一种柔性无醛纤维板及其制造方法与流程

1.本发明涉及一种新型柔性无醛纤维板及其制造方法，具体涉及一种木质纤维增强树脂基环保无醛复合材料及其制备方法，属于功能复合材料制造领域及人造板加工领域。

背景技术：

2.纤维板产品在我国各行各业中应用较广泛，以往研究开发主要集中在中密度纤维板类，产品主要应用于家具、橱柜、木地板等传统领域，存在产品均一化和同质化等现象。因此，急需开发新型高性能产品，拓宽纤维板应用领域，解决同质化现象的问题。
3.目前人造板的装饰，主要用装饰纸、树脂胶膜、木皮等材料来进行贴面。随着人造板工艺技术的发展，我国开发出厚度小于1.5mm的薄型高密度纤维板，具有厚度薄、表面平整、幅面可按需要裁切等特点，替代大幅面天然木质单板和纸基装饰材料，在胶合板贴面等领域具有很好的应用前景，大大拓展了纤维板的新用途与新领域。但是超薄板由于使用的是脲醛树脂、酚醛树脂等刚性胶黏剂，固化以后，板材刚性较强(《超薄高密度纤维板》团体标准(t/cnfpia3007-2019)对板材的弹性模量要求是≥3800mpa)，柔韧性比较差，可以适用于部分弯曲弧度不大的领域贴面，但是对于弯曲弧度大的领域，这种超薄板无法得到有效应用，因为超薄板柔性不够。
4.专利(cn 201580036706.6)公开了一种柔性纤维板，这种纤维板采用小麦秸秆纤维、玉米秸秆纤维、稻草秸秆纤维、燕麦秸秆纤维、大麦秸秆纤维和黑麦秸秆纤维和热塑性弹性体树脂来制备，采用的制造方法是将秸秆纤维和热塑性树脂粉末混合以后通过挤出机进行挤出造粒，再将颗粒热压形成板材。这种制造方法采用塑料行业的挤出造粒、压制成型的工艺，制造方法效率慢、产量低，与我国人造板产业的大规模发展不相匹配，无法在实际产业中得到应用。此外，该专利并没公开纤维板的弯曲半径，其柔性无法得到有效评估。因此，必须开发出一种柔性好、制造工艺高效、与我国人造板规模相匹配的的产品及其制造工艺技术，推动我国人造板产业转型升级、拓宽应用领域、解决产品同质化现象问题。

技术实现要素：

5.为了解决纤维板在饰面领域的应用，并且为了能够在大弧度曲面得到应用，为人造板在饰面领域的应用，提高纤维板附加值，本发明提供了一种新型柔性无醛纤维板及其制造方法。
6.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
7.一种柔性无醛纤维板，由特种纤维和柔性胶黏剂体系组成，其中，所述的特种纤维包括木材、竹材、秸秆和/或稻草等生物质材料纤维，所述的柔性胶黏剂体系包括异氰酸根的化合物、数均分子量在500-5000之间的多元醇和分子量在30-500之间的小分子多元醇或多元胺或多元酸酐等；采用高压气相沉积技术将胶黏剂体系施加到特种纤维的表面上，再通过气动-拨棍工艺将含胶特种纤维铺装成三维网络纤网层，热压制备得到柔性无醛纤维板。
8.进一步地，所述的特种纤维占纤维板的质量分数为50％至95％，所述的柔性胶黏剂体系占纤维板的质量分数为50％至5％；优选的柔性胶黏剂体系质量分数为5-20％，更为优选的质量分数为5-15％。
9.进一步地，所述的特种纤维由木材、竹材、秸秆和/或稻草等生物质材料纤维组成，比例不限。所述的特种纤维为杉木、杨木、桉木、毛竹、绿竹、麻竹、玉米秸秆、小麦秸秆、水稻和/或旱稻秸秆等种类的生物质材料纤维，其种类不做特别限定。
10.进一步地，所述的特种纤维中，80％以上纤维的长度为0.5-7mm，80％以上纤维的直径为0.05-0.3mm；优选的，80％以上纤维的长度为1-4.5mm，80％以上纤维的直径为0.08-0.2mm。
11.进一步地，所述的柔性胶黏剂体系中，按照重量份计算，异氰酸根的化合物为5-30份，优选为5-20份，更为优选为10-20份；数均分子量在500-5000之间的多元醇为60-85份，优选为60-80份，更为优选为70-80份；分子量在30-500之间的小分子多元醇或多元胺或多元酸酐为1-10份，优选为1-8份，更为优选为3-5份。
