CN102172945B - 一种甲醛近零释放浸渍纸层压木质地板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲醛近零释放浸渍纸层压木质地板的制造方法。将高密度地板基材用纤维板隔开放置，在真空条件下，通入氨气，得到含氨地板基材用纤维板；将其叠放成垛，盖上塑料簿膜罩进行陈放；然后将纤维板放置在热压机中热压一段时间，冷却；再将甲醛释放量不高于0.3mg/L的三聚氨胺甲醛树脂浸渍耐磨纸、装饰纸、平衡纸组合在纤维板的表面，热压25～40S，成型为地板半成品大板；将表面温度为70-80℃的地板半成品大板分切成小板，进行养生平衡处理，最后经槽榫加工、封蜡、包装，制成产品。本发明方法制备的木质地板具有物理性能符合国家标准、无氨残留和甲醛近零释放的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种甲醛近零释放浸渍纸层压木质地板的制造方法。
背景技术
行业通常认为，人造板及其制品甲醛释放量采用9-11L干燥器法检测值≤0.3mg/L即为甲醛近零释放，因为天然实木的甲醛释放量采用同样的方法检测值一般为0.2mg/L左右。目前，甲醛近零释放的强化木地板在国内非常少见，因为该类产品的制造必须需选非醛类胶黏剂制造的地板基材用纤维板，但由于该方案的应用技术还未完全成熟和价格昂贵的原因，非醛类胶黏剂地板基材用纤维板在市场上还没有取得认可。
我单位前期申请的申请号为2009103036964“真空氨处理制造环保型强化木地板的方法”其主要技术特征是：(1)真空氨处理时耗氨量低(0.67～1.43kg/m3)；(2)地板基材氨吸附量低(5～15mg/100g)；(3)氨同游离甲醛的反应降解过程主要在地板基材与胶膜纸热压贴面时完成；(4)贴面后地板小块养生平衡2～7天，进一步降解游离甲醛和氨；(5)最终地板成品甲醛释放量采用9-11L干燥器法检测值为(0.4～0.7)mg/L。但由于该方法所采用低浓度氨在真空箱内对纤维板处理时间和温度的不确定性，氨分子主要吸附在纤维板的表层同表层中的游离甲醛发生降解反应，其不足之处在于：
(1)氨分子难以有效穿越阻力较大的纤维板表层(密度高)渗入芯层而使芯层降醛效果不太理想。表1列出了应用其说明书中公布的实施方式制备的高密度纤维板表层与之相应的地板产品芯层(剖开试件)甲醛释放量(干燥器法)的对比数据。
表1应用申请号为200910303696.4方法制备的高密度纤维板表层与之相应的地板芯层甲醛释放量对比
从表中可以看出，经真空氨处理的产品甲醛释放量低于未处理的产品，但经真空氨处理的高密度纤维板表层甲醛释放量低于相应的地板产品芯层甲醛释放量，表明应用该技术制备的产品表层与芯层的降醛效果存在较大差异。
(2)由于其技术所处理板材中氨分子大多数聚集在表层，对于密度高于0.88g/cm3和初始甲醛释放量高于15mg/100g的高密度纤维板处理效果更显不足。其主要表现在：早期的降醛效果由于板材内残留有微观上的氨分子(化学分析方法难以测定)对试验样品的干扰表现出较低的假象，随着时间的推移，氨分子不断耗尽而使试验样品表现出甲醛释放量较高的真实的测定结果，表2列出了其说明书中“不同厂家地板基材用纤维板采用真空氨处理技术制造的地板理化性能对比”试验存留样品的1年期甲醛释放的反弹情况。
表2发明专利号200910303696.4说明书中“不同厂家地板基材用纤维板采用真空氨处理技术制造的地板”1年后甲醛释放量反弹情况
从表中可以看出，其方法所处理产品的甲醛释放量会随着板材密度过大和原始甲醛释放量过高而出现较大的反弹。
(3)由于其技术处理板材时进氨量较低，所处理的纤维板含氨量亦低，低浓度的氨分子与浓度更低的游离甲醛分子在阻力较大的纤维板内进行有效碰撞降解反应的程度不够理想，且聚集在纤维板表层的氨分子易随板材生产流程和高温热压时向环境散失，降醛反应难以彻底，故最终产品甲醛释放量9-11L干燥器值≥0.4mg/L。
