本发明涉及装修建材技术领域，特别涉及一种纤维板及其制备方法。
背景技术：
纤维板是由木质纤维或其他植物素纤维交织成型得到的人造板，其具有材质均匀、纵横强度差小和不易开裂等优点，且相比于原木板，其消耗更少的木材，优化了木材资源的综合利用，因此，纤维板越来越多地取代原木板而应用于地产、交通、建材、装饰和包装等领域。
而对于不同的领域或应用场所而言，往往会对纤维板提出不同的性能要求，为了满足不同领域的差异化需求，开发各种功能型纤维板便具有十分重要的意义。
如现有技术中一般通过向纤维板中添加阻燃剂而获得阻燃型纤维板，然而，阻燃剂的存在往往会影响胶粘剂及纤维原料的性能，进而降低纤维板的力学性能；若减少阻燃剂的添加量，则达不到阻燃效果，若增加阻燃剂的添加量，又会较大的破坏纤维板的力学性能，故现有技术中纤维板的基本力学性能与阻燃性能往往难以平衡和调和，使纤维板的实际应用大大受限。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纤维板及其制备方法，本发明提供的纤维板能够在保证力学性能的基础上提高纤维板的阻燃性，较好的满足实际应用。
本发明提供了一种纤维板，包括木质纤维基料、胶粘剂和复合阻燃剂；所述复合阻燃剂包括硅藻土、二氧化钛、磷酸三聚氰胺和硼酸锌。
优选的，所述木质纤维基料中木纤维的长度为2～5mm。
优选的，所述木质纤维基料中木纤维的含水率为5％～10％。
优选的，所述硅藻土占所述木质纤维基料干重的质量分数为5％～15％；
所述二氧化钛占所述硅藻土的质量分数为10％～30％；
所述磷酸三聚氰胺占所述木质纤维基料干重的质量分数为2％～10％；
所述硼酸锌占所述木质纤维基料干重的质量分数为2％～10％。
优选的，所述胶粘剂为脲醛树脂、酚醛树脂和异氰酸酯中的一种或几种。
优选的，所述胶粘剂占所述木质纤维基料干重的质量分数为7％～16％。
优选的，还包括石蜡；
所述石蜡占所述胶粘剂的质量分数为0.5％～2％。
优选的，所述纤维板的密度为0.55～0.88g/cm3。
本发明还提供了一种上述技术方案所述纤维板的制备方法，包括以下步骤：
A)将木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物成型，得到纤维板坯；
B)将所述纤维板坯热压，得到纤维板。
优选的，所述步骤B)中，所述热压的温度为160～180℃，压力为14～17MPa。
与现有技术相比，本发明提供了一种纤维板，包括木质纤维基料、胶粘剂和复合阻燃剂；所述复合阻燃剂包括硅藻土、二氧化钛、磷酸三聚氰胺和硼酸锌。按照本发明的原料配伍，不仅提高了纤维板的阻燃性，还不会破坏其力学性能，使纤维板兼具优异的强度、阻燃、防潮和调节室内湿度等性能，能够更好的满足实际应用；另外，本申请的纤维板还具有除甲醛、净化空气及防腐性能，十分环保，能够更好的提高人们的生活质量。
具体实施方式
本发明提供了一种纤维板，包括木质纤维基料、胶粘剂和复合阻燃剂；所述复合阻燃剂包括硅藻土、二氧化钛、磷酸三聚氰胺和硼酸锌。
在本发明中，所述纤维板包括木质纤维基料，所述木质纤维基料由木纤维组成，为纤维板的基材。本发明中，所述木质纤维基料中木纤维的长度优选为2～5mm。本发明中，所述木质纤维基料中木纤维的含水率优选为5％～10％，更优选为6％～8％。采用本发明的木质纤维基料可提高纤维板的品质，使纤维板均匀平整，不易鼓泡。
在本发明中，所述纤维板包括复合阻燃剂；所述复合阻燃剂包括硅藻土、二氧化钛、磷酸三聚氰胺和硼酸锌。本发明中，所述硅藻土占所述木质纤维基料干重的质量分数优选为5％～15％，更优选为5％～8％。本发明中，所述二氧化钛占所述硅藻土的质量分数优选为10％～30％，更优选为20％～30％。本发明中，所述磷酸三聚氰胺占所述木质纤维基料干重的质量分数优选为2％～10％，更优选为4％～6％。本发明中，所述硼酸锌占所述木质纤维基料干重的质量分数优选为2％～10％，更优选为4％～6％。本发明对所述硅藻土、磷酸三聚氰胺及硼酸锌的来源没有特殊限制，如采用其一般市售商品即可，其中，二氧化钛为催化剂用二氧化钛。本发明将硅藻土、二氧化钛、磷酸三聚氰胺及硼酸锌搭配，形成复合阻燃剂而引入纤维板中，既能够提高纤维板的阻燃性，还不会破坏纤维板的各种物理力学性能，克服了一般阻燃剂或复合型阻燃剂会破坏纤维板物理力学性能的缺陷，解决了本领域长期以来阻燃性能和力学性能难以平衡调和的问题。