12.进一步地，所述的异氰酸根的化合物包括：甲苯二异氰酸酯(tdi)、4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、tdi或mdi或hdi或ipdi改性环氧树脂、和tdi或mdi或hdi或ipdi与聚醚反应的预聚物中的一种或多种。
13.进一步地，所述的数均分子量在500-5000之间的多元醇包括：聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇和聚丙二醇等二元醇或多元醇聚合物中的一种或多种，优选的数均分子量500-3000，更为优选的数均分子量为1000-2000。
14.进一步地，所述的分子量在30-500之间的多元醇或多元胺或多元酸酐包括：1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、乙二醇、乙二胺、3,3
’‑
二氯-4,4-二氨基-二苯基甲烷、均苯四甲酸酐、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐和偏苯三甲酸酐甘油酯等中的一种或多种。
15.进一步地，所述的柔性胶黏剂体系还包括发泡剂和/或增韧剂；发泡剂包括无机发泡剂(碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠等碳酸盐类物质)和有机发泡剂(偶氮化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物、正己烷、正庚烷、二氯甲烷、等有机溶剂；加入量为整个胶黏剂体系质量的1-10％。增韧剂包括液体聚硫橡胶、液体丙烯酸酯橡胶、液体聚丁二烯橡胶、橡胶、乙丙橡胶及丁苯橡胶等橡胶类和聚氨酯类、苯乙烯类、聚烯烃类、聚酯类、间规1,2-聚丁二烯类和聚酰胺类等产品，还包括低分子聚酰胺和低分子的非活性增韧剂，如苯二甲酸酯类；加入量为整个胶黏剂体系质量的1-10％。
16.进一步地，所述的柔性胶黏剂体系可在无溶剂状态下或者在溶剂溶解稀释的状态下使用，即所述的柔性胶黏剂体系还可包含溶剂，溶剂可为四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、n,n
’‑
二甲基甲酰胺、n,n
’‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、一氯甲烷、二氯甲烷、和四氯甲烷等中的一种或多种。溶剂的加入量为整个柔性胶黏剂体系质量的10％-95％。
17.进一步地，所述的柔性无醛纤维板厚度小于等于10mm，弯曲半径小于等于10mm。优选的，柔性无醛纤维板厚度为0.1-10mm，弯曲半径为0.1-10mm。更优选的，柔性无醛纤维板厚度为0.5-3mm，弯曲半径为2-8mm。
18.上述柔性无醛纤维板的制造方法，包括以下步骤：
19.(1)特种纤维的制备：将木材、竹材、秸秆和/或稻草等生物质材料放入蒸煮器中蒸
煮，待生物质材料材质变软后，将其放入含有碱性溶液的磨浆机，研磨成细纤维，细纤维的尺寸要求为：长度在0.5-7mm之间占80％以上，直径在0.05-0.3mm之间占80％以上；
20.(2)柔性胶黏剂体系的制备：柔性胶黏剂体系含有异氰酸根的化合物、数均分子量在500-5000之间的多元醇和分子量在30-500之间的小分子多元醇或多元胺或多元酸酐等；胶黏剂体系由上述一种或多种的混合物或者多种混合物发生化学反应之后的聚合物组成；