综上所述，其方法在技术上存在明显的局限性，因而采用其技术通过常规的改进均不可能制备出性能稳定的甲醛近零释放的地板产品。
发明内容
本发明旨在提供一种物理性能符合国家标准、无氨残留和甲醛近零释放的浸渍纸层压木质地板的制备方法。
本发明是通过下述步骤实现的：
一种甲醛近零释放浸渍纸层压木质地板的制造方法，包括以下步骤：
(1)将高密度地板基材用纤维板隔开放置，在真空度-0.09～-0.095MPa条件下，通入5～8kg/m3板材的氨气，保持1～2h；
(2)将得到的含氨地板基材用纤维板叠放成垛，盖上塑料簿膜罩进行陈放，当环境温度不高于15℃时存放31～60天，当环境温度不低于15℃时存放15～30天；
(3)将步骤(2)得到的地板基材用纤维板在温度为185～210℃、压力1～3MPa的压机中热压5～15S，冷却；
(4)将步骤(3)得到的纤维板平行放置在甲醛释放量不高于0.3mg/L的三聚氰胺甲醛树脂浸渍平衡纸上，纤维板上表面从下至上依次覆盖甲醛释放量不高于0.3mg/L的三聚氨胺甲醛树脂浸渍装饰纸、耐磨纸，一并送入热压机中，在温度为185～210℃、压力3～9MPa条件下热压25～40S，成型为地板半成品大板；
(5)将表面温度冷却到70～80℃的地板半成品大板分切成半成品小板，进行养生平衡处理：当环境温度高于15℃时20～30天，当环境温度低于15℃时10～20天；
(6)将养生平衡处理后的半成品小板进行槽榫加工、封蜡、包装，制成产品。
所述的高密度地板基材用纤维板的甲醛释放量为8～15mg/100g、密度为0.82～0.92g /cm3。
本发明的有益效果：
1、经本发明制备的浸渍纸层压木质地板的技术性能良好：
A、经本发明制备的浸渍纸层压木质地板理化性能符合GB/T 18102-2007的要求，实验结果见表3。
表3经本发明制作的浸渍纸层压木质地板理化性能
B、经本发明制备的浸渍纸层压木质地板甲醛释放量按照日本JIS A 1460：2001标准9-11L干燥器法检验低于0.3mg/L，达到日本地板F☆☆☆☆级即国际领先水平，且稳定性良好，实验结果见图1。
2、本发明各个步骤的有益作用：
A、本发明运用高浓度氨的方法对纤维板进行真空处理的有益效果，是根据“增加氨气浓度可以增多单位体积内活化氨分子数量，进而增强氨分子同甲醛分子的碰撞几率，最终提高氨分子与甲醛分子的反应速率和对板材中游离甲醛的降解效果”这一基本原理和经实验优选的方法。表4列出了本发明纤维板真空处理过程进氨量与地板甲醛释放量及其物理性能的相关性试验数据。
表4本发明纤维板真空处理进氨量对其性能的影响与地板甲醛释放量及其物理性能相关性试验数据
从表中可以看出，当进氨量为4.2kg/m3时，所处理的纤维板经陈放一段时间后制成的地板甲醛释放量为0.4mg/L，不能实现近零释放的目标；当进氨量高于5kg/m3时，所处理的纤维板陈放一段时间后制成的地板甲醛释放量≤0.3mg/L，且物理性能符合国家标准；当进氨量高于9kg/m3时，所处理的纤维板陈放一段时间后制成的地板甲醛释放量≤0.3mg/L，但地板的内结合强度仅为0.94MPa，不符合国家标准要求。故本发明优选进氨量为5～8kg/m3。
B、由于纤维板内经真空处理吸入的未反应完全的残留的氨分子受到纤维的阻碍，不能在短时间内自然脱附的缘故，必须通过较长时间的存放而降解，表5列出了含氨纤维板存放期对含氨量的降解作用；如果不经过步骤(2)较长时间的陈放而是按照步骤(1)、(3)、(4)、(5)和(6)的程序制备出的浸渍纸层压木质地板，产品甲醛释放量可以实现近零释放的效果，但会因为最终产品中残留30～70mg/100g的氨，使地板吸水厚度膨胀率高达19～23％，不符合GB/T 18102-2007的要求，表6列出了含氨纤维板陈放与否对地板吸水膨胀率的影响对比试验据。
表5含氨纤维板存放期对含氨量的降解作用
表6含氨纤维板陈放与否对地板吸水膨胀率的影响