在本发明中，所述纤维板包括胶粘剂；所述胶粘剂优选为脲醛树脂、酚醛树脂和异氰酸酯中的一种或几种；在本发明的某些实施例中，所述胶粘剂可以为脲醛树脂。所述胶粘剂的来源没有特殊限制，采用其一般市售品即可。本发明中，所述胶粘剂占所述木质纤维基料干重的质量分数为7％～16％，更优选为10％～12％。采用本发明的胶粘剂与木质纤维基料及复合阻燃剂搭配，有利于木纤维与复合阻燃剂等物料的交织，得到材质均匀的纤维板。
在本发明中，所述纤维板还包括石蜡；所述石蜡占所述胶粘剂的质量分数优选为0.5％～2％，更优选为0.5％～1.5％。本发明对所述石蜡的来源没有特殊限制，采用本领域熟知的石蜡即可，如可以采用其市售商品。本发明采用石蜡便于防水和控制木纤维基料中纤维的含水率，有利于纤维板的制备并有益于获得良好品质的纤维板。
在本发明中，所述纤维板的密度优选为0.55～0.88g/cm3，即优选为中密度纤维板，使纤维板不易开裂。
本发明提供了一种纤维板，包括木质纤维基料、胶粘剂和复合阻燃剂；所述复合阻燃剂包括硅藻土、二氧化钛、磷酸三聚氰胺和硼酸锌。按照本发明的原料配伍，不仅提高了纤维板的阻燃性，还不会破坏其力学性能，使纤维板兼具优异的强度、阻燃、防潮和调节室内湿度等性能，能够更好的满足实际应用；另外，本申请的纤维板还具有除甲醛、净化空气及防腐性能，十分环保，能够更好的提高人们的生活质量。实验结果表明：本发明提供的纤维板具有优异的阻燃性能，阻燃等级达到B1级以上，同时，其各项物理力学性能包括静曲强度、弹性模量、内结合强度和吸水厚度膨胀率都达到《GB/T11718-2009》中的指标要求；另外，本发明的纤维板甲醛释放量≤9mg/100g，达到E1级环保板材标准。
本发明还提供了一种上述技术方案所述纤维板的制备方法，包括以下步骤：
A)将木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物成型，得到纤维板坯；
B)将所述纤维板坯热压，得到纤维板。
本发明中，所述木质纤维基料、胶粘剂和复合阻燃剂的种类、用量和来源与上述技术方案一致，在此不再一一赘述。
按照本发明，首先将木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物成型，得到纤维板坯。
本发明中，成型之前需提供木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物，按照本领域中常规的备料工序准备原料混合物即可，如可经由如下备料工序获得：(1)提供纤维原料。将原料堆场的枝桠或林木废气物由装载机运至进料运输机旁，由人工辅助上料，经皮带运输和金属探测后送入削片机削成一定规格的木片，并按照软硬材分类贮存。再利用筛选机对获得的木片进行筛选，合格木片送入下道工序，大块木片和碎屑被筛除，筛除的大块木片可经破碎机破碎后重新送入筛选机进行筛选，而碎屑可送至废料仓作为锅炉燃料备用。(2)调配混合物。将上一工序中筛选的合格木片预热，并送入蒸煮缸中蒸煮软化，软化后的木片送入热磨机，并将石蜡熔融后一并投入热磨机与木片一起进行热磨，分离出一定长度的纤维；热磨过程中，将胶粘剂及复合阻燃剂从热磨机的排料管内加入，与热磨出的纤维混合，并利用管道干燥机进行干燥，本发明中，所述干燥的温度优选为280～300℃，干燥介质优选为热烟气；干燥机设有温控装置、含水率检测仪和火花探测自动灭火装置，确保纤维干燥质量和生产安全。本发明中，经干燥后，优选控制木纤维的含水率为5％～10％。干燥完毕后，可采用分选机进行分选，将有胶团的物料和粉末分离出去，即可得到木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的均匀混合物，将其送至料仓贮存待用。