21.(3)无醛纤维板的制备：采用高压气相沉积技术将胶黏剂体系施加到特种纤维的表面上，再通过气动-拨棍工艺将含胶特种纤维铺装成三维网络纤网层，热压制备得到柔性无醛纤维板。
22.步骤(1)中，细纤维的尺寸要求优选为：细纤维的长度在1-4.5mm之间占80％以上，细纤维的直径在0.08-0.2mm之间占80％以上。
23.步骤(1)中，所述的碱性溶液为naoh、koh、ca(oh)2、na2so3和na2s中的一种或几种的混合物组成的溶液，溶液中溶质的质量分数为0.5％-50％，混合物的比例不做任何限制。
24.步骤(2)中，所述的柔性胶黏剂体系还包含溶剂，溶剂为四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、n,n
’‑
二甲基甲酰胺、n,n
’‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、一氯甲烷、二氯甲烷、和/或四氯甲烷等。溶剂的加入量为整个柔性胶黏剂体系质量的10-95％。
25.所述的柔性胶黏剂体系还包括发泡剂和/或增韧剂；发泡剂包括无机发泡剂(碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠等碳酸盐类物质)和有机发泡剂(偶氮化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物、正己烷、正庚烷等有机溶剂，加入量为整个胶黏剂体系质量的1-10％；增韧剂包括液体聚硫橡胶、液体丙烯酸酯橡胶、液体聚丁二烯橡胶、橡胶、乙丙橡胶及丁苯橡胶等橡胶类和聚氨酯类、苯乙烯类、聚烯烃类、聚酯类、间规1,2-聚丁二烯类和聚酰胺类等产品，还包括低分子聚酰胺和低分子的非活性增韧剂，如苯二甲酸酯类，加入量为整个胶黏剂体系质量的1-10％。
26.步骤(3)中，所述的特种纤维占纤维板的质量分数为50％至90％，所述的胶黏剂体系占纤维板的质量分数为50％至10％；优选的胶黏剂体系质量分数为5-20％，更为优选的质量分数为5-15％。
27.所述的高压气相沉积技术，为采用高压气体辅助沉积工艺，用一定能量、流强的空气轰击胶黏剂体系，使胶黏剂分散成微纳米尺寸胶粒，通过空气与沉积胶粒的级联碰撞效应，增加沉积胶粒迁移能力，提高胶粒在纤维表面的附着力。
28.所述的气动-拨棍工艺，是采用缓慢楔角排气和一次性重型预压方式，优化滚筒直径和排气角度参数，通过大直径钢带式预压系统来解决木纤维板的均匀铺装。
29.所述的三维网络纤维层，采用气动-拨棍工艺，含胶纤维在xyz三个方向互相穿插，形成三维蓬松互穿网络纤维毡。
30.所述的热压，热压温度为50-200℃，热压压力为0.5-5mpa，使得纤维表面的羟基与异氰酸酯、酸酐等官能团发生化学反应，形成氨基甲酸酯官能团、羧基基团等化学键，提高胶黏剂和纤维之间的结合力，提高板材力学性能。
31.板材在热压过程中，由于发泡剂的作用和(或)异氰酸酯与水分和(或)异氰酸酯和酸酐之间的反应，释放大量气体，气体在高温下膨胀，使得即将固化的胶黏剂内部形成大量孔隙，由于胶黏剂自身具有柔性，所以就形成海绵状柔性多孔网络结构，赋予板材柔性。得到的柔性纤维板，板材内部空隙率≥25％，且纤维之间存在海绵状的多孔柔性网络结构。
32.本发明的有益效果：
33.(1)本发明公开了一种柔性纤维板的制造方法，使用柔性胶黏剂体系来制备纤维板，突破了传统纤维板刚性的问题，有利于纤维板的曲面领域的应用。
34.(2)本发明公开了一种超薄柔性纤维板的制备方法，有利于纤维板扩大弧度领域的应用，突破纤维板的附加值。
35.(3)本发明公开了一种柔性超薄纤维板的制备方法，该板材各向同性、而且具有柔韧性，有利于将纤维板应用在胶合板表面装饰，突破胶合板单板各向异性的问题，抑制胶合板面层单板在使用过程中开裂的问题。