C、步骤(2)对纤维板残留氨的消除率一般为80-90％，如果按照步骤(1)、(2)、(4)、(5)和(6)的程序制备的浸渍纸层压木质地板，产品甲醛释放量可以实现≤0.3mg/L的效果，理化性能符合GB/T 18102-2007的要求，但最终产品中会残留3～7mg/100g的氨，地板经铺装后会对室内空气氨浓度增加0.03～0.05mg/m3，虽然符合GB 18883-2002《室内空气质量标准》的要求，但毕竟增加了有害物质的数量。步骤(3)的作用是利用热压所提供的高温激活纤维板内的残余氨分子，让一部分氨分子通过尚未封闭的纤维板表面逸出板材。表7列出了以氨含量为30.2mg/100g纤维板在温度为190℃、压力为2MPa的条件下经步骤(1)(2)(4)(5)(6)和步骤(1)-(6)制作的地板含氨量的对比情况。
表7本发明产品与缺少步骤(3)产品含氨量的对比情况 单位：mg/100g
从表中数据可以看出，步骤(3)的作用对产品氨含量的降低作用十分明显。
D、步骤(1)-(4)对地板残留氨的降解率一般为95-98％，如果按照步骤(1)、(2)、(3)、(4)和(6)程序制作的产品，其理化性能符合GB/T 18102-2007的要求，但甲醛释放量会处于0.3～0.4mg/L的范围内，无法实现本发明的最佳效果，且产品中仍有1～3mg/100g氨的残留。步骤(5)对最终产品的性能有二个方面的影响：
第一，热压大板降至70-80℃时进行分切，既可以克服高温条件下板材尺寸的不稳定，也可以防止低温条件下小板养生平衡过程中有害物质释放过慢的弊端。当大板表面温度低于70℃时，分切的小板温度将低于50℃并很快降至40℃以下而不利板材内部残留的氨和甲醛分子的快速逸出。表8列出了冬夏两季热压大板在不同的温度下分切小板后，养生平衡相同的时间所检测的甲醛释放量和氨含量的数据。
表8热压大板在不同的表面温度下分切小板后残余物的对比值
第二，分切小板养生平衡期对最终产品的甲醛释放量降低具有重要影响，表9列出了试验数据。
表9分切小板养生平衡期对地板甲醛释放量的降低效果单位：mg/L
3、本发明对高密度纤维板和浸渍胶膜纸甲醛释放量指标限定的作用：
A、高密度纤维板的密度处于0.82～0.92g/cm3、甲醛释放量应低于15mg/100g，否则，最终产品甲醛释放量将出现“背景技术”中所述的反弹现象。
B、浸渍胶膜纸均是采用三聚氰胺甲醛树脂浸渍的，浸渍胶膜纸甲醛释放量按照LY/T1831-2009《人造板饰面专用装饰纸》中规定的干燥器法检验≤0.3mg/L，否则，最终产品甲醛释放量将＞0.3mg/L。
附图说明
图1为本发明制备的地板甲醛释放量随时间变化图。
具体实施方式
以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。
实施例1
1、将一批甲醛释放量8mg/100g、密度0.82～0.84g/cm3的高密度地板基材用纤维板等距离放置于真空箱罐内，关闭门体后，开启真空泵，当箱内真空度达到-0.09MPa时，关闭阀门，停止真空泵，向箱内通入板材耗氨量为6kg/m3的氨气，保持1～2h，让氨分子有充分的时间均匀的渗入纤维板芯部。然后取出含氨量为60～120mg/100g地板基材用纤维板。
2、将含氨地板基材用纤维板叠放成垛，盖上塑料簿膜罩进行陈放，以防止氨分子过快逃逸和空气中的水分子过快吸附。环境温度低于15℃，存放55天，使纤维板中的氨分子与游离甲醛进行充分的降解反应，并缓慢排放出部分多余的氨分子。此时的纤维板：甲醛释放量低于1.5mg/100g，氨含量低于15mg/100g，吸水厚度膨胀率符合国家相关技术标准。
3、将经处理的地板基材用纤维板送入压机内，在温度为190℃、压力为3MPa的条件下热压5～15S，卸压，提升上压板，排除纤维板中残留的氨分子，冷却。
4、将甲醛释放量≤0.3mg/L(采用LY/T 1831-2009规定的干燥器法检测)的三聚氨胺甲醛树脂浸渍耐磨纸、装饰纸依次覆盖在纤维板的上表面，甲醛释放量≤0.3mg/L的三聚氨胺甲醛树脂浸渍平衡纸组合在纤维板的底背面，送入压机，在温度为190℃和压力为9MPa的条件下热压25～40S，成型为地板半成品大板。
