人造板生產(chǎn)節(jié)膠途徑

鄭鳳山 郭東升

1 減少人造板生產(chǎn)成本及降低甲醛對(duì)環(huán)境影響的途徑

膠黏劑對(duì)人造板生產(chǎn)成本有直接影響，并且還會(huì)影響生產(chǎn)者及后續(xù)使用者的工作和生活環(huán)境。自20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)外就開(kāi)始了低摩爾比（主要指甲醛摩爾數(shù)/尿素摩爾數(shù)）即低游離甲醛膠黏劑的研發(fā)，從而減少膠黏劑制備和板材生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的影響，但這只是降低甲醛對(duì)環(huán)境影響的途徑之一。由于制備膠黏劑時(shí)摩爾比的降低，膠黏劑制備成本會(huì)有相應(yīng)程度的增加。途徑之二就是在保證板材性能的前提下，盡可能合理地減少施膠量，這樣既可降低成本，又可以減輕對(duì)膠黏劑制備、板材生產(chǎn)者的工作環(huán)境以及日后甲醛釋放給板材使用者生活環(huán)境造成的影響。這第二種途徑不僅適用于人造板生產(chǎn)所需UF、MF、PF、MUF、PUF、PMUF等醛類膠黏劑，同樣也適用于PMDI非醛類膠黏劑，以減少施膠量的方式來(lái)達(dá)到降低生產(chǎn)成本及甲醛對(duì)環(huán)境影響的目的。

2 實(shí)現(xiàn)節(jié)膠的途徑之一——提高施膠均勻性

2.1 對(duì)施膠設(shè)備的基本要求

對(duì)于膠黏劑游離甲醛和板材甲醛釋放量的問(wèn)題已有相應(yīng)的解決方法。經(jīng)驗(yàn)表明，提高施膠的均勻性，可以適當(dāng)降低施膠量。施膠均勻性不能完全依靠人為干預(yù)，而要通過(guò)精良的設(shè)備加之對(duì)設(shè)備嚴(yán)格的規(guī)范管理來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，對(duì)人造板之一刨花板的施膠設(shè)備有以下要求：1）應(yīng)保證膠黏劑和刨花的配比要準(zhǔn)確、穩(wěn)定；2）膠黏劑霧化器要具備優(yōu)異的霧化性能；3）在施膠設(shè)備——拌膠機(jī)內(nèi)要具備合適的霧化空間；4）刨花和膠黏劑在拌膠機(jī)內(nèi)要有合適的停留時(shí)間；5）刨花在拌膠機(jī)內(nèi)要有合適的、穩(wěn)定的充填率；6）拌膠機(jī)內(nèi)溫度不能過(guò)高，否則會(huì)加快拌膠機(jī)內(nèi)膠垢的形成，造成不必要的膠耗；7）刨花計(jì)量裝置靜態(tài)、動(dòng)態(tài)均要精準(zhǔn)，且波動(dòng)范圍要小，否則由此將引起施膠泵轉(zhuǎn)速時(shí)大時(shí)小，導(dǎo)致膠黏劑流量忽大忽小，從而造成施膠不均勻；8）膠黏劑的計(jì)量裝置要有足夠的精度，尤其是膠料比（膠黏劑的質(zhì)量/刨花質(zhì)量）越低，其膠黏劑計(jì)量裝置精度應(yīng)越高，比如采用PMDI作為膠黏劑時(shí)，膠黏劑計(jì)量裝置的選用即屬此類；9）拌膠機(jī)的結(jié)構(gòu)要合理，方便清理、維護(hù)，不然會(huì)因清理拌膠機(jī)而使停機(jī)時(shí)間延長(zhǎng)，難以保證正常生產(chǎn)時(shí)間；10）各種計(jì)量裝置的校準(zhǔn)要方便實(shí)施，并且要定期校驗(yàn)以保證其精度的正確性。

2.2 施膠設(shè)備及操作現(xiàn)狀

目前，市場(chǎng)上能真正滿足上述基本要求的施膠設(shè)備并不多。圖1是在一臺(tái)滾筒式拌膠機(jī)里形成的膠垢，由于膠垢較厚且硬，所以清理起來(lái)并非易事。另外，此類拌膠機(jī)現(xiàn)在多采用膠黏劑高速旋轉(zhuǎn)霧化的方式，其霧化方式及霧化效果跟膠黏劑的黏度、霧化盤(pán)直徑、霧化盤(pán)轉(zhuǎn)速密切相關(guān)，同時(shí)膠黏劑的霧化半徑也同樣與之相關(guān)，且與滾筒內(nèi)徑也有著密切的關(guān)系，如圖2所示。假如膠黏劑黏度、霧化盤(pán)直徑、霧化盤(pán)轉(zhuǎn)速確定后的霧化直徑恰好與滾筒內(nèi)徑相同，此時(shí)即是圖2a所示設(shè)備設(shè)計(jì)的一種標(biāo)準(zhǔn)工況；如果此時(shí)設(shè)備等參數(shù)不變，由于操作造成充填率大于滾筒直徑水平線，則會(huì)呈現(xiàn)如圖2b的第二種工況，可以很清楚地看到膠黏劑不會(huì)噴在滾筒內(nèi)壁上；如果設(shè)備等參數(shù)保持不變，只是滾筒內(nèi)刨花充填率低于滾筒內(nèi)徑水平線，膠黏劑即會(huì)噴到滾筒內(nèi)壁上，這樣一來(lái)，一些細(xì)碎刨花即會(huì)被粘在滾筒內(nèi)壁上，如果此時(shí)沒(méi)有得到及時(shí)的調(diào)整，很快會(huì)在滾筒內(nèi)壁形成厚厚的膠垢，給設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和膠黏劑的浪費(fèi)埋下一個(gè)隱患。這種現(xiàn)象也容易被操作者及生產(chǎn)管理者忽略，從而造成膠黏劑浪費(fèi)，同時(shí)還會(huì)不同程度地影響到設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，難以保證正常的生產(chǎn)時(shí)間。