36.(4)本发明柔性超薄纤维板的纤维之间具有柔性海绵状多孔结构，有利于纤维板受到外力作用时，具有可拉伸性能，防止纤维板出现断裂现象。
附图说明
37.图1为纤维的长度分布；
38.图2为纤维的直径分布；
39.图3为传统1mm厚度超薄纤维板示意图及其弯曲性能测试；
40.图4本发明实施例1中柔性超薄纤维板的示意图及其弯曲性能测试；
41.图5为本发明实施例1中柔性超薄纤维板纤维之间的海绵状泡沫；
42.图6本发明实施例2中柔性超薄纤维板的示意图及其弯曲性能测试；
43.图7为本发明实施例4中柔性超薄纤维板示意图和弯曲性能测试；
44.图8为本发明实施例6中柔性超薄纤维板示意图和弯曲性能测试；
45.图9为传统3mm厚度超薄纤维板示意图及其弯曲性能测试。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例，详细、完整地阐述本发明的原理和具体步骤，但是，所描述的实施例是本发明一部分，而不是实施例的全部。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在实施例指导下，仅仅经过简单重复而没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
47.本发明的柔性无醛纤维板的制备方法，包括以下步骤：
48.(1)特种纤维的制备，将木材、竹材、秸秆、稻草等生物质材料放入蒸煮器中蒸煮，待生物质材料材质变软，然后将其放入含有碱性溶液的磨浆机，研磨成细纤维，细纤维的尺寸要求为：如图1所示，为纤维的长度分布(横坐标单位mm)，长度在0.5-7mm之间占80％以上，如图2所示，为纤维的直径分布(横坐标单位mm)，直径在0.05-0.3mm之间占80％以上，其中长度为1-4.5mm之间是优选的，直径在0.08-0.2mm之间是优选的。
49.木材、竹材、秸秆、稻草等生物质材料，是指杉木、杨木、桉木、毛竹、绿竹、麻竹、玉米秸秆、小麦秸秆、水稻、旱稻等种类的生物质材料，其种类不做特别限定。
50.碱性溶液是指含有naoh、koh、ca(oh)2、na2so3、na2s、的一种或几种的混合物组成的溶液，溶液中溶质的质量分数为0.5％-50％，混合物的比例不做任何限制。
51.(2)柔性胶黏剂体系的制备，柔性胶黏剂体系含有异氰酸根的化合物、数均分子量在500-5000之间的多元醇、分子量在30-500之间的小分子多元醇或多元胺或多元酸酐、发
泡剂、增韧剂等。胶黏剂体系由上述一种或多种的混合物或者多种混合物发生化学反应之后的聚合物组成。
52.异氰酸根的化合物，其特征是包括甲苯二异氰酸酯(tdi)、4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)，六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、tdi或mdi或hdi或ipdi改性环氧树脂、tdi或mdi或hdi或ipdi和聚醚反应的预聚物。
53.数均分子量在500-5000之间的多元醇，其特征是聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二元醇或多元醇聚合物，优选的数均分子量500-3000，更为优选的数均分子量为1000-2000。
54.分子量在30-500之间的多元醇或多元胺或多元酸酐，其特征是1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、乙二醇、乙二胺、3,3
’‑
二氯-4,4-二氨基-二苯基甲烷、均苯四甲酸酐、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐甘油酯等。