本发明中，提供木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物后，进行成型，得到纤维板坯。所述成型的方式没有特殊限制，采用本领域中常规的成型方式即可，如可将上述混合物料在板坯运输机上铺成连续板坯带并通过铺装成型机进行成型，从而得到纤维板坯。
按照本发明，在获得纤维板坯后，将纤维板坯热压，得到纤维板。本发明中，获得纤维板坯后，优选先进行预压，并经纵向齐边和金属探测器探测，合格的板坯再送入热压机进行热压，经热压后，得到纤维板。本发明中，所述热压的温度优选为160～180℃；所述热压的压力优选为14～17MPa；所述热压的时间优选为240～300S。本发明中，热压后，优选还进行冷却、裁边、砂光等后处理。
本发明纤维板的研发有利于资源综合利用，其将林区三剩物作为原料，是节约资源和保护生态环境的有效举措，同时为本领域增加了新的纤维板产品种类，有益于满足日益增强的市场需求，而且，本发明的纤维板能够在保证基本力学性能的基础上提高阻燃性能，克服了本领域中长期以来力学性能和阻燃性能难以平衡的缺陷，所得纤维板能够应用于家具制造、建筑墙体用材、室内装修装饰用材以及地板基材等。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
将低劣木材(人工速生材、小径木、采伐剩余物及加工剩余物)经削片、筛选得到合格木片；将合格木片经预热、蒸煮软化后送入热磨机，并将石蜡熔融后一并投入热磨机进行热磨，分离出长度为2～5mm的纤维；热磨过程中，将脲醛树脂和复合阻燃剂(硅藻土、二氧化钛、磷酸三聚氰胺和硼酸锌)从热磨机的排料管内加入，与热磨出的纤维混合，并利用管道干燥机进行干燥，干燥温度为280℃，干燥后，木纤维的含水率为5％；干燥完毕，利用分选机将有胶团的物料和粉末分离出去，得到合格的包含木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物。利用成型机将该混合物成型，得到纤维板坯。将纤维板坯在温度为160℃、压力为14MPa的热压条件下热压300S，热压完毕后进行自然晾板冷却、裁边和砂光，得到长为600mm，宽为400mm，厚度为6mm的纤维板。
制备过程中，原料用量如下：脲醛树脂添加量为木质纤维基料干重的10％，复合阻燃剂中，硅藻土的添加量为木质纤维基料干重的5％、二氧化钛添加量为硅藻土的20％、磷酸三聚氰胺添加量为木质纤维基料干重的4％，硼酸锌添加量为木质纤维基料干重的6％，石蜡添加量为胶粘剂重量的1％。
对所得纤维板的阻燃性能和各项物理力学性能等进行检测，检测结果见表1。
实施例2
将低劣木材(人工速生材、小径木、采伐剩余物及加工剩余物)经削片、筛选得到合格木片；将合格木片经预热、蒸煮软化后送入热磨机，并将石蜡熔融后一并投入热磨机进行热磨，分离出长度为2～5mm的纤维；热磨过程中，将脲醛树脂和复合阻燃剂(硅藻土、二氧化钛、磷酸三聚氰胺和硼酸锌)从热磨机的排料管内加入，与热磨出的纤维混合，并利用管道干燥机进行干燥，干燥温度为290℃，干燥后，木纤维的含水率为8％；干燥完毕，利用分选机将有胶团的物料和粉末分离出去，得到合格的包含木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物。利用成型机将该混合物成型，得到纤维板坯。将纤维板坯在温度为170℃、压力为15MPa的热压条件下热压260S，热压完毕后进行自然晾板冷却、裁边和砂光，得到长为2440mm，宽为1220mm，厚度为6mm的纤维板。
