中密度纖維板 (簡稱 MDF)是指以木材纖維或其它植物纖維為原料 ,施加脲醛樹脂或其它適用的膠粘劑 ,制成密度在 0 .50～ 0 .88g/ cm3的一類板材。熱壓是 MDF生產中一道重要工序 ,對產品質量和產量起著決定性的作用。熱壓工藝是指通過合理地安排熱壓時的溫度、壓力和時間關系等 ,使板坯經過熱壓膠合成板 ,并達到預期的物理力學性能指標。研究熱壓工藝的控制對 MDF產品性能有著重要的現實意義。
1 傳統熱壓工藝與連續平壓工藝的比較多層壓機生產 MDF的歷史比連續平壓生產MDF長。多層壓機熱壓過程通常將熱壓過程分為三個階段 :(1 )快速閉合階段 ;(2 )保壓階段 ;(3 )卸壓階段 ,其基本熱壓曲線如圖 1。
多層壓機的熱壓方式是間歇式 ,當板坯由裝板機裝進熱壓機后 ,板坯是在“受熱不受壓”的狀態下停留短暫時間 ,板坯上下兩表面 ,尤其是下表面容易產生預固化層 ,所以要求壓機閉合速度快 ,但速度過快容易在板坯表面形成氣流 ,破壞板坯的表面結構。而連續壓機是先由上下一對鋼帶夾持板坯并連續通過壓機 ,板坯在通過壓機時 ,受不同壓力和不同溫度的共同作用 ,使板坯被壓制成具有一定強度和厚度的板材 ,不存在板坯“受熱不受壓”的工藝狀態 ,減少了板材表面預固化層的厚度 ,尤其是生產薄板時 ,產品表面可無需砂光 ,降低了消耗。此外 ,連續壓機采用了較先進的分段溫度控制法 ,壓機的各個框架開檔可單獨進行調整 ,改善了板材的斷面密度分布 ,可生產出各種類型的 MDF產品 ,滿足客戶對板材斷面密度分布的不同要求 ,且產品質量高。連續平壓法生產 MDF的熱壓曲線如圖 2所示。
圖 2 連續平壓法生產 MDF的熱壓曲線
Fig. 2 MDF pressing technological curve in conti- press
2 連續平壓法生產 MDF的熱壓工藝控制
2 .1 壓機開檔
壓機開檔指壓機上下兩條鋼帶之間的間隙 ,該間隙在壓機長度方向的不同位置可進行單獨調整 ,從而實現最佳工藝 ,多層壓機在熱壓過程中 ,壓板的間隙可分為閉合、定厚、張開三個階段 ,而連續平壓法壓機的開檔雖也同樣可分為三個階段 (見圖 2 ),但與多層壓機有著明顯的不同。(1 )快速閉合段 ,壓機開檔迅速減小 ,將板坯快速壓縮至一定的厚度。開檔變化的緩急程度以不破壞預壓后板坯結構為準 ,其開檔通常比制品出壓機時所規定的厚度小 1～ 3 mm,目的是盡可能地將板坯內的空氣擠出 ,提高芯層密度。(2 )張開段 ,板坯在第一階段快速閉合時 ,受一定溫度、壓力的聯合作用 ,板坯內產生大量的飽和水蒸氣 ,這些蒸汽一部分往芯層遷移 ,另一部分從板坯邊部逸出 ,水蒸氣在遷移過程中帶有一定的熱量 ,為了不讓板坯內的蒸汽過分淤集 ,將此段開檔緩慢張開 ,讓蒸汽能順利地從邊部逸出 ,這對改善板的內在性能有著重要的作用。通常此階段開檔比制品厚度略大 2～ 5mm,生產薄板時 ,取小值 ;生產厚板時 ,則取大值 ,其張開位置的遲早對板材的性能也有著重要的影響。生產厚板時 ,一般應盡早打開 ,且開檔較大 ,生產薄板時 ,因其水蒸氣量不多 ,則可緩慢張開 ,有時只作輕微張開。(3 )定厚卸壓段 ,板坯經過閉合、張開段后 ,其厚度與控制要求有較大的出入 ,故需對其厚度進行調整。另外板坯熱壓完成后 ,在出壓機之前 ,其內部仍有部分蒸汽 ,在壓機出口處 1～ 2個框架開檔逐漸增大 ,讓板內的蒸汽能在出壓機前順利逸出 ,以防分層、鼓泡。壓機定厚段開檔通常略小于制品厚度 ,以便板材出壓機后 ,靠微弱的反彈力使其厚度達到規定要求。不同區域的開檔大小 ,對制品的內在質量及其斷面密度分布
起著至關重要的作用。
2 .2 熱壓壓力
連續平壓機的壓力是由壓板下的液壓油缸提供的 ,油缸的行程是以鋼帶間隙為依據 ,由精度極高的計量軸控制 ,保證鋼帶具有預定的間隙。油缸施加的作用力是依據板坯的反彈力來確定 ,必須保證把板坯壓榨至一定的厚度。由于壓機開檔的設置分為三個區域 ,所以熱壓壓力也跟隨著壓機開檔按三個區域分布。(1 )高壓區 ,在快速閉合段 ,由于壓機開檔陡然變小 ,預壓后的板坯進入這個階段 ,纖維之間的反彈力很大 ,所以需要很大的外力去克服。壓力大小還與壓機開檔、制品密度、原材料及板坯含水率等有著密切聯系 ,通常為 1 .5～ 3 .5N/ mm2 。(2 )低壓區 ,在張開段。因板坯經過快速閉合 ,在高溫、高壓的聯合作用下 ,纖維迅速發生了塑性變化。進入張開段 ,板坯密度變小 ,板坯孔隙度上升 ,纖維間反彈力也變小 ,所以只需較低的壓力來克服纖維之間的反彈力 ,也是便于蒸汽能順利排出 ,改善板材的內在性能 ,此階段壓力通常在 1 .0 N/ mm2 以下。(3 )中壓區 ,經過張開段后 ,板坯進入定厚段 ,板坯的厚度將由原來大于成品的厚度向成品厚度靠攏 ,所以此時需要一定的外部壓力克服張開段造成的板坯膨脹。另外 ,由于板坯在熱作用下 ,纖維已產生很大塑化 ,所以需要的外力不大 ,通�？刂圃� 1 .5N/ mm2 以下 ,在靠近壓機出口處 ,壓力逐漸縮小至零。
2 .3 熱壓溫度
MDF性能與熱壓溫度關系密切。熱壓溫度的升高 ,增強了纖維化學組分的降解
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