55.胶黏剂体系是胶黏剂可在无溶剂状态下或者有溶剂溶解稀释的状态下，溶剂是指四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、n,n
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二甲基甲酰胺、n,n
’‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、一氯甲烷、二氯甲烷、、四氯甲烷等。
56.(3)无醛纤维板的制备：采用高压气相沉积技术将胶黏剂体系施加到特种纤维的表面上，再通过气动-拨棍工艺将含胶特种纤维铺装成三维网络纤网层，热压制备得到柔性无醛纤维板。
57.特种纤维占纤维板的质量分数为50％至90％，胶黏剂占纤维板的质量分数为50％至10％，优选的胶黏剂质量分数为5-20％，更为优选的质量分数为5-15％。
58.高压气相沉积技术，采用高压气体辅助沉积工艺，用一定能量、流强的空气轰击胶黏剂体系，使胶黏剂分散成微纳米尺寸胶粒，通过空气与沉积胶粒的级联碰撞效应，增加沉积胶粒迁移能力,提高胶粒在纤维表面的附着力。气动-拨棍工艺，其特征是采用缓慢楔角排气和一次性重型预压方式，优化滚筒直径和排气角度参数，通过大直径钢带式预压系统来解决木纤维板的均匀铺装。三维网络纤维层，其特征是采用气动-拨棍工艺，含胶纤维在xyz三个方向互相穿插，形成三维蓬松互穿网络纤维毡。
59.热压温度为50-200℃，热压压力0.5-5mpa，使得纤维表面的羟基与异氰酸酯、酸酐等官能团发生化学反应，形成氨基甲酸酯官能团、羧基基团等化学键，提高胶黏剂和纤维之间的结合力，提高板材力学性能。板材在热压过程中，由于发泡剂的作用和(或)异氰酸酯与水分和(或)异氰酸酯和酸酐之间的反应，释放大量气体，气体在高温下膨胀，使得即将固化的胶黏剂内部形成大量孔隙，由于胶黏剂自身具有柔性，所以就形成海绵状柔性多孔网络结构，赋予板材柔性。
60.柔性纤维板厚度小于等于10mm，弯曲半径小于等于10mm。
61.柔性纤维板，板材内部空隙率≥25％，且纤维之间存在海绵状的多孔柔性网络结构。
62.实施例1
63.选取杨木作为原料，先对其进行蒸煮，待木材变软之后，将其放入含有naoh溶液(naoh质量分数为5％)的磨浆机中研磨，得到纤维长度为0.5-4.5mm之间占85％，直径在0.05-0.2mm之间占82％，将纤维进行干燥。
64.使用甲苯二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇(数均分子量mn＝1000)、乙二醇组成胶
黏剂体系，胶黏剂体系各组分的质量比例为35:200:3.1，搅拌均匀，组成胶黏剂体系。将胶黏剂使用高压气相沉积工艺技术将其施加到纤维的表面上去，待胶黏剂施加完毕，将含胶纤维组坯，在120℃条件下热压2h，固化制备得到柔性超薄纤维板，纤维板的厚度为1mm，胶黏剂的质量分数为20％。
65.实施例2
66.选取杨木作为原料，先对其进行蒸煮，待木材变软之后，将其放入含有koh溶液(koh质量分数为5％)的磨浆机中研磨，得到纤维长度为0.5-4.5mm之间占85％，直径在0.05-0.2mm之间占82％，将纤维进行干燥。
67.使用4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、聚四氢呋喃醚二醇(数均分子量mn＝1000)、乙二醇组成胶黏剂体系，胶黏剂体系各组分的质量比例为50:100:6.2，搅拌均匀，组成胶黏剂体系。将胶黏剂使用高压气相沉积工艺技术将其施加到纤维的表面上去，待胶黏剂施加完毕，将含胶纤维组坯，在120℃条件下热压2h，固化制备得到柔性超薄纤维板，纤维板的厚度为1mm，胶黏剂的质量分数为20％。