圖1 滾筒拌膠機(jī)內(nèi)形成的膠垢Fig.1 Glue scale in the rubber mixing machine

圖2 膠黏劑黏度、霧化盤(pán)直徑、霧化盤(pán)轉(zhuǎn)速對(duì)霧化方式及效果的影響Fig.2 Effects of the adhesive viscosity,atomizing discdiameter and rotate speed on the atomization method and effect

2.3 使用先進(jìn)的施膠設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)膠

針對(duì)上述這些問(wèn)題，為了達(dá)到人造板生產(chǎn)節(jié)膠、降低生產(chǎn)成本之目的和降低甲醛釋放量，因此應(yīng)克服以前常用設(shè)備之不足和人為操作難以控制對(duì)生產(chǎn)之不利因素。意大利一家調(diào)施膠設(shè)備供應(yīng)商先后開(kāi)發(fā)了纖維板生產(chǎn)干燥后施膠的拌膠機(jī)、刨花板生產(chǎn)用高壓施膠蘑菇頭拌膠機(jī)、定向刨花板（OSB）生產(chǎn)所需的大直徑環(huán)式拌膠機(jī)，并取得了顯著的節(jié)膠效果。圖3是該設(shè)備供應(yīng)商生產(chǎn)的基本型刨花板拌膠機(jī)，與傳統(tǒng)拌膠機(jī)所不同的是圖3中橢圓內(nèi)的氣缸，其作用是保證刨花在拌膠機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間和穩(wěn)定拌膠機(jī)內(nèi)刨花充填率，以控制拌膠機(jī)出口擋板的開(kāi)啟度，從而保證施膠均勻性。四川一家大型企業(yè)將一條單層大幅面壓機(jī)8'×72'秸稈板生產(chǎn)線改造為刨花板生產(chǎn)線時(shí)就采用了這種拌膠機(jī)。該生產(chǎn)線現(xiàn)使用固含量為58%左右的膠黏劑，膠耗在90～100 kg/m3，即可生產(chǎn)出合格的刨花板，這足以顯示其在節(jié)膠方面的先進(jìn)性。

圖3 意大利某施膠設(shè)備供應(yīng)商研發(fā)的基本型拌膠機(jī)Fig.3 Basic rubber mixing machine developed by a sizing equipment supplier from Italy

3 實(shí)現(xiàn)節(jié)膠的途徑之二——改變甲醛儲(chǔ)存方式

在人造板節(jié)膠方面，一直以來(lái)容易被行業(yè)內(nèi)人士忽略的一個(gè)問(wèn)題就是膠黏劑生產(chǎn)所用主要原料——甲醛因儲(chǔ)存方式造成的損失，即甲醛在儲(chǔ)存時(shí)如果沒(méi)有伴熱，就會(huì)產(chǎn)生聚甲醛沉淀到儲(chǔ)罐底部。筆者所做的調(diào)查結(jié)果表明，在兩廣地區(qū)，產(chǎn)生聚甲醛的量值得企業(yè)注意，如在廣東，一個(gè)60 m3、直徑為4 m的甲醛儲(chǔ)罐，5年沒(méi)有清理，清理時(shí)卻清出了10多 t聚甲醛，如暫按除去所含水分保守的10 t計(jì)算，可折算成國(guó)標(biāo)甲醛約10 t/37%=27 t，即每年將損失5.4 t的甲醛。同樣在廣西一個(gè)120 m3，直徑為5 m的甲醛儲(chǔ)罐，3年沒(méi)有清理，發(fā)現(xiàn)0.9 m厚的沉淀物，這些數(shù)量雖然暫時(shí)不大，但會(huì)積少成多。上述僅是南方兩廣地區(qū)的兩個(gè)例子，在相對(duì)寒冷的北方，數(shù)據(jù)會(huì)更大。

解決該問(wèn)題的辦法是，采用UFC-85或UFC-62的脲醛預(yù)縮液進(jìn)行制膠，因其固形物含量分別為85%和62%，且在溫度極低的情況下可以長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，所以甲醛儲(chǔ)罐既不用增加伴熱設(shè)施，又不會(huì)因甲醛聚合而產(chǎn)生沉淀，同時(shí)因制膠不需脫水，因而不會(huì)造成生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題。從這個(gè)角度來(lái)講，不管甲醛生產(chǎn)商還是甲醛用戶，都不需要建造如儲(chǔ)存37%甲醛那么龐大的儲(chǔ)存設(shè)施，起碼可以縮小一定的體積，進(jìn)而減少運(yùn)輸成本，這不失為間接節(jié)膠的又一個(gè)途徑。

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