5、将表面温度为80℃的地板半成品大板分切成一定规格的小板，在小板四周留有空隙的自然条件下进行养生平衡处理，并进一步降解板材中更微量的甲醛和氨。养生平衡处理时间为：环境温度25℃、30天，此时板材中：甲醛释放量穿孔萃取值≤2.0mg/100g、氨含量穿孔萃取酸碱滴定值为零。
6、将半成品小板进行槽榫加工、封蜡、包装，制成理化性能符合国家标准、甲醛释放量9-11L干燥器法≤0.3mg/L近零释放的高环保级别的浸渍纸层压木质地板。
实施例2
1、将一批甲醛释放量12mg/100g、密度0.88g/cm3的高密度地板基材用纤维板等距离放置于真空箱罐内，关闭门体后，开启真空泵，当箱内真空度达到-0.095MPa时，关闭阀门，停止真空泵，向箱内通入板材耗氨量为7kg/m3的氨气，保持1～2h，让氨分子有充分的时间均匀的渗入纤维板芯部。然后取出含氨量为60～120mg/100g地板基材用纤维板。
2、将含氨地板基材用纤维板叠放成垛，盖上塑料簿膜罩进行陈放，以防止氨分子过快逃逸和空气中的水分子过快吸附。环境温度低于15℃时存放45天，使纤维板中的氨分子与游离甲醛进行充分的降解反应，并缓慢排放出部分多余的氨分子。此时的纤维板：甲醛释放量低于1.5mg/100g，氨含量低于15mg/100g，吸水厚度膨胀率符合国家相关技术标准。
3、将经处理的地板基材用纤维板送入压机内，在温度为200℃、压力为2MPa的条件下热压5～15S，卸压，提升上压板，排除纤维板中残留的氨分子，冷却。
4、将甲醛释放量≤0.3mg/L(采用LY/T 1831-2009规定的干燥器法检测)的三聚氨胺甲醛树脂浸渍耐磨纸、装饰纸依次覆盖在纤维板的上表面，甲醛释放量≤0.3mg/L的三聚氨胺甲醛树脂浸渍平衡纸组合在纤维板的底背面，送入压机，在温度为200℃和压力为6MPa的条件下热压25～40S，成型为地板半成品大板。
5、将表面温度为70℃的地板半成品大板分切成一定规格的小板，在小板四周留有空隙的自然条件下进行养生平衡处理，并进一步降解板材中更微量的甲醛和氨。养生平衡处理时间为：环境温度20℃、25天，此时板材中：甲醛释放量穿孔萃取值≤2.0mg/100g、氨含量穿孔萃取酸碱滴定值为零。
6、将半成品小板进行槽榫加工、封蜡、包装，制成理化性能符合国家标准、甲醛释放量9-11L干燥器法≤0.3mg/L近零释放的高环保级别的浸渍纸层压木质地板。
实施例3
1、将一批甲醛释放量15mg/100g、密度0.92g/cm3的高密度地板基材用纤维板等距离放置于真空箱罐内，关闭门体后，开启真空泵，当箱内真空度达到-0.095MPa时，关闭阀门，停止真空泵，向箱内通入板材耗氨量为8kg/m3的氨气，保持1～2h，让氨分子有充分的时间均匀的渗入纤维板芯部。然后取出含氨量为60～120mg/100g地板基材用纤维板。
2、将含氨地板基材用纤维板叠放成垛，盖上塑料簿膜罩进行陈放，以防止氨分子过快逃逸和空气中的水分子过快吸附。环境温度不低于15℃，存放20天，使纤维板中的氨分子与游离甲醛进行充分的降解反应，并缓慢排放出部分多余的氨分子。此时的纤维板：甲醛释放量低于1.5mg/100g，氨含量低于15mg/100g，吸水厚度膨胀率符合国家相关技术标准。
3、将经处理的地板基材用纤维板送入压机内，在温度为200℃、压力为1MPa的条件下热压5～15S，卸压，提升上压板，排除纤维板中残留的氨分子，冷却。
4、将甲醛释放量≤0.3mg/L(采用LY/T 1831-2009规定的干燥器法检测)的三聚氨胺甲醛树脂浸渍耐磨纸、装饰纸依次覆盖在纤维板的上表面，甲醛释放量≤0.3mg/L的三聚氨胺甲醛树脂浸渍平衡纸组合在纤维板的底背面，送入压机中，在温度为200℃和压力为4MPa的条件下热压25～40S，成型为地板半成品大板。