68.实施例3
69.选取杨木作为原料，先对其进行蒸煮，待木材变软之后，将其放入含有naoh溶液(naoh质量分数为10％)的磨浆机中研磨，得到纤维尺寸为其中纤维长度为4.5-7.0mm之间占90％，直径在0.2-0.3mm之间占85％，，将纤维进行干燥。
70.将50g 4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯和200g聚四氢呋喃醚二醇在80℃条件下反应2小时，然后再放入20g均苯四甲酸酐和50g丙酮，进一步搅拌反应，组成胶黏剂体系。
71.将胶黏剂使用高压气相沉积工艺技术将其施加到纤维的表面上去，待胶黏剂施加完毕，见含胶纤维组坯，在150℃条件下热压3h，固化制备得到柔性超薄纤维板，纤维板的厚度为1mm，胶黏剂的质量分数为20％。
72.实施例4
73.选取竹子作为原料，将竹子的竹青去掉，再对竹黄进行蒸煮，待竹黄变软之后，将其放入含有naoh和na2so3混合溶液(naoh质量分数为20％，na2so3质量分数为10％)的磨浆机中研磨，得到纤维长度为0.5-4.5mm之间占85％，直径在0.05-0.2mm之间占82％，，将纤维进行干燥。
74.使用4,4
‘‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、聚四氢呋喃醚二醇(数均分子量mn＝1000)、乙二醇组成胶黏剂体系，胶黏剂体系各组分的质量比例为50:100:6.2，搅拌均匀，组成胶黏剂体系。将胶黏剂使用高压气相沉积工艺技术将其施加到纤维的表面上去，待胶黏剂施加完毕，将含胶纤维组坯，在120℃条件下热压2h，固化制备得到柔性超薄纤维板，纤维板的厚度为0.5mm，胶黏剂的质量分数为30％。
75.实施例5
76.选取杉木作为原料，先对其进行蒸煮，待木材变软之后，将其放入含有naoh溶液(naoh质量分数为5％)的磨浆机中研磨，得到纤维尺寸为其中纤维长度为4.5-7.0mm之间占90％，直径在0.2-0.3mm之间占85％，将纤维进行干燥。
77.将50g 4,4
‘‑
二苯基甲烷二异氰酸酯和50g聚四氢呋喃醚二醇(数均分子量mn＝2000)在80℃条件下反应2小时，然后将其放入500g环氧树脂(e51)中搅拌反应4h，最后加入50丙酮、200g乙二胺搅拌均匀，组成胶黏剂体系。将胶黏剂使用高压气相沉积工艺技术将其
施加到纤维的表面上去，待胶黏剂施加完毕，见含胶纤维组坯，在120℃条件下热压2h，固化制备得到柔性超薄纤维板，纤维板的厚度为0.5mm，胶黏剂的质量分数为20％。
78.实施例6
79.选取杨木作为原料，先对其进行蒸煮，待木材变软之后，将其放入含有naoh和na2s混合溶液(naoh质量分数为20％，na2s质量分数为5％))的磨浆机中研磨，得到纤维尺寸为其中纤维长度为4.5-7.0mm之间占90％，直径在0.2-0.3mm之间占85％，，将纤维进行干燥。
80.使用4,4
‘‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、聚丙二醇(数均分子量mn＝1000)、1,4-丁二醇组成胶黏剂体系，胶黏剂体系各组分的质量比例为50:100:4.5，搅拌均匀，组成胶黏剂体系。将胶黏剂使用高压气相沉积工艺技术将其施加到纤维的表面上去，待胶黏剂施加完毕，将含胶纤维组坯，在120℃条件下热压2h，固化制备得到柔性超薄纤维板，纤维板的厚度为3mm，胶黏剂的质量分数为30％。
81.实施例7
82.选取桉木作为原料，先对其进行蒸煮，待木材变软之后，将其放入含有ca(oh)2溶液(ca(oh)2质量分数为5％)的磨浆机中研磨，得到纤维长度为0.5-4.5mm之间占90％，直径在0.05-0.2mm之间占85％，将纤维进行干燥。
