3 C样为国产设备生产，树种为70%马尾松和30%山楂树，在MDF实际生产中原料约加15%（重量比）边角与砂光粉。
3.4 E样为国产设备生产，树种为马尾松，所用树脂为添加三聚氰胺改性后的树脂。
由实际生产可知，通过降低树脂摩尔比可明显地降低MDF或HDF的甲醛释放量，对其强度无明显的影响：用多层压机生产MDF与HDF时，使用改性脲醛树脂在摩尔比0.98以下，生产的MDF与HDF
甲醛释放量均小于9mg/100g，在摩尔比 1.15时，生产的MDF与HDF甲醛释量在25mg/100g以下。
4 结论
4.1 有些传统理论认为，随脲醛树脂摩尔比的降低，会出现树脂水溶性下降、固化时间延长、胶合强度降低等变化。然而由实际生产试验看出，随摩尔比降低树脂性能下降并不
像有些书本上
所叙述的那样严重。例如，纯UF树脂在F/U=0.97时用于刨花板生产内结合强度可以达到0.42MPa，用于MDF生产时内结合强度为0.59MPa，对于用三聚氰胺改性的UF树脂其摩尔比可以降低到0.85，
实际生产中由于降低摩尔比产生的强度降低等负作用可以通过添加改性剂和调整树脂制作工艺以弥补。
4.2 当需要MDF甲醛释放量在30mg/100g以下产品时，对纯UF树脂而言，其摩尔比最好在1.1以下，而对改性UF树脂摩尔在1.18时就可以达到。当需要生产E1级MDF时使用纯UF树脂摩尔比应在0.9以下，此时生产的MDF物理力学性能在优等品合格品之间，对改性UF树脂摩尔比在0.97时完实全可以达到优等品要求。
4.3 部分MDF厂家在树脂制造过程中先加水后脱水，希望通过脱水降低MDF的甲醛释放，实际生产中见效甚微。在脲醛树脂制造过程中先脱去一定量水后再加入后期尿素，同比树脂中游离醛含量可降低一倍左右，但生产的MDF甲醛释放量降低量不到10%。
4.4 目前国内众多MDF生产厂不添加固化剂，事实上固化剂的加入会明显降低MDF 的甲醛释放量。随树脂摩尔比和固化剂加量变化，MDF甲醛释放量降低幅度在10%--30%间。对游离醛含量在0.2%以的树脂，生产MDF时最好使用复合固化剂。对游离醛含量在0.1%以下的树脂，可以直接使用氯化铵做固化剂。
4.5 生产成本是厂家关注的事，按当前市场化工原材料价格同比计算，E1级MDF的生产成本增长不超过30元/m3，E1级HDF的生产成本增加可控制在50元/m3以内。