5、将表面温度为80℃的地板半成品大板分切成一定规格的小板，在小板四周留有空隙的自然条件下进行养生平衡处理，并进一步降解板材中更微量的甲醛和氨。养生平衡处理时间为：环境温度10℃，15天，此时板材中：甲醛释放量穿孔萃取值≤2.0mg/100g、氨含量穿孔萃取酸碱滴定值为零。
6、将半成品小板进行槽榫加工、封蜡、包装，制成理化性能符合国家标准、甲醛释放量9-11L干燥器法≤0.3mg/L近零释放的高环保级别的浸渍纸层压木质地板。
Claims (2)
1.一种甲醛近零释放浸渍纸层压木质地板的制造方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
（1）将高密度地板基材用纤维板隔开放置，在真空度-0.09～-0.095MPa条件下，通入单位板材耗氨量为5～8kg/m3的氨气，保持1～2h；
（2）将得到的含氨地板基材用纤维板叠放成垛，盖上塑料簿膜罩进行陈放，当环境温度小于等于15℃时存放31～60天，当环境温度大于15℃时存放15～30天；
（3）将步骤（2）得到的地板基材用纤维板在温度为185～210℃、压力1～3MPa的压机中热压5～15S，冷却；
（4）将步骤（3）得到的纤维板平行放置在甲醛释放量不高于0.3mg/L的三聚氰胺甲醛树脂浸渍平衡纸上，将甲醛释放量≤0.3mg/L的三聚氨胺甲醛树脂浸渍耐磨纸、装饰纸依次覆盖在纤维板的上表面，一并送入热压机中，在温度为185～210℃、压力3～9MPa条件下热压25～40S，成型为地板半成品大板；
（5）将表面温度冷却到70～80℃的地板半成品大板分切成半成品小板，进行养生平衡处理：当环境温度高于15℃时20～30天，当环境温度低于15℃时10～20天；
（6）将养生平衡处理后的半成品小板进行槽榫加工、封蜡、包装，制成产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高密度地板基材用纤维板的甲醛释放量为8～15mg/100g、密度为0.82～0.92g/cm3。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ST.PAUL WOODEN PRODUCTS CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: HUNAN KANGPAI WOOD CO., LTD. Effective date: 20121029 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 410000 CHANGSHA, HUNAN PROVINCE TO: 410148 CHANGSHA, HUNAN PROVINCE |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20121029 Address after: Changsha County City, Hunan province 410148 Changsha Sha Zhen Mao Tang Industrial Park pond embankment No. 888 Applicant after: Hunan Stpaul Wood Industry Co., Ltd. Address before: Changsha County City, Hunan province 410000 Changsha Mao Tong Industrial Park pond embankment No. 888 Applicant before: Hunan Kangpai Wood Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20130327 Termination date: 20180311 |
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