83.使用4,4
‘‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、聚四氢呋喃醚二醇(数均分子量mn＝1000)、1，4-丁二醇组成胶黏剂体系，胶黏剂体系各组分的质量比例为50:100:4.5，搅拌均匀，组成胶黏剂体系。将胶黏剂使用高压气相沉积工艺技术将其施加到纤维的表面上去，待胶黏剂施加完毕，将含胶纤维组坯，在120℃条件下热压2h，固化制备得到柔性超薄纤维板，纤维板的厚度为3mm，胶黏剂的质量分数为40％。
84.将上述各实施例得到的柔性超薄纤维板进行弯曲半径和板材厚度和板材孔隙率等性能进行测试，弯曲半径测试按以下方法测试：将纤维板进行卷曲，在纤维板即将开裂的时候，对应的弧形的半径就是弯曲半径。板材孔隙率采用高压压汞仪进行测试。如图4、6、7、8所示，对本发明实施例1、2、4、6中的柔性超薄纤维板进行了弯曲性能测试；如图5所示，为本发明实施例1中柔性超薄纤维板纤维之间的海绵状泡沫；如图3、9所示，对传统1mm、3mm厚度超薄纤维板进行了弯曲性能测试。测试结果如表1所示，可以看到本发明产品具有极低的弯曲半径，体现出板材具有良好的柔韧性，赋予纤维板高附加值。
85.表1本发明实施例中超薄纤维板和传统超薄纤维板弯曲半径、厚度、孔隙率
[0086][0087]
本发明将生物质材料研磨成特殊尺寸形态的纤维材料，采用高压气相沉积技术将柔性胶黏剂体系施加到特种形态纤维的表面上，再通过气动-拨棍工艺将含胶特种纤维铺装成三维网络纤网层，热压制备得到柔性无醛纤维板。柔性超薄纤维板的纤维之间具有柔性海绵状多孔结构，有利于纤维板受到外力作用时，具有柔性性能，防止纤维板出现断裂现象。本发明方法简单易行、生产成本低、绿环保，制得的产品突破了传统纤维板刚性的问题，有利于纤维板在大弧度曲面得到应用，提高纤维板附加值。

技术特征：

1.一种柔性无醛纤维板，其特征在于：由特种纤维和柔性胶黏剂体系组成，所述的特种纤维包括木材、竹材、秸秆和/或稻草纤维，所述的柔性胶黏剂体系包括异氰酸根的化合物、数均分子量在500-5000之间的多元醇和分子量在30-500之间的小分子多元醇、多元胺或多元酸酐；采用高压气相沉积技术将胶黏剂体系施加到特种纤维的表面上，再通过气动-拨棍工艺将含胶特种纤维铺装成三维网络纤网层，热压制备得到柔性无醛纤维板。2.根据权利要求1所述的柔性无醛纤维板，其特征在于：所述的特种纤维占纤维板的质量分数为50％至95％，所述的柔性胶黏剂体系占纤维板的质量分数为50％至5％；所述的特种纤维为杉木、杨木、桉木、毛竹、绿竹、麻竹、玉米秸秆、小麦秸秆、水稻和/或旱稻秸秆纤维。3.根据权利要求2所述的柔性无醛纤维板，其特征在于：所述的特种纤维中，80％以上纤维的长度为0.5-7mm，80％以上纤维的直径为0.05-0.3mm。4.根据权利要求2所述的柔性无醛纤维板，其特征在于：所述的柔性胶黏剂体系中，按照重量份计算，异氰酸根的化合物为5-30份，数均分子量在500-5000之间的多元醇为60-85份，分子量在30-500之间的小分子多元醇、多元胺或多元酸酐为1-10份。5.根据权利要求4所述的柔性无醛纤维板，其特征在于：所述的异氰酸根的化合物包括甲苯二异氰酸酯(tdi)、4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、tdi或mdi或hdi或ipdi改性环氧树脂、和/或tdi或mdi或hdi或ipdi与聚醚反应的预聚物；所述的数均分子量在500-5000之间的多元醇包括聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇和/或聚丙二醇；所述的分子量在30-500之间的多元醇、多元胺或多元酸酐包括1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、乙二醇、乙二胺、3,3