制备过程中，原料用量如下：脲醛树脂添加量为木质纤维基料干重的11％，复合阻燃剂中，硅藻土的添加量为木质纤维基料干重的10％、二氧化钛添加量为硅藻土的25％、磷酸三聚氰胺添加量为木质纤维基料干重的4％，硼酸锌添加量为木质纤维基料干重的4％，石蜡添加量为胶粘剂重量的0.5％。
对所得纤维板的阻燃性能和各项物理力学性能等进行检测，检测结果见表1。
实施例3
将低劣木材(人工速生材、小径木、采伐剩余物及加工剩余物)经削片、筛选得到合格木片；将合格木片经预热、蒸煮软化后送入热磨机，并将石蜡熔融后一并投入热磨机进行热磨，分离出长度为2～5mm的纤维；热磨过程中，将脲醛树脂和复合阻燃剂(硅藻土、二氧化钛、磷酸三聚氰胺和硼酸锌)从热磨机的排料管内加入，与热磨出的纤维混合，并利用管道干燥机进行干燥，干燥温度为300℃，干燥后，木纤维的含水率为10％；干燥完毕，利用分选机将有胶团的物料和粉末分离出去，得到合格的包含木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物。利用成型机将该混合物成型，得到纤维板坯。将纤维板坯在温度为180℃、压力为17MPa的热压条件下热压240S，热压完毕后进行自然晾板冷却、裁边和砂光，得到长为600mm，宽为400mm，厚度为6mm的纤维板。
制备过程中，原料用量如下：脲醛树脂添加量为木质纤维基料干重的12％，复合阻燃剂中，硅藻土的添加量为木质纤维基料干重的15％、二氧化钛添加量为硅藻土的30％、磷酸三聚氰胺添加量为木质纤维基料干重的6％，硼酸锌添加量为木质纤维基料干重的2％，石蜡添加量为胶粘剂重量的1.5％。
对所得纤维板的阻燃性能和各项物理力学性能等进行检测，检测结果见表1。
比较例1～4
在实施例1的基础上，仅将复合阻燃剂中的硅藻土保留，而将复合阻燃剂中的其余组分剔除，以此为比较例1。
在实施例1的基础上，仅将复合阻燃剂中的二氧化钛组分保留，而将复合阻燃剂中的其余组分剔除，以此为比较例2。
在实施例1的基础上，仅将复合阻燃剂中的磷酸三聚氰胺组分保留，而将复合阻燃剂中的其余组分剔除，以此为比较例3。
在实施例1的基础上，仅将复合阻燃剂中的硼酸锌组分保留，而将复合阻燃剂中的其余组分剔除，以此为比较例4。
按照国标《GB/T11718-2009》对比较例1～4所得纤维板的各项性能进行检测，结果显示，比较例1～4所得纤维板的静曲强度、弹性模量、内结合强度和吸水厚度膨胀率均达不到《GB/T11718-2009》的标准要求；另外，比较例1～4所得纤维板的阻燃性能均达不到《GB/T18958-2013》规定的难燃B级，甲醛释放量达不到《GB18580-2001》规定的E1级。
比较例5
将低劣木材(人工速生材、小径木、采伐剩余物及加工剩余物)经削片、筛选得到合格木片；将合格木片经预热、蒸煮软化后送入热磨机，并将石蜡熔融后一并投入热磨机进行热磨，分离出长度为2～5mm的纤维；热磨过程中，将脲醛树脂和复合阻燃剂(硅藻土、二氧化钛和硼酸锌)从热磨机的排料管内加入，与热磨出的纤维混合，并利用管道干燥机进行干燥，干燥温度为280℃，干燥后，木纤维的含水率为5％；干燥完毕，利用分选机将有胶团的物料和粉末分离出去，得到合格的包含木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物。利用成型机将该混合物成型，得到纤维板坯。将纤维板坯在温度为160℃、压力为14MPa的热压条件下热压240S，热压完毕后进行自然晾板冷却、裁边和砂光，得到长为600mm，宽为400mm，厚度为6mm的纤维板。
制备过程中，原料用量如下：脲醛树脂添加量为木质纤维基料干重的10％，复合阻燃剂中，硅藻土的添加量为木质纤维基料干重的5％、二氧化钛添加量为硅藻土的20％，硼酸锌添加量为木质纤维基料干重的6％，石蜡添加量为胶粘剂重量的1％。
对所得纤维板的阻燃性能和各项物理力学性能等进行检测，检测结果见表1。
比较例6
