人造板生产节胶途径

郑凤山 郭东升

1 减少人造板生产成本及降低甲醛对环境影响的途径

胶黏剂对人造板生产成本有直接影响，并且还会影响生产者及后续使用者的工作和生活环境。自20世纪80年代，国内外就开始了低摩尔比（主要指甲醛摩尔数/尿素摩尔数）即低游离甲醛胶黏剂的研发，从而减少胶黏剂制备和板材生产过程中对生产环境的影响，但这只是降低甲醛对环境影响的途径之一。由于制备胶黏剂时摩尔比的降低，胶黏剂制备成本会有相应程度的增加。途径之二就是在保证板材性能的前提下，尽可能合理地减少施胶量，这样既可降低成本，又可以减轻对胶黏剂制备、板材生产者的工作环境以及日后甲醛释放给板材使用者生活环境造成的影响。这第二种途径不仅适用于人造板生产所需UF、MF、PF、MUF、PUF、PMUF等醛类胶黏剂，同样也适用于PMDI非醛类胶黏剂，以减少施胶量的方式来达到降低生产成本及甲醛对环境影响的目的。

2 实现节胶的途径之一——提高施胶均匀性

2.1 对施胶设备的基本要求

对于胶黏剂游离甲醛和板材甲醛释放量的问题已有相应的解决方法。经验表明，提高施胶的均匀性，可以适当降低施胶量。施胶均匀性不能完全依靠人为干预，而要通过精良的设备加之对设备严格的规范管理来实现。例如，对人造板之一刨花板的施胶设备有以下要求：1）应保证胶黏剂和刨花的配比要准确、稳定；2）胶黏剂雾化器要具备优异的雾化性能；3）在施胶设备——拌胶机内要具备合适的雾化空间；4）刨花和胶黏剂在拌胶机内要有合适的停留时间；5）刨花在拌胶机内要有合适的、稳定的充填率；6）拌胶机内温度不能过高，否则会加快拌胶机内胶垢的形成，造成不必要的胶耗；7）刨花计量装置静态、动态均要精准，且波动范围要小，否则由此将引起施胶泵转速时大时小，导致胶黏剂流量忽大忽小，从而造成施胶不均匀；8）胶黏剂的计量装置要有足够的精度，尤其是胶料比（胶黏剂的质量/刨花质量）越低，其胶黏剂计量装置精度应越高，比如采用PMDI作为胶黏剂时，胶黏剂计量装置的选用即属此类；9）拌胶机的结构要合理，方便清理、维护，不然会因清理拌胶机而使停机时间延长，难以保证正常生产时间；10）各种计量装置的校准要方便实施，并且要定期校验以保证其精度的正确性。

2.2 施胶设备及操作现状

目前，市场上能真正满足上述基本要求的施胶设备并不多。图1是在一台滚筒式拌胶机里形成的胶垢，由于胶垢较厚且硬，所以清理起来并非易事。另外，此类拌胶机现在多采用胶黏剂高速旋转雾化的方式，其雾化方式及雾化效果跟胶黏剂的黏度、雾化盘直径、雾化盘转速密切相关，同时胶黏剂的雾化半径也同样与之相关，且与滚筒内径也有着密切的关系，如图2所示。假如胶黏剂黏度、雾化盘直径、雾化盘转速确定后的雾化直径恰好与滚筒内径相同，此时即是图2a所示设备设计的一种标准工况；如果此时设备等参数不变，由于操作造成充填率大于滚筒直径水平线，则会呈现如图2b的第二种工况，可以很清楚地看到胶黏剂不会喷在滚筒内壁上；如果设备等参数保持不变，只是滚筒内刨花充填率低于滚筒内径水平线，胶黏剂即会喷到滚筒内壁上，这样一来，一些细碎刨花即会被粘在滚筒内壁上，如果此时没有得到及时的调整，很快会在滚筒内壁形成厚厚的胶垢，给设备的正常运转和胶黏剂的浪费埋下一个隐患。这种现象也容易被操作者及生产管理者忽略，从而造成胶黏剂浪费，同时还会不同程度地影响到设备的正常运转，难以保证正常的生产时间。

图1 滚筒拌胶机内形成的胶垢Fig.1 Glue scale in the rubber mixing machine

图2 胶黏剂黏度、雾化盘直径、雾化盘转速对雾化方式及效果的影响Fig.2 Effects of the adhesive viscosity,atomizing discdiameter and rotate speed on the atomization method and effect

2.3 使用先进的施胶设备来实现节胶

针对上述这些问题，为了达到人造板生产节胶、降低生产成本之目的和降低甲醛释放量，因此应克服以前常用设备之不足和人为操作难以控制对生产之不利因素。意大利一家调施胶设备供应商先后开发了纤维板生产干燥后施胶的拌胶机、刨花板生产用高压施胶蘑菇头拌胶机、定向刨花板（OSB）生产所需的大直径环式拌胶机，并取得了显著的节胶效果。图3是该设备供应商生产的基本型刨花板拌胶机，与传统拌胶机所不同的是图3中椭圆内的气缸，其作用是保证刨花在拌胶机内停留的时间和稳定拌胶机内刨花充填率，以控制拌胶机出口挡板的开启度，从而保证施胶均匀性。四川一家大型企业将一条单层大幅面压机8'×72'秸秆板生产线改造为刨花板生产线时就采用了这种拌胶机。该生产线现使用固含量为58%左右的胶黏剂，胶耗在90～100 kg/m3，即可生产出合格的刨花板，这足以显示其在节胶方面的先进性。

图3 意大利某施胶设备供应商研发的基本型拌胶机Fig.3 Basic rubber mixing machine developed by a sizing equipment supplier from Italy

3 实现节胶的途径之二——改变甲醛储存方式

在人造板节胶方面，一直以来容易被行业内人士忽略的一个问题就是胶黏剂生产所用主要原料——甲醛因储存方式造成的损失，即甲醛在储存时如果没有伴热，就会产生聚甲醛沉淀到储罐底部。笔者所做的调查结果表明，在两广地区，产生聚甲醛的量值得企业注意，如在广东，一个60 m3、直径为4 m的甲醛储罐，5年没有清理，清理时却清出了10多 t聚甲醛，如暂按除去所含水分保守的10 t计算，可折算成国标甲醛约10 t/37%=27 t，即每年将损失5.4 t的甲醛。同样在广西一个120 m3，直径为5 m的甲醛储罐，3年没有清理，发现0.9 m厚的沉淀物，这些数量虽然暂时不大，但会积少成多。上述仅是南方两广地区的两个例子，在相对寒冷的北方，数据会更大。

解决该问题的办法是，采用UFC-85或UFC-62的脲醛预缩液进行制胶，因其固形物含量分别为85%和62%，且在温度极低的情况下可以长时间储存，所以甲醛储罐既不用增加伴热设施，又不会因甲醛聚合而产生沉淀，同时因制胶不需脱水，因而不会造成生产对环境的污染问题。从这个角度来讲，不管甲醛生产商还是甲醛用户，都不需要建造如储存37%甲醛那么庞大的储存设施，起码可以缩小一定的体积，进而减少运输成本，这不失为间接节胶的又一个途径。

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