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二氯-4,4-二氨基-二苯基甲烷、均苯四甲酸酐、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐和/或偏苯三甲酸酐甘油酯。6.根据权利要求1所述的柔性无醛纤维板，其特征在于：所述的柔性胶黏剂体系还包含溶剂，所述的溶剂为四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、n,n
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二甲基甲酰胺、n,n
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二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、一氯甲烷、二氯甲烷、和/或四氯甲烷，溶剂的加入量为整个柔性胶黏剂体系质量的10-95％；所述的柔性胶黏剂体系还包括发泡剂和/或增韧剂，发泡剂包括无机发泡剂和有机发泡剂，加入量为整个胶黏剂体系质量的1-10％；增韧剂包括橡胶类、聚氨酯类、聚烯烃类和聚酯类产品，加入量为整个胶黏剂体系质量的1-10％。7.根据权利要求1所述的柔性无醛纤维板，其特征在于：所述的柔性无醛纤维板厚度小于等于10mm，弯曲半径为0.1-10mm。8.根据权利要求1-7中任一项所述的柔性无醛纤维板的制造方法，包括以下步骤：(1)特种纤维的制备：将木材、竹材、秸秆和/或稻草等生物质材料放入蒸煮器中蒸煮，待生物质材料材质变软后，将其放入含有碱性溶液的磨浆机，研磨成细纤维，细纤维的尺寸要求为：长度在0.5-7mm之间占80％以上，直径在0.05-0.3mm之间占80％以上；(2)柔性胶黏剂体系的制备：柔性胶黏剂体系含有异氰酸根的化合物、数均分子量在500-5000之间的多元醇、分子量在30-500之间的小分子多元醇或多元胺或多元酸酐、发泡剂和/或增韧剂等；胶黏剂体系由上述一种或多种的混合物或者多种混合物发生化学反应之后的聚合物组成；(3)无醛纤维板的制备：采用高压气相沉积技术将胶黏剂体系施加到特种纤维的表面上，再通过气动-拨棍工艺将含胶特种纤维铺装成三维网络纤网层，热压制备得到柔性无醛
纤维板。9.根据权利要求8所述的柔性无醛纤维板的制造方法，其特征在于：所述的碱性溶液为naoh、koh、ca(oh)2、na2so3和na2s中的一种或几种的溶液，溶液中溶质的质量分数为0.5％-50％。10.根据权利要求8所述的柔性无醛纤维板的制造方法，其特征在于：所述的热压的温度为50-200℃，热压压力为0.5-5mpa；得到的柔性纤维板，板材内部空隙率≥25％，且纤维之间存在海绵状的多孔柔性网络结构。

技术总结

本发明涉及一种柔性无醛纤维板及其制造方法，属于功能复合材料制造领域及人造板加工领域。柔性无醛纤维板由特种纤维和柔性胶黏剂体系组成，特种纤维包括木材、竹材、秸秆和/或稻草纤维，柔性胶黏剂体系包括异氰酸根的化合物、数均分子量在500-5000之间的多元醇和分子量在30-500之间的小分子多元醇、多元胺或多元酸酐；采用高压气相沉积技术将胶黏剂体系施加到特种纤维的表面上，再通过气动-拨棍工艺将含胶特种纤维铺装成三维网络纤网层，热压制备得到柔性无醛纤维板。柔性超薄纤维板的纤维之间具有柔性海绵状多孔结构。本发明方法简单易行、生产成本低、绿环保，有利于纤维板在大弧度曲面得到应用，提高纤维板附加值。提高纤维板附加值。提高纤维板附加值。