将低劣木材(人工速生材、小径木、采伐剩余物及加工剩余物)经削片、筛选得到合格木片；将合格木片经预热、蒸煮软化后送入热磨机，并将石蜡熔融后一并投入热磨机进行热磨，分离出长度为2～5mm的纤维；热磨过程中，将脲醛树脂和复合阻燃剂(硅藻土、二氧化钛和磷酸三聚氰胺)从热磨机的排料管内加入，与热磨出的纤维混合，并利用管道干燥机进行干燥，干燥温度为290℃，干燥后，木纤维的含水率为8％；干燥完毕，利用分选机将有胶团的物料和粉末分离出去，得到合格的包含木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物。利用成型机将该混合物成型，得到纤维板坯。将纤维板坯在温度为170℃、压力为15MPa的热压条件下热压260S，热压完毕后进行自然晾板冷却、裁边和砂光，得到长为2440mm，宽为1220mm，厚度为6mm的纤维板。
制备过程中，原料用量如下：脲醛树脂添加量为木质纤维基料干重的11％，复合阻燃剂中，硅藻土的添加量为木质纤维基料干重的10％、二氧化钛添加量为硅藻土的25％、磷酸三聚氰胺添加量为木质纤维基料干重的4％，石蜡添加量为胶粘剂重量的1.5％。
对所得纤维板的阻燃性能和各项物理力学性能等进行检测，检测结果见表1。
比较例7
将低劣木材(人工速生材、小径木、采伐剩余物及加工剩余物)经削片、筛选得到合格木片；将合格木片经预热、蒸煮软化后送入热磨机，并将石蜡熔融后一并投入热磨机进行热磨，分离出长度为2～5mm的纤维；热磨过程中，将脲醛树脂和复合阻燃剂(硅藻土、磷酸三聚氰胺和硼酸锌)从热磨机的排料管内加入，与热磨出的纤维混合，并利用管道干燥机进行干燥，干燥温度为280℃，干燥后，木纤维的含水率为5％；干燥完毕，利用分选机将有胶团的物料和粉末分离出去，得到合格的包含木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物。利用成型机将该混合物成型，得到纤维板坯。将纤维板坯在温度为160℃、压力为14MPa的热压条件下热压270S，热压完毕后进行自然晾板冷却、裁边和砂光，得到长为600mm，宽为400mm，厚度为6mm的纤维板。
制备过程中，原料用量如下：脲醛树脂添加量为木质纤维基料干重的10％，复合阻燃剂中，硅藻土的添加量为木质纤维基料干重的5％、磷酸三聚氰胺添加量为木质纤维基料干重的2％，硼酸锌添加量为木质纤维基料干重的6％，石蜡添加量为胶粘剂重量的1％。
对所得纤维板的阻燃性能和各项物理力学性能等进行检测，检测结果见表1。
比较例8
将低劣木材(人工速生材、小径木、采伐剩余物及加工剩余物)经削片、筛选得到合格木片；将合格木片经预热、蒸煮软化后送入热磨机，并将石蜡熔融后一并投入热磨机进行热磨，分离出长度为2～5mm的纤维；热磨过程中，将脲醛树脂和复合阻燃剂(硅藻土和二氧化钛)从热磨机的排料管内加入，与热磨出的纤维混合，并利用管道干燥机进行干燥，干燥温度为300℃，干燥后，木纤维的含水率为10％；干燥完毕，利用分选机将有胶团的物料和粉末分离出去，得到合格的包含木质纤维基料、胶粘剂与复合阻燃剂的混合物。利用成型机将该混合物成型，得到纤维板坯。将纤维板坯在温度为180℃、压力为17MPa的热压条件下热压250S，热压完毕后进行自然晾板冷却、裁边和砂光，得到长为600mm，宽为400mm，厚度为6mm的纤维板。
制备过程中，原料用量如下：脲醛树脂添加量为木质纤维基料干重的12％，复合阻燃剂中，硅藻土的添加量为木质纤维基料干重的15％、二氧化钛添加量为硅藻土的30％，石蜡添加量为胶粘剂重量的2％。
对所得纤维板的阻燃性能和各项物理力学性能等进行检测，检测结果见表1。
表1本发明实施例1～3和比较例5～8制备的纤维板的性能测试结果
由以上实施例可知，本发明提供的纤维板不仅具有优异的阻燃性能，还不会破坏纤维板的各项力学性能，满足相关力学标准要求，使纤维板能够在满足力学性能的基础上提高阻燃性能，另外，纤维板的甲醛释放量较低，达到了E1级环保板材标准。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。